JP6142542B2 - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタなどの画像形成装置および画像形成方法に関する。

電子写真方式を用いた画像形成プロセスでは、常に安定した画像濃度が得られるようにするため、次のような手順で画像濃度制御が行われている。

まず、画像濃度制御では、異なる作像条件（例えば、露光パワー、帯電バイアス、現像バイアスなど）で作像されトナー濃度がそれぞれ異なる複数のトナー濃度検知用のパッチにより構成されるトナーパターンを感光体等の像担持体に形成する。

次に、画像濃度制御では、トナーパターンの各パッチに対して、光学的検知手段である反射型光学センサから、反射光検知用の光を照射する。画像形成装置では、反射型光学センサにより検知した反射光の検知量と、所定の算出アルゴリズムとを用いて、各パッチのトナー濃度を算出する。

次に、画像濃度制御では、現像ポテンシャルを横軸、トナー濃度を縦軸としたときの傾きである、現像γを求める。また、各パッチのトナー濃度と、その作像条件から得られる現像ポテンシャルとの関係から、現像開始電圧Ｖｋ（現像ポテンシャルを横軸、トナー濃度を縦軸としたときのｘ切片）を求める。

そして、画像濃度制御では、求めた現像γに基づいて、適正なトナー濃度が得られる現像ポテンシャルとなるように、作像条件を調整する。

また、電子写真方式を用いた画像形成プロセスでは、常に安定した画像濃度が得られるようにするため、次のような手順で画像位置制御が行われている。

まず、例えば、ブラック、マゼンタ、シアン、イエロー等の各色に対応した複数の画像形成部で形成された画像を、記録紙上に直接多重に転写するか、あるいは中間転写ベルト上に多重に一時転写する。中間転写ベルト上に転写された各色画像は、記録紙上に一括して二次転写され、記録紙上に画像が定着された後、記録紙上には、フルカラー画像が形成される。

画像形成プロセスでは、各色に対応した画像形成部における感光体ドラムや露光装置等の調整ずれや、感光体ドラムや中間転写ベルトを駆動するメカ的な変動が、そのまま記録紙上に色ずれとなって現れる。このため、画像形成プロセスでは、色ずれ制御が不可欠となる。

色ずれ制御の具体的な方法としては、一般的に、中間転写ベルト上に上記各色の位置（色ずれ）検知用のトナーパターンを形成する。色ずれ制御では、上記各色のトナーパターンの位置を反射型光学センサで読み取り、その結果から位置ずれ量を算出する。そして、色ずれ制御では、画像書込部の書き込みタイミングなどに位置ずれ量をフィードバックして、トナーの色ずれを補正している。

トナーの位置検知と濃度検知に用いられる反射型光学センサは、種々のものが提案されている（例えば、特許文献１〜７参照）。

ところで、トナーの位置検知と濃度検知に用いられる反射型光学センサには、１個の発光部と２個の受光部からなる１ＬＥＤ−２ＰＤタイプの反射型光学センサや、２個の発光部と１個の受光部からなる２ＬＥＤ−１ＰＤタイプの反射型光学センサなどがある。

１ＬＥＤ−２ＰＤタイプの反射型光学センサでは、１個の発光部からトナーパターン像に照射される光により、像担持体または媒体（中間転写ベルト）上に１つのスポット光が形成される。

また、２ＬＥＤ−１ＰＤタイプの反射型光学センサでは、２個の発光部からトナーパターン像に照射される光により、像担持体または媒体上のほぼ同一の場所に２つのスポット光が、時間差を有して形成される。

反射型光学センサを用いてトナー位置検知を行う場合、照射された主走査方向位置にスポット光が重なるように、トナー位置検知用の各パッチが副走査方向に移動する。このとき、スポット光の大きさは、通常２〜３ｍｍ程度である。

また、副走査方向に移動するパッチ（一般に主走査方向に対して平行または傾斜した主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２）の長手方向の長さは、８.０ｍｍ程度であり、短手方向の長さは１.０ｍｍ程度である。つまり、トナー位置検知において、パッチの主走査方向の大きさをスポット光よりも大きくしている。

また、反射型光学センサを用いてトナー濃度検知を行う場合、このスポット光が照射された主走査方向位置にちょうど重なるように、トナー濃度検知用のトナーパターンの各パッチが副走査方向に移動する。また、副走査方向に移動するパッチ（一般に矩形状）の大きさは、スポット光の大きさよりも、十分大きくなっており、主走査方向及び副走査方向ともに１５ｍｍ以上となっている。

トナーパターンのパッチの主走査方向の大きさをスポット光よりも大きくしている理由は、スポット光の主走査方向の照射位置誤差や、パッチの主走査方向の位置誤差が生じても、副走査方向に移動するパッチにスポット光が重なるようにするためである。ここで、スポット光の主走査方向の照射位置誤差は、例えば、反射型光学センサの取り付け誤差や、発光部の取り付け誤差による光の照射方向ずれなどによって発生する。また、パッチの主走査方向の位置誤差は、パッチ形成位置ずれや、感光体や中間転写ベルトの蛇行などによって発生する。

そして、前述のスポット光の主走査方向の照射位置誤差やパッチの主走査方向の位置誤差の影響により、理想的な検知状態では各ラインの中心で対称となるセンサ出力信号波形が、実際のトナー位置検知では非対称となってしまう。つまり、各ラインの中心を検知した際の時間にずれが生じてしまう。この時間差が、任意のトナーパターン間の距離のずれ量となる。このずれ量を抑えるためには、前述した反射型光学センサの出力信号波形の立ち上がりと立ち下がりを急峻にして、像担持体上のビーム径を小さくすることが考えられる。

しかし、ビーム径を小さくすると、移動体上のトナーパターンに照射する領域も小さくなる。そのため、例えば、移動体上のトナーパターンの場所ごとでトナー付着量が異なる場合、平均化回数を多くする等の対策を講じなければ、トナー濃度検知精度は劣化してしまう。

本発明は、トナー濃度検知精度を維持しつつトナー位置検知精度を向上することができる画像形成装置の提供を課題とする。

本発明の画像形成装置は、トナーを用いて移動体上に画像を形成する画像形成装置であって、前記移動体上に濃度検知用トナーパターンと位置検知用トナーパターンとを作成するパターン作成装置と、前記濃度検知用トナーパターンと前記位置検知用トナーパターンとを検知対象とする反射型光学センサと、前記反射型光学センサの受光系の出力信号に基づいて、トナー濃度とトナー位置との少なくともいずれか一方を算出する処理装置と、移動体として、中間転写ベルト、または、感光性を有する像担持体と、を備え、
前記反射型光学センサは、検知光を出射する発光部と、前記トナーパターンにより反射された前記検知光を受光する受光部と、を備え、前記トナーパターンは、前記移動体が移動する第１方向に関するトナー位置ずれ検知に用いられる第１トナーパターンと、前記第１方向とは異なる第２方向に関するトナー位置ずれ検知に用いられる第２トナーパターンと、を含み、前記検知光が前記移動体表面または前記トナーパターンに照射されて形成される発光像は、長手方向と短手方向を有する形状であり、前記発光像の長手方向は、前記第１トナーパターンと前記第２トナーパターンとがなす角の二等分線と平行である、ことを特徴とする。

本発明の画像形成装置によれば、トナー濃度検知精度を維持しつつトナー位置検知精度を向上することができる。

本発明に係る画像形成装置の画像形成プロセス部を示す概略構成図である。 上記画像形成装置の画像形成ユニットを示す概略構成図である。 上記画像形成装置の露光ユニットの概略構成を示す平面図である。 上記露光ユニットの概略構成を示す側面図である。 上記露光ユニットの概略構成を示す側面図である。 上記露光ユニットの概略構成を示す側面図である。 上記画像形成装置の二次転写を説明する概略図である。 上記画像形成装置の電気的な接続を示すブロック図である。 上記画像形成装置の画像プロセスを示すフローチャートである。 上記画像形成装置におけるトナーパターンを作像した移動体の平面図である。 位置検知用トナーパターンを示す図である。 本発明に係る反射型光学センサの実施の形態を示す側面図である。 上記反射型光学センサの実施の形態を示す平面図である。 上記反射型光学センサの配置例を示す側面図である。 上記反射型光学センサの別の配置例を示す側面図である。 上記位置検知用トナーパターンと上記反射型光学センサとの位置関係を示す図である。 上記反射型光学センサの受光部の出力波形を示す図である。 上記反射型光学センサによる副走査方向のトナー位置検知の一例を示す図である。 上記反射型光学センサによる主走査方向のトナー位置検知の一例を示す図である。 上記反射型光学センサによりトナー位置検知を行った際の上記受光部の出力波形を示す図である。 上記トナーパターンのうち、濃度検知用トナーパターンと上記反射型光学センサとの位置関係を示す図である。 上記濃度検知用トナーパターンについての上記受光部Ｄ１の出力波形を示す図である。 上記画像形成装置のカラートナー付着量と上記受光部Ｄ１の出力との関係を示す図である。 上記画像形成装置のカラートナー付着量と上記受光部Ｄ２の出力との関係を示す図である。 上記画像形成装置のブラックトナー付着量と上記受光部Ｄ１の出力との関係を示す図である。 上記ブラックトナー付着量と上記カラートナー付着量と正規化値との関係を示すＬＵＴである。 上記反射型光学センサによりトナー濃度検知を行った際の上記受光部の出力変化を示す図である。 上記反射型光学センサにより形成される検知光の発光像の照射位置とビーム形状とを示す図である。 上記反射型光学センサにより形成される検知光の発光像と副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１との位置関係を示す図である。 上記反射型光学センサにより形成される検知光の発光像と主走査方向位置検知用トナーパターンとの位置関係を示す図である。 上記反射型光学センサの比較例の反射型光学センサを示す図である。 上記比較例の反射型光学センサが移動体を検知している様子を示す主走査方向（Ｙ方向）から見た図である。 あおり角が印加した状態で移動体を検知する比較例の反射型光学センサの様子を示す図である。 あおり角が印加した状態で移動体を検知する比較例の反射型光学センサの様子を示す図である。 スキュー角が印加した状態で移動体を検知する比較例の反射型光学センサの様子を示す図である。 スキュー角が印加した状態で移動体を検知する比較例の反射型光学センサの様子を示す図である。 距離変動が印加した状態で移動体を検知する比較例の反射型光学センサの様子を示す図である。 距離変動が印加した状態で移動体を検知する比較例の反射型光学センサの様子を示す図である。 上記反射型光学センサによる理想的な検知条件において、副走査方向の位置検知用トナーパターンを検知した際のトナーパターンと検知光の発光像との関係を示す模式図である。 上記理想的な検知条件において、副走査方向位置検知用トナーパターンが移動した際の正反射光の受光部の出力の時間的な変化を示す波形を正反射出力の最大値で規格化した図である。 上記理想的な検知条件において、主走査方向の位置検知用トナーパターンを検知した際のトナーパターンと検知光の発光像との関係を示す模式図である。 上記理想的な検知条件において、主走査方向位置検知用トナーパターンが移動した際の正反射光の受光部の出力の時間的な変化を示す波形を正反射出力の最大値で規格化した図である。 上記従来の反射型光学センサで、トナー位置検知に影響を与え得る要因が存在する実際の検知状態下において、副走査方向の位置検知用トナーパターンを検知した際の模式図である。 反射型光学センサによる副走査方向位置検知用トナーパターンを検知した際の受光部の出力変化を示す波形を、最大値で規格化して横軸を時間から照射ビームに対するトナーの相対位置に変換したセンサ取得波形である。 実際の検知状態下において、反射型光学センサが主走査方向位置検知用トナーパターンを検知した際の模式図である。 反射型光学センサによる主走査方向位置検知用トナーパターンを検知した際の受光部の出力変化を示した波形を、最大値で規格化して横軸を時間から照射ビームに対するトナーの相対位置に変換したセンサ取得波形である。 図４４の実線で示す波形と図４０の立ち下がり波形を折り返した波形とを示す図である。 図４５の実線で示す波形と図４２の立ち下がり波形を折り返した波形とを示す図である。 要因を取り除いた理想的な条件において、理想的な反射型光学センサで副走査方向の位置検知用トナーパターンを検知した際のセンサ取得波形と、図３９、図４３で示した取得波形を同一グラフ上に載せたものを示す図である。 要因を取り除いた理想的な条件において、理想的な反射型光学センサで主走査方向の位置検知用トナーパターンを検知した際のセンサ取得波形と、図４１、図４５で示した取得波形を同一グラフ上に載せたものを示す図である。 上記反射型光学センサの検知光の発光像と、理想的な反射型光学センサの検知光の発光像と、の副走査方向位置検知用トナーパターンに対する照射位置を示す図である。 上記反射型光学センサの検知光の発光像と、理想的な反射型光学センサの検知光の発光像と、により副走査方向位置検知用トナーパターンが検知された際のそれぞれのセンサ取得波形を示す図である。 上記反射型光学センサの検知光の発光像と、理想的な反射型光学センサの検知光の発光像と、の主走査方向位置検知用トナーパターンに対する照射位置を示す図である。 上記反射型光学センサの検知光の発光像と、理想的な反射型光学センサの検知光の発光像と、により主走査方向位置検知用トナーパターンを検知された際のそれぞれのセンサ取得波形を示す図である。 図５２のトナー位置中心付近の部分拡大図である。 図５４のトナー位置中心付近の部分拡大図である。 反射型光学センサによる取得波形から、立ち下がり時（立ち上がり時）の傾きの絶対値を算出し、不図示の反射型光学センサを用いた取得波形の傾きの絶対値と比較したグラフである。 反射型光学センサによる取得波形から、立ち下がり時（立ち上がり時）の傾きの絶対値を算出し、不図示の反射型光学センサを用いた取得波形の傾きの絶対値と比較したグラフである。 反射型光学センサを用いた場合の主／副走査方向位置検知用トナーパターンの検知結果を示すグラフである。 反射型光学センサを用いた場合の主／副走査方向位置検知用トナーパターンの検知結果を示すグラフである。 図５９のグラフについて副走査方向位置検知用トナーパターンと主走査方向位置検知用トナーパターンとで囲まれる部分の面積を図示したものである。 図６０のグラフについて副走査方向位置検知用トナーパターンと主走査方向位置検知用トナーパターンとで囲まれる部分の面積を図示したものである。 図５９と図６０のトナー位置中心付近の拡大図により、Ｙ＝１と実線で囲まれる面積と、Ｙ＝１と点線で囲まれる面積との差を比較した図である。 別の実施の形態の反射型光学センサの構成を示す平面図である。 さらに別の実施の形態の反射型光学センサの構成を示す平面図である。 さらに別の実施の形態における反射型光学センサの構成を示す側面図である。 さらに別の実施の形態における反射型光学センサの構成を示す平面図である。 さらに別の実施の形態の反射型光学センサの構成を示す平面図である。 さらに別の実施の形態における反射型光学センサの構成を示す側面図である。 さらに別の実施の形態における反射型光学センサの構成を示す平面図である。 さらに別の実施の形態における反射型光学センサの構成を示す側面図である。 さらに別の実施の形態における反射型光学センサの構成を示す平面図である。 さらに別の実施の形態における反射型光学センサの構成を示す側面図である。 さらに別の実施の形態における反射型光学センサの構成を示す平面図である。 さらに別の実施の形態の反射型光学センサの発光部から射出された検知光の発光像が移動体に照射されている様子を示す図である。 上記反射型光学センサにより形成される検知光の発光像の照射位置とビーム形状との別の例を示す図である。 上記反射型光学センサにより形成される別の例の検知光の発光像と副走査方向位置検知用トナーパターンとの位置関係を示す図である。 上記反射型光学センサにより形成される別の例の検知光の発光像と主走査方向位置検知用トナーパターンとの位置関係を示す図である。 上記画像形成装置におけるトナーパターンを作像した移動体の平面図である。 上記画像形成装置における別の例のトナーパターンを作像した移動体の平面図である。

以下、本発明に係る画像形成装置と、これに用いられる反射型光学センサとの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

●反射型光学センサ（１）●
まず、反射型光学センサについて説明する。
●画像形成プロセス部の構成
図１は、本発明に係る反射型光学センサが搭載される画像形成装置の画像形成プロセス部を示す概略構成図である。

図１に示す画像形成プロセス部は、画像形成装置の一例であるタンデム型のフルカラープリンタ（以下「カラープリンタ」とも言う。）に本発明に係る反射型光学センサを適用した場合を示す。

画像形成プロセス部は、カラープリンタが実行する画像形成プロセスのうち、帯電、露光、現像、転写、定着を行う。カラープリンタには、画像形成プロセス部の他に、ＰＣ（Personal Computer）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後述のプリンタコントローラと、画像形成動作を制御する本体制御部とが設けられている。

また、カラープリンタには、いずれも不図示の構成として、記録材である転写紙１１５の供給を行う給紙ユニットと、転写紙１１５を手差し給紙する手差しトレイと、画像形成済みの転写紙１１５が排紙される排紙トレイとが設けられる。

図１において、画像形成プロセス部本体には、第１の転写ユニットとして、第２の像担持体である無端ベルト状の移動体１０５が設けられている。移動体１０５は、支持ローラ１１３，１１４，１１９に張架された状態で、駆動ローラ１１２により反時計方向に回転駆動される。

移動体１０５の張架部分には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応する４つの画像形成ユニットが設けられている。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と、現像ユニット１０２Ｙ，１０２Ｃ，１０２Ｍ，１０２Ｋが並んで配置されている。

また、画像形成ユニットの下方には、露光ユニット２００が設けられている。露光ユニット２００は、画像情報に基づいて、内部に設けられる不図示の半導体レーザを駆動して書込光を出射する。そして、露光ユニット２００は、各感光体ユニットに設けられている感光性を有する像担持体としての感光体ドラム１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｋの表面上に静電潜像を形成する。

ここで、書込光を出射する光源は、半導体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
図２は、画像形成装置の画像形成ユニットを示す概略構成図である。画像形成ユニットの構成について説明する。

なお、以下の説明において、イエローのトナー像を形成する画像形成ユニットを例に挙げて画像形成ユニットの説明を行うが、他の色の画像形成ユニットも同様の構成を有する。

また、図２とそれに対応する説明では、イエローに対応する画像形成ユニットに付される符号「Ｙ」を省略する。

画像形成ユニットには、感光体ドラム１０１の周囲に、帯電ユニット３０１と、現像ユニット１０２と、感光体クリーニングユニット３０８が設けられている。感光体ドラム１０１は、中間転写ベルトなどの移動体１０５を介して、１次転写ユニット１０６と対向する位置に設けられている。

帯電ユニット３０１は、帯電ローラを採用した接触帯電方式である。帯電ユニット３０１は、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。

なお、帯電ユニット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することができる。

現像ユニット１０２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。現像ユニット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。

なお、現像剤としては一成分現像剤を使用することもできる。

攪拌部３０３では、現像剤担持体としての現像スリーブ３０５上に、二成分現像剤が攪拌されながら供給される。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。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。

現像ケースには、現像ユニット１０２内の現像剤のトナー濃度を検知するためのＴＣ（Toner Concentration）センサ１０４が取り付けられている。二成分現像剤のキャリアが磁性体でありトナーが非磁性体であるため、ＴＣセンサ１０４は、透磁率方式を採用している。現像ユニット１０２内のトナー濃度は、現像剤の透磁率、つまり単位体積あたりの現像剤の磁気抵抗に現れる。

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、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が設けられている。

現像スリーブ３０５内には、不図示のマグネットが固定配置されている。現像スリーブ３０５に供給された現像剤は、不図示のマグネットにより汲み上げられて保持される。

また、現像部３０４には、ドクターブレード３０７が設けられている。ドクターブレード３０７は、先端が現像スリーブ３０５に接近するように設けられている。

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、ドクターブレード３０７により適正な量に規制される。

なお、ドクターブレード３０７により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する。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まる箇所まで搬送されることにより現像スリーブ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、画像形成ユニットでは、攪拌部３０３内のトナー濃度が薄くなったことをＴＣセンサ１０４が検知し、その検知結果に基づいて攪拌部３０３にトナーが補給される。

１次転写ユニット１０６は、移動体１０５を挟んで感光体ドラム１０１に押し当てられるように設置されている。１次転写ユニット１０６は、１次転写ローラを採用している。

感光体ドラム１０１が回転すると、帯電ユニット３０１により感光体ドラム１０１の表面が一様に帯電される。

プリントコントローラからの画像情報に基づいて、露光ユニット２００からレーザによる書込光が照射され、感光体ドラム１０１の表面上に静電潜像が形成される。現像ユニット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。トナー像は、１次転写ユニット１０６により移動体１０５上に１次転写される。

ここで、１次転写ユニット１０６は、ローラ状のものには限定されず、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であってもよい。

感光体クリーニングユニット３０８は、先端が感光体ドラム１０１に押し当てられるように配置される。感光体クリーニングユニット３０８は、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、感光体クリーニングユニット３０８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。ファーブラシ３１０には、不図示の金属製の電界ローラからバイアス電流が印加されている。電界ローラには、不図示のスクレーパの先端が押し当てられている。

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ユニット３０８の内部に収容され、不図示の廃トナー回収ユニットにて回収される。

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ユニット３０８により除去され、次の画像形成に利用される。

次に、画像形成ユニットの下方に設けられている露光ユニット２００の構成について説明する。

図３は、画像形成装置の露光ユニットの概略構成を示す平面図である。また、図４〜６は、露光ユニットの概略構成を示す側面図である。

露光ユニット２００は、図６に示す光学ハウジング２３００の所定位置に組み付けられている以下の構成を有する。図４と図５に示すように、露光ユニット２００は、４つの光源２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄと、４つのカップリングレンズ２２０１ａ、２２０１ｂ、２２０１ｃ、２２０１ｄを備える。

また、露光ユニット２００は、図４と図５に示すように、４つの開口板２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄと、４つのシリンドリカルレンズ２２０４ａ、２２０４ｂ、２２０４ｃ、２２０４ｄと、ポリゴンミラー２１０４とを備える。

また、露光ユニット２００は、図６に示すように、４つのｆθレンズ２１０５ａ、２１０５ｂ、２１０５ｃ、２１０５ｄと、８つの折り返しミラー２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ａ、２１０８ｂ、２１０８ｃ、２１０８ｄを備える。

また、露光ユニット２００は、図６に示すように、４つのトロイダルレンズ２１０７ａ、２１０７ｂ、２１０７ｃ、２１０７ｄと、４つの光検知センサ２２０５ａ、２２０５ｂ、２２０５ｃ、２２０５ｄとを備える。

さらに、露光ユニット２００は、図６に示すように、４つの光検知用ミラー２２０７ａ、２２０７ｂ、２２０７ｃ、２２０７ｄと、不図示の走査制御装置などを備える。

ここで、以下の説明において、移動体１０５が移動する方向（Ｘ軸方向）を副走査方向とし、副走査方向と直交する方向（Ｙ軸方向）を主走査方向とする。また、Ｚ軸方向は、主走査方向と副走査方向とに直交する方向であり、移動体１０５の法線方向である。

また、本実施の形態では、図４に示すように、カップリングレンズ２２０１ａとカップリングレンズ２２０１ｂの光軸に沿った方向を「ｗ１方向」とし、光源２２００ａと光源２２００ｂにおける主走査方向を「ｍ１方向」とする。

また、本実施の形態では、図５に示すように、カップリングレンズ２２０１ｃとカップリングレンズ２２０１ｄの光軸に沿った方向を「ｗ２方向」とし、光源２２００ｃと光源２２００ｄにおける主走査方向を「ｍ２方向」とする。

なお、光源２２００ａと光源２２００ｂにおける副走査方向と、光源２２００ｃと光源２２００ｄにおける副走査方向は、いずれもＺ軸方向と同じ方向である。

光源２２００ｂと光源２２００ｃは、図３に示すように、Ｘ軸方向に関して離れた位置に配置されている。そして、図４に示すように、光源２２００ａは光源２２００ｂの−Ｚ軸側に配置されている。また、図５に示すように、光源２２００ｄは光源２２００ｃの−Ｚ軸側に配置されている。

図４に示すように、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る。

図５に示すように、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る。

カップリングレンズ２２０１ａ、２２０１ｂ、２２０１ｃ、２２０１ｄは、光源２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄからの光束を平行光束にする。

なお、カップリングレンズ２２０１ａ、２２０１ｂ、２２０１ｃ、２２０１ｄにより生成される平行光束には、平行光束ではないもののほぼ平行光束である光束を含む。

開口板２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄは、不図示の開口部を有する。開口板２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄは、平行光束を所望の形状に整形する。

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結像させる。

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結像させる。

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結像させる。

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結像させる。

ポリゴンミラー２１０４は、４面鏡を備えたポリゴンミラーがＺ軸方向に２段積層されて構成されている。各鏡は、それぞれ偏向反射面となる。

ポリゴンミラー２１０４は、１段目（図６における下段）の４面鏡では、シリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束とシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束とをそれぞれ偏向させる。

また、ポリゴンミラー２１０４は、２段目（図６における上段）の４面鏡では、シリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束とシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束とをそれぞれ偏向させる。

なお、ポリゴンミラー２１０４の１段目の４面鏡と２段目の４面鏡とは、互いに位相が４５°ずれて回転するため、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、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側に偏向される。また、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。

ｆθレンズ２１０５ａ、２１０５ｂ、２１０５ｃ、２１０５ｄは、非円弧面形状を有する。ｆθレンズ２１０５ａ、２１０５ｂ、２１０５ｃ、２１０５ｄは、ポリゴンミラー２１０４が回転することで、対応する感光体ドラム１０１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ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。

ｆθレンズ２１０５ａとｆθレンズ２１０５ｂは、ポリゴンミラー２１０４の−Ｘ側に配置される。

ｆθレンズ２１０５ａとｆθレンズ２１０５ｂは、Ｚ軸方向に積層される。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、ポリゴンミラー２１０４の＋Ｘ側に配置されている。

ｆθレンズ２１０５ｃとｆθレンズ２１０５ｄは、Ｚ軸方向に積層される。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。

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、２１０６ａ、トロイダルレンズ２１０７ａ、折返しミラー２１０８ａを介して感光体ドラム１０１Ｋの表面に照射される。その結果、感光体ドラム１０１Ｋの表面には、光スポットが形成される。

シリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束による光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム１０１Ｋの長手方向に移動する。

すなわち、シリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束による光スポットは、感光体ドラム１０１Ｋの表面上を走査する。このときの光スポットの感光体ドラム１０１Ｋの表面での移動方向が、「主走査方向」である。また、このときの感光体ドラム１０１Ｋの回転方向が、感光体ドラム１０１Ｋ表面での「副走査方向」である。

また、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１０１Ｍの表面に照射される。その結果、感光体ドラム１０１Ｍの表面には、光スポットが形成される。

シリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束による光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム１０１Ｍの長手方向に移動する。

すなわち、シリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束による光スポットは、感光体ドラム１０１Ｍの表面上を走査する。このときの光スポットの感光体ドラム１０１Ｍの表面での移動方向が、「主走査方向」である。また、この時の感光体ドラム１０１Ｍの回転方向が、感光体ドラム１０１Ｍ表面での「副走査方向」である。

また、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１０１Ｍの表面に照射される。その結果、感光体ドラム１０１Ｍの表面には、光スポットが形成される。

シリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束による光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム１０１Ｃの長手方向に移動する。

すなわち、シリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束による光スポットは、感光体ドラム１０１Ｃの表面上を走査する。このときの光スポットの感光体ドラム１０１Ｃの表面での移動方向が、「主走査方向」である。また、このときの感光体ドラム１０１Ｃの回転方向が、感光体ドラム１０１Ｃでの「副走査方向」である。

また、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１０１Ｙの表面に照射される。その結果、感光体ドラム１０１Ｙの表面には、光スポットが形成される。シリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束による光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム１０１Ｙの長手方向に移動する。

すなわち、シリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束による光スポットは、感光体ドラム１０１Ｙの表面上を走査する。このときの光スポットの感光体ドラム１０１Ｙの表面での移動方向が、「主走査方向」である。また、このときの感光体ドラム１０１Ｙの回転方向が、感光体ドラム１０１Ｙ表面での「副走査方向」である。

ここで、感光体ドラム１０１Ｙの画像情報が書き込まれる主走査方向の走査領域は、「有効画像領域」という。

なお、折り返しミラー２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ａ、２１０８ｂ、２１０８ｃ、２１０８ｄ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ように配置されている。

折り返しミラー２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ａ、２１０８ｂ、２１０８ｃ、２１０８ｄは、感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋへの光束の入射位置と入射角が互いに等しくなるように配置される。

シリンドリカルレンズ２２０４ａ、２２０４ｂ、２２０４ｃ、２２０４ｄとトロイダルレンズ２１０７ａ、２１０７ｂ、２１０７ｃ、２１０７ｄとは、偏向点と感光体ドラム表面とを副走査方向で共役関係とする面倒れ補正光学系を構成する。

ポリゴンミラー２１０４と感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋとの間の光路上に配置される光学系は、走査光学系という。

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とは、黒色に対応するＫステーションの走査光学系を構成する。

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とは、シアンに対応するＣステーションの走査光学系を構成する。

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とは、マゼンタに対応するＭステーションの走査光学系を構成する。

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とは、イエローに対応するＹステーションの走査光学系を構成する。

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。

光検知センサ２２０５ａ、２２０５ｂ、２２０５ｃ、２２０５ｄ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、光検知センサ２２０５ａ、２２０５ｂ、２２０５ｃ、２２０５ｄ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知する。

●２次転写
次に、画像形成装置の２次転写について説明する。

ここで、図７は、画像形成装置の２次転写を説明する概略図である。図７に示すように、駆動ローラ１１２に対向する位置には、２次転写ユニットである２次転写ローラ１０８が設けられている。移動体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が駆動ローラ１１２に巻回された移動体１０５部分に押し当られて２次転写が行われる。

図１に示すように、２次転写ローラ１０８には、２次転写ローラ１０８に付着したトナーをクリーニングするローラクリーニング部１１６が当接している。

なお、本発明における２次転写ユニットとしては、２次転写ローラ１０８を用いた構成でなくともよい。例えば、２次転写ユニットとして、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。

トナーパターン２０１は、移動体１０５の主走査方向の中央部付近に形成される。

また、図１に示すように、２次転写ローラ１０８の転写紙１１５の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ユニット１１１が設けられている。

ここで、定着ユニット１１１は、加熱ローラ１１７に加圧ローラ１１８を押し当てる。また、移動体１０５の支持ローラのうち、駆動ローラ１１２に対向する位置には、トナーパターンの濃度を検知するための反射型光学センサ１０９がＹ軸方向の中央部に設けられている。また、移動体１０５の支持ローラのうち、別の駆動ローラ１１２に対向する位置には、ベルトクリーニングユニット１１０が設けられている。

ベルトクリーニングユニット１１０は、転写紙１１５に移動体１０５上のトナー像を転写した後に移動体１０５上に残留する残留トナーを除去する。

図８は、画像形成装置の電気的な接続を示すブロック図である。図８に示すように、画像形成装置には、コンピュータ構成の本体制御部４０６が備えられており、本体制御部４０６が各部を駆動制御する。

本体制御部４０６には、各種演算や各部の駆動制御を実行するＣＰＵ（central Processing Unit）４０２が接続されている。また、ＣＰＵ４０２には、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あらかじめ記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）４０５が接続されている。また、本体制御部４０６には、各種データを書き換え自在に記憶するワークエリアなどとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）４０３が接続されている。

ＲＯＭ４０５には、トナーパターンを発生させるために必要なトナーパターンの形成位置や濃度情報が格納されている。また、ＲＯＭ４０５には、トナーパターンの階調を形成するためのバイアス条件が格納されている。また、ＲＯＭ４０５には、トナーパターンのトナー濃度を推定するための反射型光学センサ出力の濃度変換テーブルＬＵＴ（Look Up Table）が格納されている。

本体制御部４０６には、プリントコントローラ４１０が接続されている。プリントコントローラ４１０は、ＰＣやファクシミリ、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、本体制御部４０６には、各種センサ情報をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換回路４０１が接続されている。

さらに、本体制御部４０６には、モータやクラッチを駆動する不図示の駆動回路や、画像形成に必要な電圧を発生する不図示の高圧発生ユニットなども接続されている。

●画像形成動作
次に、画像形成装置における画像形成動作について、図１〜８を参照して説明する。

前述の構成を有するカラープリンタを用いてＰＣからプリントを行う場合、まず不図示のＰＣに格納されるプリンタドライバを用いて画像情報を送信する。

カラープリンタのプリントコントローラ４１０は、プリンタドライバからのプリント情報を受けて、露光ユニット２００に露光信号を送る。

図７に示すように、プリントコントローラ４１０からのプリント指令を受けた本体制御部４０６が、不図示の駆動モータを駆動させることで、駆動ローラ１１２が回転駆動されて、移動体１０５が回転駆動される。

また、移動体１０５の回転駆動とともに、図１に示す各画像形成ユニットの感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｋも回転駆動される。

その後、プリントコントローラ４１０からの情報に基づいて、露光ユニット２００から、感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｋの表面上に書込光がそれぞれ照射される。これにより、感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｋの表面上には、それぞれ静電潜像が形成される。

感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｋの表面上の静電潜像は、現像ユニット１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋにより可視像化される。

そして、感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｋの表面上には、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、１次転写ユニット１０６Ｙ、１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｋにより、移動体１０５上に重なり合うように１次転写される。これにより、移動体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次転写後の移動体１０５上に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニングユニット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１１５に対応する不図示の給紙ユニットの給紙ローラが回転し、不図示の給紙カセットの１つから転写紙１１５が送り出される。

給紙カセットから送り出された転写紙１１５は、不図示の分離ローラにより１枚に分離されて不図示の給紙路に進入し、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１１５は、レジストローラ１０７に突き当たったところで停止する。

なお、不図示の給紙カセットにセットされていない転写紙１１５は、不図示の手差し給紙路を通って搬送路に搬送される。このようにして搬送された手差しの転写紙１１５も、同じくレジストローラ１０７に突き当たったところで停止する。

レジストローラ１０７は、上述のように移動体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同期して回転を開始する。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が、転写紙１１５の紙粉除去のためにバイアス電流を印加してもよい。

レジストローラ１０７に送り出された転写紙１１５は、移動体１０５と２次転写ローラ１０８との間に送り込まれる。送り込まれた転写紙１１５には、２次転写ローラ１０８により、移動体１０５上の合成トナー像が２次転写される。

転写紙１１５は、２次転写ローラ１０８に吸着された状態で定着ユニット１１１まで搬送され、定着ユニット１１１により熱と圧力が加えられてトナー像の定着処理が行われる。

定着ユニット１１１を通過した転写紙１１５は、不図示の排出ローラにより不図示の排紙トレイに排出されて保持される。

なお、トナー像が定着された面の裏面にも画像形成（両面印刷）を行う場合には、不図示の切換爪により定着ユニット１１１を通過した転写紙１１５の搬送方向が切り換えられ、不図示の用紙反転ユニットに送り込まれる。転写紙１１５は、そこで反転され再び２次転写ローラ１０８に案内される。

図９は、画像形成装置の画像プロセスを示すフローチャートである。以下、本実施の形態における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説明する。

画像プロセス制御の処理が開始される（Ｓ５０１）と、ＣＰＵ４０２は、カラープリンタの電源スイッチがパワーオンされたときであるか、または印刷が開始されたときであるか否かを判断する（Ｓ５０２）。

ここで、電源スイッチがパワーオンされたときや印刷が開始されたときであれば（Ｓ５０２：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４０２は、画像プロセス制御が必要であるか否かを判断する（Ｓ５０３）。このとき、画像プロセス制御が必要であれば（Ｓ５０３：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４０２により画像プロセス制御が実行される。

カラープリンタのパワーオン直後は、使用していない期間に使用環境が変化している可能性があるために、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中に画像プロセス制御を実施する場合がある。すなわち、パワーオン直後は、例えば、感光体の停止時間が６時間以上であるか、機内の温度が１０℃以上変化したか、あるいは、機内の相対湿度が５０％以上変化した場合などに、画像プロセス制御が実行される。

前述の判断基準のうち、感光体の停止時間は次のように求める。まず、感光体が停止したら、ＣＰＵ４０２は、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。

同様に、パワーオン時には、ＣＰＵ４０２は、リアルタイムクロックから時刻情報を取得する。ＣＰＵ４０２は、感光体停止時とパワーオン時の時刻情報の差分から、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、次のとおりである。まず、ＣＰＵ４０２は、感光体停止時に温湿度センサ４１４から温度情報と相対湿度情報を取得する。

同様に、パワーオン時には、ＣＰＵ４０２は、温湿度センサ４１４から温度情報と相対湿度情報を取得する。ＣＰＵ４０２は、感光体停止時とパワーオン時の温度情報と相対湿度情報それぞれの差分から、温度変化量と相対湿度変化量を求める。

また、トナーの補給や消費、感光体や中間転写ベルトの特性の変化などにより、印刷時に画像プロセス制御を実施する場合がある。

印刷時に画像プロセス制御を行う場合には、プリント枚数が所定の枚数に達するなど、所定の閾値に達した場合にトナーパターンの作成を行う。この場合の閾値は、あらかじめ実験などにより求められるプロセス変動量によって定められる。

なお、画像プロセス制御を行うまでの閾値は、プリント枚数の他に、現像スリーブ３０５や移動体１０５の走行距離などを用いてもよい。

次に画像プロセス制御が必要と判断されたら、ＣＰＵ４０２は、トナーパターンを形成させる（Ｓ５０４）。

図１０は、画像形成装置におけるトナーパターンを作像した移動体１０５の平面図である。

トナーパターン２０１は、濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４と、位置検知用トナーパターンＰＰを有している。

画像プロセス制御には、画像濃度を維持するための画像濃度制御（現像ポテンシャル制御や階調制御）や、画像位置を合わせるための画像位置制御などがある。画像プロセス制御で行う制御の種類によって、トナーパターンの形成条件は異なる。

つまり、現像ポテンシャル制御では、所望の画像濃度（例えばベタ濃度）を確保するために、現像ポテンシャル（現像バイアス−ベタ露光電位）の制御を行う。

現像ポテンシャル制御では、トナーパターン２０１を検知して得られたトナー濃度と現像ポテンシャルとの関係より、現像γと現像開始電圧Ｖｋを求める。

現像ポテンシャル制御では、以下の式（１）を用いて、所望の画像濃度を確保するために必要な現像ポテンシャルを決定する。そして、現像ポテンシャル制御では、決定された現像ポテンシャルに基づき、作像条件（露光パワー、帯電バイアス、現像バイアス）を決定している。

必要な現像ポテンシャル［-kV］＝所望の画像濃度（トナー濃度）［mg/cm^2］/現像γ［（mg/cm^2）/（-kV）］＋現像開始電圧Ｖｋ［-kV］ ・・・（１）

ここで、トナー帯電量と現像ポテンシャルが一定であれば、現像γはほぼ維持される。一方、温湿度変化のある環境では、トナー帯電量の変化は避けられないため、中間調領域の階調性が変化してしまう。

そこで、中間調領域の階調性の変化を補正するために、階調制御が行われる。階調制御も、現像ポテンシャル制御と同等のトナーパターン２０１を用いることができる。

露光装置の光源がＬＤである場合には、ＬＤの出力は固定し、発光デューティを可変にすることで、トナーパターン２０１内のパターンごとのトナー濃度を変化させることができる。

階調制御では、得られた階調性と目標とする階調性との偏差がなくなるように階調補正用テーブルＬＵＴが適宜変更される。具体的には、階調制御を行う都度に新しいＬＵＴに書き換える方法や、あらかじめ用意した複数のＬＵＴから最適なものを選択して切り換える方法などがある。

濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４は、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの各色に対応して４階調のパターン（パッチ）が形成される。

濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４は、主走査方向に１５ｍｍ程度、副走査方向に２５ｍｍ程度の大きさを持つ。副走査方向に並んだパッチの間隔は５ｍｍ程度である。

なお、濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４の大きさは、移動体１０５上に照射されるスポット光の大きさ（φ＝１.５ｍｍ程度）よりも大きくなるように設定されている。また、濃度検知用トナーパターンの階調数は、４階調には限定されない。

画像位置制御で用いられる位置検知用トナーパターンＰＰは、所定の作像条件で移動体１０５の有効画像領域内の両端に形成されている。

ここで、位置検知用トナーパターンＰＰは、検知精度の観点から高濃度であることが望ましい。位置検知用トナーパターンＰＰの作像条件として、例えば、現像ポテンシャル制御におけるベタ濃度が得られるような作像条件が望ましい。

図１１は、位置検知用トナーパターンＰＰを示す図である。

位置検知用トナーパターンＰＰは、図１１に示すように、主走査方向（＋Ｙ軸方向、本発明における第２方向）に平行な４本の副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＫ１−１、ＬＰＭ１−１、ＬＰＣ１−１、ＬＰＹ１−１を有する。また、位置検知用トナーパターンＰＰは、主走査方向から副走査方向（＋Ｘ方向、本発明における第１方向）に傾斜した４本の主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＫ２−１、ＬＰＭ２−１、ＬＰＣ２−１、ＬＰＹ２−１を有する。

副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１は、副走査方向のトナー位置ずれ検知に用いられる。また、主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２は、主走査方向のトナー位置ずれ検知に用いられる。

ここで、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＫ１−１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＫ２−１は、組をなしており、ともにブラックトナーで形成される。副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＭ１−１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＭ２−１は組をなしており、ともにマゼンタトナーで形成される。副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＣ１−１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＣ２−１は組をなしており、ともにシアントナーで形成される。副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＹ１−１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＹ２−１は組をなしており、ともにイエロートナーで形成される。

副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＫ１−１、ＬＰＭ１−１、ＬＰＣ１−１、ＬＰＹ１−１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＫ２−１、ＬＰＭ２−１、ＬＰＣ２−１、ＬＰＹ２−１は、副走査方向（＋Ｘ方向）に関し所定の間隔で配置される。

位置検知用トナーパターンＰＰは、図１１に示すように、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＫ１−１、ＬＰＭ１−１、ＬＰＣ１−１、ＬＰＹ１−１の長さを８.０ｍｍ、幅を１.０ｍｍとする。

位置検知用トナーパターンＰＰは、図１１に示すように、主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＫ２−１、ＬＰＭ２−１、ＬＰＣ２−１、ＬＰＹ２−１の長さを８.０ｍｍ、幅を１.０ｍｍとする。

また、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＫ１−１、ＬＰＭ１−１、ＬＰＣ１−１、ＬＰＹ１−１の副走査方向の間隔は、３.５ｍｍとしている。

また、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＫ２−１、ＬＰＭ２−１、ＬＰＣ２−１、ＬＰＹ２−１の副走査方向の間隔は、３.５ｍｍとしている。

また、主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＫ２−１、ＬＰＭ２−１、ＬＰＣ２−１、ＬＰＹ２−１の傾斜角は、４５°としている。

トナーパターン２０１が形成されると、ＣＰＵ４０２は、反射型光学センサを用いて、濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４によるトナー濃度検知を行う（Ｓ５０５）。

トナー濃度検知は、反射型光学センサの受光部の検知量から、反射型光学センサ用の算出アルゴリズムを用いて、濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４それぞれのトナー濃度を算出する。トナー濃度検知の工程の詳細は、後述する。

次に、ＣＰＵ４０２は、反射型光学センサを用いて、位置検知用トナーパターンＰＰのトナー位置検知を行う（Ｓ５０６）。

トナー位置検知もトナー濃度検知と同様に、反射型光学センサの受光部の検知量から、トナー位置を算出する。トナー位置検知の工程の詳細は、後述する。

続いて、反射型光学センサの検知結果から、ＣＰＵ４０２は、各特性値を求めるための演算処理を実行する（Ｓ５０７）。

ここで、濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４のトナー濃度の算出結果から、ＣＰＵ４０２は、前述した現像γや現像開始電圧Ｖｋを決定するための演算処理を実行する。これらを求めるための直線近似には、最小二乗法を適用することができる。また、ＣＰＵ４０２は、ＬＵＴを変更するための演算処理も実行する。

ＣＰＵ４０２は、算出されたトナー位置より画像位置補正に関する演算処理を実行する。ここで、画像位置補正に関する演算処理により算出される値は、各色のレジストずれや走査線傾き、色ズレなどである。

なお、色ズレの値は、ある色（例えばＫ）を基準としたときの、それ以外の色（例えばＭ、Ｃ、Ｙ）のズレとして定義される。

以上の演算処理の後、ＣＰＵ４０２は、作像条件、ＬＵＴ、および画像位置補正量などの画像プロセス条件を決定する（Ｓ５０８）。

●反射型光学センサの構成
次に、トナーを用いて移動体１０５上に画像を形成する画像形成装置の移動体上のトナーパターン２０１の検知に用いられる、本発明に係る反射型光学センサの構成について説明する。

図１２は、本発明に係る反射型光学センサの実施の形態を示す側面図（副走査方向から見た図）である。また、図１３は、本発明に係る反射型光学センサの実施の形態を示す平面図（光軸方向から見た図）である。

反射型光学センサ１０９は、例えば、中間転写ベルトなどの移動体１０５または移動体１０５上のトナーパターンに検知光を出射する１つの発光部Ｅ１を有する。

また、反射型光学センサ１０９は、例えば、検知光の移動体１０５またはトナーパターン２０１からの正反射光を受光する１つの受光部Ｄ１を有する。ここで、反射型光学センサ１０９は、発光部Ｅ１と受光部Ｄ１とが、例えば基板Ｂ１の同一平面上に実装されている。

発光部Ｅ１には、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting
Diode）やＬＤ（Laser Diode）を用いることができる。

また、受光部Ｄ１には、ＰＴｒ（Photo Transistor）やＰＤ（Photo Diode）を用いることができる。ここで、受光部Ｄ１は、受光量に応じた信号を出力する。

発光部Ｅ１の発光面の寸法は、例えば主走査方向（本発明における第２方向）：１００ｕｍ×副走査方向（本発明における第１方向）：１００ｕｍの矩形形状である。また、受光部Ｄ１の受光面の寸法は、例えば主走査方向：１ｍｍ×副走査方向：１ｍｍの矩形形状である。また、主走査方向における発光部Ｅ１と受光部Ｄ１の間隔ｌ１は、例えば１．１ｍｍである。

反射型光学センサ１０９は、照明用レンズＬＥ１と開口部ＡＰ１とを有している。

開口部ＡＰ１は、発光部Ｅ１の発光面と照明用レンズＬＥ１との間に設けられ、発光部Ｅ１の光を照明用レンズＬＥ１に透過させて発光像の形状を整える筒状の部材である。

なお、本発明に係る反射型光学センサは、開口部ＡＰ１を有しない（照明用レンズＬＥ１のみによって発光像ＢＳ１の形状を整える）ものであってもよい。

開口部ＡＰ１の口径は、一辺：０．７ｍｍの正方形である。また、開口部ＡＰ１の外形寸法は、例えば主走査方向の幅：１．１ｍｍ、副走査方向の幅：６．０ｍｍ、高さ：２．０ｍｍである。

開口部ＡＰ１の中心と発光部Ｅ１の中心との距離ｌ２は、主走査方向について例えば０．１ｍｍである。また、開口部ＡＰ１と基板Ｂ１との間隔ｌ３は、例えば０．２ｍｍである。

また、反射型光学センサ１０９から移動体１０５までの距離ｌ４は、５ｍｍである。ここで、発光部Ｅ１から射出した検知光は、移動体１０５上において１．５ｍｍ程度のビームスポット径を有する。

なお、以下の説明では、移動体１０５の表面は滑らかであり、移動体１０５の表面に照射された検知用光のほとんどは正反射されると仮定する。

照明用レンズＬＥ１は、発光部Ｅ１からの検知光を透過させて発光像ＢＳ１の形状を整える。照明用レンズＬＥ１には、例えばレンズ光軸に対して回転非対称な形状のアナモフィックレンズを用いている。照明用レンズＬＥ１は、入射側光学面ＬＥ１１が集光パワーを有し、射出側光学面ＬＥ１２が集光パワーを有していない。

照明用レンズＬＥ１は、光軸に垂直な軸ａ１方向（第１軸方向）の倍率と光軸と軸ａ１方向とに垂直なとしての軸ａ２方向（第２軸方向）の倍率とが異なる。

なお、照明用レンズＬＥ１は、アナモフィックレンズに限定されるものではない。例えば、照明用レンズＬＥ１は、自由曲面レンズであってもよい。

また、照明用レンズＬＥ１は、レンズ面を形成する２軸のうち、光軸に垂直な軸ａ１が、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２がなす角の二等分線と略平行に配置されている。ここで、レンズ面は、入射側光学面ＬＥ１１と射出側光学面ＬＥ１２により形成される。

照明用レンズＬＥ１は、例えば、レンズ面を形成する２軸のうち、軸ａ１について、軸ａ１方向の曲率半径Ｒ１：２ｍｍ、円錐定数Ｋ１：−１．１である。また、レンズ面を形成するもう一方の軸ａ２について、軸ａ２方向の曲率半径Ｒ２：１．１ｍｍ、円錐定数Ｋ２：−１．５である。

図１４は、反射型光学センサ１０９の配置例を示す側面図である。また、図１５は、反射型光学センサ１０９の別の配置例を示す側面図である。

次に、反射型光学センサ１０９の配置位置について説明する。反射型光学センサ１０９は、移動体１０５の近傍であればよい。反射型光学センサ１０９を配置する位置として、例えば、図１４に示すようにローラ上や、図１５に示すように移動体１０５を支持したローラ近傍に配置する方法などが提案されている。

図１４に示すローラ上で検知する方法では、移動体１０５が感光体である場合は感光体の膜厚ばらつきやローラの偏心が生じる。また、移動体１０５が中間転写ベルトである場合は、ベルトの波うちやばたつき、ベルトのカール癖などの影響を受け、反射型光学センサ１０９に対する検知面の距離や角度のばらつきが生じる。

図１５に示すようにローラ近傍で検知する場合であっても、反射型光学センサ１０９に対する検知面の距離や角度のばらつきが生じる。

ここで、移動体１０５として想定される中間転写ベルトや感光体ドラムは、トナーの転写効率を高めるために、できるだけ鏡面状に仕上げている。

したがって、移動体１０５は、トナーの付着がない場合には正反射光成分が大きい。一方、トナーが付着すると、移動体１０５は、トナーの粒状性のため、光の吸収と拡散が生じ、正反射光成分が小さくなる。

本実施の形態では、説明の簡略化のために、移動体１０５にトナーの付着がない場合には、移動体１０５からの反射光は全て正反射光であるとして扱う。一方、移動体１０５にトナーの付着がある場合には、トナーによる光の吸収と移動体１０５上のトナーからの正反射光と拡散反射光を考慮する。

このため、受光部Ｄ１は、移動体１０５の検知や移動体１０５上のＫトナーの付着量検知、及び位置ズレ検知用のトナーパターンの検知に用いられる。一方、受光部Ｄ２は、Ｙ，Ｍ，Ｃのカラートナーの付着量検知に用いられる。

ここで、受光部Ｄ１の出力には、トナーパターンからの正反射光成分と拡散反射光成分が含まれている。また、受光部Ｄ２の出力には、トナーパターンからの拡散反射光成分が含まれている。

つまり、受光部Ｄ１と受光部Ｄ２の両方を用いることで、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃのトナーパターンからの正反射光成分のみでトナー位置の検知光を比較することができるため、より高い検出精度でトナー位置検知をすることができる。

なお、図１２と図１３では、移動体１０５を平面として図示しているが、移動体１０５が感光体ドラムの場合や中間転写ベルトがローラに巻きついている位置で検知する場合などでは、移動体１０５の側断面が円弧状になる。

反射型光学センサ１０９と検知面の距離や角度ばらつきが生じると、トナー位置検知やトナー濃度検知を行う際に正しい出力が得られない。このため、反射型光学センサ１０９と検知面の距離や角度ばらつきが生じると、正確なトナー位置検知やトナー濃度検知ができない。

反射型光学センサ１０９は、トナー濃度検知精度の維持とトナー位置検知精度の向上を図りつつ、副走査方向位置検知用トナーパターンの検知時と主走査方向位置検知用トナーパターン検知時との取得波形の傾きの差を、従来よりも小さくするものである。ここで、各取得波形の立ち上がりと立ち下がり時の傾きの差は、単純な差分ではなく重みをつけた差分である。

つまり、反射型光学センサ１０９は、このようにすることで、主／副方向の違いによるトナー位置検出精度の差を小さくする。

なお、このような変動があると、正確なトナー位置検知やトナー濃度検知ができない理由については後述する。

●トナー位置検知
次に、反射型光学センサ１０９を用いて行われるトナー位置検知について説明する。

図１６は、位置検知用トナーパターンＰＰと反射型光学センサ１０９との位置関係を示す図である。

位置検知用トナーパターンＰＰは、主走査方向に関して、検知面である移動体１０５上での照射ビームの中心位置と、位置検知用トナーパターンの中心位置とが一致するように、移動体１０５上に転写される。

位置検知用トナーパターンＰＰは、第１トナーパターンとしての副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＫ１−１、ＬＰＭ１−１、ＬＰＣ１−１が配列される。その後、位置検知用トナーパターンＰＰは、第２トナーパターンとしての主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＹ１−１、ＬＰＫ２−１、ＬＰＭ２−１、ＬＰＣ２−１、ＬＰＹ２−１が配列される。

本体制御部４０６は、位置検知用トナーパターンＰＰが反射型光学センサに近づくタイミングに合わせて発光部Ｅ１を常時発光させる。移動体１０５が回転して時間が経過すると、発光部Ｅ１からのスポット光は、位置検知用トナーパターンＰＰの副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＫ１−１、ＬＰＭ１−１、ＬＰＣ１−１を照射する。その後、発光部Ｅ１からのスポット光は、位置検知用トナーパターンＰＰの主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＹ１−１、ＬＰＫ２−１、ＬＰＭ２−１、ＬＰＣ２−１、ＬＰＹ２−１を照射する。そして、本体制御部４０６は、発光部Ｅ１に対応する受光部Ｄ１の出力信号の変化を検知する。

図１７は、反射型光学センサの受光部Ｄ１の出力波形を示す図である。受光部Ｄ１の出力信号は、移動体１０５を検知しているときは出力が高い（図１７における「ＢＥＬＴ」の位置に対応）。一方、受光部Ｄ１の出力信号は、位置検知用トナーパターンを検知しているときには出力が低い。

次に、出力信号を用いた位置ずれ量算出の方法について説明する。まず、本体制御部４０６は、出力信号波形の立ち下がりと立ち上がり部分でラインの有無を判定する。ここで、立ち下がり時と立ち上がり時に出力信号が閾値電圧を横切る点（図１７の×印）から、位置検知用トナーパターンＰＰの中心を検知した時間を求める。本実施の形態では、説明の簡略化のために、この閾値電圧を以下の式（２）のように定める。

閾値電圧（Ｖ）＝検知面がライン状パターンである場合の受光部出力（Ｖ）＋（検知面がベルトである場合の受光部出力（Ｖ）−検知面がライン状パターンである場合の受光部出力（Ｖ））×０．５ ・・・式（２）

本体制御部４０６は、スポット光が副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＫ１−１の副走査方向における中心を照射した時間（ｓ）を基準時間とする。ここで、本体制御部４０６は、基準時間から副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＭ１−１の副走査方向における中心を照射するまでの時間Ｔｋｍを検知する。

また、本体制御部４０６は、スポット光が副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＫ１−１の副走査方向における中心を照射してから副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＣ１−１の副走査方向における中心を照射するまでの時間Ｔｋｃを検知する。

また、本体制御部４０６は、スポット光が副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＫ１−１の副走査方向における中心を照射してから副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＹ１−１の副走査方向における中心を照射するまでの時間Ｔｋｙを検知する。

なお、受光部Ｄ１の出力信号は増幅されており、所定の基準値と比較する比較回路を介しているものとする。

本体制御部４０６は、時間Ｔｋｍ、時間Ｔｋｃ、時間Ｔｋｙが、あらかじめ得られている基準時間の範囲内であれば、トナー画像相互の副走査方向に関する位置関係が適正であると判断する。

一方、本体制御部４０６は、時間Ｔｋｍと、時間Ｔｋｃと、時間Ｔｋｙとが基準時間の範囲外であれば、トナー画像相互の副走査方向に関する位置にずれがあると判断する。

この場合に、本体制御部４０６は、時間Ｔｋｍと、時間Ｔｋｃと、時間Ｔｋｙとにおける基準値からの時間差から位置関係のずれ量を算出する。

本体制御部４０６は、算出したずれ量を走査制御装置に通知する。そして、走査制御装置は、ずれ量が０となるように、対応するステーションにおける光走査開始のタイミングを調整する。

図１８は、反射型光学センサによる副走査方向のトナー位置検知の一例を示す図である。図１８では、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＫ１−１とＬＰＭ１−１を抜き出している。そして、図１８では、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＭ１−１が副走査方向に距離ΔＳ１だけずれた場合の出力信号の様子を示している。

この場合には、時間Ｔｋｍは、基準時間に対して移動体１０５の移動速度と距離ΔＳ１から求められる時間ΔＴ１だけ大きくなる。

本体制御部４０６は、スポット光が主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＫ２−１を照射してから主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＭ２−１を照射するまでの時間Ｔｋｍ２を検知する。

また、本体制御部４０６は、スポット光が主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＫ２−１を照射してから主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＣ２−１を照射するまでの時間Ｔｋｃ２を検知する。

また、本体制御部４０６は、スポット光が主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＫ２−１を照射してから主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＹ２−１を照射するまでの時間Ｔｋｙ２を検知する。

そして、本体制御部４０６は、時間Ｔｋｍ２と、時間Ｔｋｃ２と、時間Ｔｋｙとを、あらかじめ得られているそれらの基準時間と比較する。ここで、本体制御部４０６は、時間Ｔｋｍ２と、時間Ｔｋｃ２と、時間Ｔｋｙ２とが、いずれも基準時間の範囲内であれば、トナー画像相互の主走査方向に関する位置関係は適正であると判断する。

一方、時間Ｔｋｍ２と、時間Ｔｋｃ２と、時間Ｔｋｙ２とが基準時間の範囲外であれば、トナー画像相互の主走査方向に関する位置関係にずれがあると判断する。

図１９は、反射型光学センサによる主走査方向のトナー位置検知の一例を示す図である。図１９では、主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＫ２−１とＬＰＭ２−１を抜き出している。そして、図１９では、主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰＭ２が主走査方向に距離ΔＳ２だけずれた場合の出力信号の様子を示している。

この場合には、時間Ｔｋｍ２は、基準時間に対して移動体１０５の移動速度と距離ΔＳ２から求められる時間ΔＴ２だけ大きくなる。

本体制御部４０６は、次の式（３）を用いて、マゼンタトナー画像の主走査方向に関する位置ずれ量ΔＳ２を求める。ここで、Ｖは、移動体１０５の副走査方向への移動速度である。

ΔＳ２＝Ｖ・ΔＴ２・ｃｏｔ４５° ・・・式（３）

位置ずれ量ΔＳ２は、走査制御装置に通知される。そして、走査制御装置は、位置ずれ量ΔＳ２が０となるようにＭステーションを調整する。

図２０は、反射型光学センサ１０９によりトナー位置検知を行った際の受光部Ｄ１の出力波形を示す図である。図２０において、実線で示す波形は、検知面の距離や角度にばらつきが生じない場合に得られた信号である。また、図２０において、点線で示す波形は、検知面の距離や角度にばらつきが生じた場合に得られた信号である。

検知面の距離や角度にばらつきが生じた場合には、検知面がベルトである場合における受光部Ｄ１の出力が低下するため、この波形に対しての閾値電圧も低下する。このときの閾値電圧を立ち下がり・立ち上がりの波形が横切る点（図２０中の○印）から、各ラインの中心を検知した際の時間を求める。検知面の距離や角度ばらつきが生じない場合と生じる場合とでは、時間Ｔｋｍ、時間Ｔｋｃ、時間Ｔｋｙ、時間Ｔｋｍ２、時間Ｔｋｃ２、及び時間Ｔｋｙ２に差分が生じてしまう。この時間差にベルトの搬送速度を乗じたものが、トナー位置ずれ検知誤差となる。

●トナー濃度検知
次に、反射型光学センサ１０９を用いて行われるトナー濃度検知について説明する。

図２１は、トナーパターンのうち、濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４と反射型光学センサ１０９との位置関係を示す図である。濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４は、主走査方向に関して、検知面上での照射ビームの中心位置と濃度検知用トナーパターンの中心位置とが一致するように、移動体１０５上に転写される。

図２１では、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの各色に４階調の濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４が形成される。反射型光学センサ１０９で検知される順番は、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの順とする。

濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４の各パッチの大きさは、主走査方向に１５ｍｍ程度、副走査方向に２５ｍｍ程度である。副走査方向に並んだパッチの間隔は５ｍｍ程度である。

なお、濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４の各パッチの大きさは、移動体１０５上に照射されるスポット光の大きさ（φ＝１.５ｍｍ程度）よりも大きくなっている。

ここで、濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４からの正反射光による受光部の出力変化については、受光部Ｄ１と受光部Ｄ２とを有する反射型光学センサを用いて説明する。

本体制御部４０６は、濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４が反射型光学センサ１０９に近づくタイミングに合わせて発光部Ｅ１を常時発光させる。移動体１０５が回転して時間が経過すると、発光部Ｅ１からの検知光の発光像ＢＳ１は、各色の各階調の濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４を順次照射する。そして、本体制御部４０６は、発光部Ｅ１に対応する受光部Ｄ１と受光部Ｄ２の出力信号の変化を検知する。

図２２は、濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４についての受光部の出力波形を示す図である。ここで、図２２（ａ）は、受光部Ｄ１の出力波形を示し、図２２（ｂ）は、受光部Ｄ２の出力波形を示す。

図２２(ａ)の受光部Ｄ１の出力信号は、移動体１０５を検知しているときは、出力が高い。一方、受光部Ｄ１の出力信号は、濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４を検知しているときには出力が低い。

また、図２２(ｂ)の受光部Ｄ２の出力信号は、移動体１０５を検知しているときは、出力が低い。一方、受光部Ｄ２の出力信号は、ブラック以外のカラーの濃度検知用トナーパターンＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４を検知しているときには出力が高い。

ここで、出力信号を用いたトナー濃度（トナー付着量）算出の方法について説明する。

まず、本体制御部４０６は、検知面が移動体１０５である場合の受光部Ｄ１と受光部Ｄ２の出力を読み取る。このとき、移動体からの反射ムラの影響を受けないようにするため、任意のサンプリング時間（例えば、２ｍｓ）で任意のポイント数（例えば、１０点）の値を取得し、その平均値を求める。ここで、受光部Ｄ１における出力の平均値をVsg_speとし、受光部Ｄ２における出力の平均値をVsg_difとする。

次に、本体制御部４０６は、検知面が濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４である場合の受光部Ｄ１と受光部Ｄ２の出力を読み取る。このとき、本体制御部４０６は、濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４の濃度ムラの影響を受けないようにするため、任意の時間（例えば２ｍｓ）で任意の箇所（例えば４０点）の値を取得する。

取得された値は、出力ばらつきを除去するために、例えば出力値の大きいものから１０個と出力値の小さいものから１０個を取り除いて、残りの値について平均値を求める。

なお、取得された値について、出力ばらつきが小さい場合には、この処理を行わなくてもよい。

本体制御部４０６は、濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４が検知面の場合の受光部Ｄ１の出力の平均値Vsp[M.C,Y-DP1〜DP5]_speを求める。

また、本体制御部４０６は、濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４が検知面の場合の受光部Ｄ２の出力の平均値Vsp[M,C,Y-DP1〜DP5]_difを求める。

次に、濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４が検知面の場合に、受光部Ｄ１と受光部Ｄ２が取得した出力の平均値のデータを、トナー付着量に変換する方法について説明する。

図２３は、画像形成装置のカラートナー付着量と受光部Ｄ１の出力との関係を示す図である。図２４は、画像形成装置のカラートナー付着量と受光部Ｄ２の出力との関係を示す図である。図２５は、画像形成装置のブラックトナー付着量と受光部Ｄ１の出力との関係を示す図である。

なお、ブラックトナーは拡散反射成分を持たないため、ブラックトナーの検知には受光部Ｄ２の出力を用いない。

まず、カラートナーの付着量変換について説明する。説明を簡略化するため、カラートナーの付着量変換に受光部Ｄ１のみを使用した場合について説明する。

ここで、得られたデータは、Vsp[M.C,Y-DP1〜DP5]_spe、Vsp[M,C,Y-DP1〜DP5]_difである。これらのデータから、以下の式（４）を用いてカラートナーの濃度検知用トナーパターンＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４における受光部Ｄ１の感度補正係数（Ｋ２）を求める。

K2＝MIN(Vsp[M,C,Y-DP1〜DP5]_spe／Vsp[M,C,Y-DP1〜DP5]_dif） ・・・式（４）

次に、受光部Ｄ１の出力からトナーの拡散成分を除去した値（K[M-DP1〜DP5]、K[C-DP1〜DP5]、K[Y-DP1〜DP5]）を以下の式（５）を用いて求める。この値は、トナーパターン部の移動体１０５からの正反射光成分を示す。

K[M,C,Y -DP1〜DP5]＝（Vsp[M,C,Y-DP1〜DP5]_spe−Vsp[M,C,Y-DP1〜DP5]_dif・K2）／（Vsg_spe−Vsg_dif・K2） ・・・式（５）

本体制御部４０６は、濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４が検知面の場合の受光部Ｄ２の出力から、移動体１０５の拡散反射成分を除去する。この処理により、濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４からの拡散反射成分のみが分離される。分離方法は、以下の式（６）に示す。

Vsp[M,C,Y-DP1〜DP5]_dif’＝ Vsp[M,C,Y-DP1〜DP5]_dif−Vsg_dif・K[M,C,Y -DP1〜DP5] ・・・式（６）

次に、本体制御部４０６は、受光部Ｄ２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を求めることにより行う。式（７）にＫ５の算出式を示す。

K5=1.63/(α・0.15²+β・0.15+γ) ・・・式（７）

式（７）において、α、β、γは、Ｘ軸に各トナーパターンのK[M,C,Y
-DP1〜DP5]、Ｙ軸に各トナーパターンのVsp[M,C,Y-DP1〜DP5]_dif’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切片を示している。

なお、近似直線は最小二乗法により求める。また、式（７）中の定数はあらかじめ実験などにより求められる値である。

次に、本体制御部４０６は、正規化計算を行う。正規化値（R[M,C,Y
-DP1〜DP5]）を求める式を式（８）に示す。

R[M,C,Y-DP1〜DP5]＝K5・Vsp[M,C,Y-DP1〜DP5]_dif’ ・・・式（８）

正規化計算により、反射型光学センサ１０９の取り付けや個体ばらつき、移動体１０５の反射特性は、ほぼキャンセルされるため、トナー付着量が一意的に決定される。

図２６は、ブラックトナー付着量と上記カラートナー付着量と正規化値との関係を示すＬＵＴである。

次に、本体制御部４０６は、実験的に定められるR[M,C,Y-DP1〜DP5]とM、C、Yのカラートナー付着量の関係をテーブルにした図２６に示すＬＵＴを参照する。本体制御部４０６は、このＬＵＴと、トナー濃度検知測定で求めたカラートナーのR[M,C,Y-DP1〜DP5]から、カラートナー付着量MA[M,C,Y-DP1〜DP5]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、ほぼ移動体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ため、以下の式（９）の関係から求めることができる。

R[K-DP1〜DP5]＝Vsp[K-DP1〜DP5]_spe／Vsg_spe ・・・式（９）

R[K-DP1〜DP5]の算出後、本体制御部４０６は、カラートナーの場合と同様に図２６に示すＬＵＴと、トナー濃度検知測定で求めたブラックトナーのR[K-DP1〜DP5]とから、ブラックトナーのトナー付着量MA[K-DP1〜DP5]を求める。

そして、本体制御部４０６は、ブラックトナーのトナー付着量と、カラートナー付着量があらかじめ得られている基準付着量と同じであれば、濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４のトナー付着量（濃度）は適正であると判断する。

一方、本体制御部４０６は、ブラックトナーのトナー付着量と、カラートナー付着量MA[M,C,Y-DP1〜DP5]があらかじめ得られている基準付着量と異なれば、任意の色の任意の階調のトナーパターンのトナー付着量（濃度）は適正でないと判断する。

この場合には、本体制御部４０６は、基準付着量からの付着量のずれ量を求め、該ずれ量を現像装置に通知する。

そして、本体制御部４０６からの情報に基づき、現像装置は、付着量のずれ量が０となるように、適正付着量でないと判断された任意の色に対応するステーションにおける現像バイアスを調整する。以上のようにして、トナー濃度補正が行われる。

図２７は、反射型光学センサによりトナー濃度検知を行った際の受光部の出力変化を示す図である。

検知面の距離や角度のばらつきが生じた場合に、反射型光学センサ１０９によりトナー濃度検知を行うと、受光部Ｄ１で図２７に示すような経時の出力の変化がみられる。

図２７において、（ａ）で示す部分は、検知面の距離や角度のばらつきが生じた際に反射型光学センサ１０９が検知した移動体表面の出力を示す。また、（ｂ）で示す部分は、濃度の異なる任意の色の濃度検知用トナーパターンｃ、ｄ、ｅを反射型光学センサ１０９が検知した出力を示す。

正反射光の出力は、移動体上の出力（Vsg）と、トナーパターンの出力Vsp[K,M,C,Y-DP1〜DP5]とにより、正規化するのが一般的である。正規化を行うと、反射型光学センサ１０９の取り付けのばらつきなど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を検知するときに（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、拡散光の出力は、移動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。ここで、移動体１０５上の検知面では、距離や角度のばらつきが非常に大きい。そのため、受光部Ｄ２に正反射光が入射するなどの事態が発生した場合に反射型光学センサ１０９の感度ばらつきが生じてしまう。

つまり、受光部Ｄ１の出力が変動すると、トナー濃度検知精度が劣化するため、反射型光学センサ１０９は受光部Ｄ１の出力の変動に強いものが求められている。

●反射型光学センサにより形成される発光像
そこで、反射型光学センサ１０９では、検知面（移動体１０５の表面または移動体１０５の表面上のトナーパターン２０１）を照射する検知光の照射面積を変化させることなく、検知面上の検知光の発光像（ビーム形状）が工夫されている。

後述するように、反射型光学センサ１０９によれば、トナー濃度検知精度を維持しつつ、トナー位置検知精度を向上させることができる。

また、反射型光学センサ１０９では、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１検知時と主走査方向位置検知用トナーパターン検知時に、各取得波形の立ち上がりと立ち下がり時の傾きの差を、従来の反射型光学センサよりも小さくすることができる。ここで、各取得波形の立ち上がりと立ち下がり時の傾きの差とは、単純な差分に所定の重みをつけた差分である。

以下、説明を簡略化するために、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２がなす角を４５°とする。

また、検知面上のビーム形状は、長軸が副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２がなす角の二等分線と略平行となる楕円形状とする。つまり、長軸は、検知面上の検知光の縁と、検知面上のビームを４等分し互いに直交する２軸との交点について、他方よりも交点間距離が大きくなる一方の軸に相当する。

反射型光学センサ１０９から射出され検知面を照射する検知光の照射面積（ビーム径）は、後述の比較例の反射型光学センサなど通常の反射型光学センサと同程度とする。

図２８は、本発明に係る反射型光学センサ１０９により形成される検知光の発光像ＢＳ１の照射位置とビーム形状とを示す図である。

主／副走査方向の違いによるトナー位置検知精度の差を小さくするために、反射型光学センサ１０９では、以下のように検知光の検知面（移動体１０５）上の発光像ＢＳ１が定められている。つまり、反射型光学センサ１０９により形成される、検知光の発光像ＢＳ１は、例えば、楕円形状や長方形など、長手と短手を持つ形状である。また、反射型光学センサ１０９により形成される、検知光の発光像ＢＳ１の長手方向は、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２がなす角の二等分線ａ１１と平行となる。

換言すれば、検知光の発光像の縁と発光像を４等分し直交する２軸のうち他方よりも交点間距離が大きくなる軸が、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２がなす角の二等分線と平行となる。ここで、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１が第１トナーパターンに相当し、主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２が第２トナーパターンに相当する。

また、反射型光学センサ１０９では、検知面を照射する検知光の照射面積（ビーム径）は変化させないように、検知面上の発光像ＢＳ１を定めた。

このように発光像ＢＳ１を形成することで、反射型光学センサ１０９は、後述するように主／副走査方向の違いによるトナー位置検知精度の差を小さくすることができる。

反射型光学センサ１０９は、移動体１０５における副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２がなす角の二等分線と平行となる線上に検知光の発光像ＢＳ１を照射することができる。

なお、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２がなす角の二等分線と平行となる線には、上記なす角の二等分線と略平行な線を含む。

図２９は、反射型光学センサ１０９により形成される検知光の発光像ＢＳ１と副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１との位置関係を示す図である。

図３０は、反射型光学センサ１０９により形成される検知光の発光像ＢＳ１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２との位置関係を示す図である。

図２９と図３０とは、反射型光学センサ１０９により形成される検知光の発光像ＢＳ１が、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２双方の照射面積に変化（差）を生じないことを示している。

●反射型光学センサの比較例の構成
図３１は、本発明に係る反射型光学センサ１０９の比較例の反射型光学センサを示す図である。ここで、図３１は、反射型光学センサ２０９を用いて移動体１０５上のトナーパターンを検知している様子を主走査方向（Ｙ方向）から見た図である。

反射型光学センサ２０９は、以下の構成を有する。すなわち、反射型光学センサ２０９は、１つの発光部Ｅ１と、移動体１０５またはトナーパターンＴからの正反射光を受光する受光部Ｄ１と、移動体１０５またはトナーパターンＴからの拡散反射光を受光する受光部Ｄ２とを有する。

また、反射型光学センサ２０９は、発光部Ｅ１に対応する照明用レンズＬＥ１と、受光部Ｄ１に対応する受光用レンズＬＤ１と、受光部Ｄ２に対応する受光用レンズＬＤ２とを有する。

図３２は、反射型光学センサ２０９が移動体１０５を検知している様子を示す主走査方向（Ｙ方向）から見た図である。

図３３と図３４は、あおり角Ａが印加した状態で移動体１０５を検知する反射型光学センサ２０９の様子を示す。

本実施の形態において、角度のばらつきとして、移動体１０５の進行方向に垂直な方向の軸周りの角度変動をあおり角Ａと称する。図３１において、移動体１０５の進行方向に垂直な方向の軸周りに−Ａのあおり角が生じている。また、図３２において、移動体１０５の進行方向に垂直な方向の軸周りに＋Ａのあおり角が生じている。

図３５と図３６は、スキュー角Ｂが印加した状態で移動体１０５を検知する比較例の反射型光学センサ２０９の様子を示す図である。

ここで、移動体１０５の進行方向の軸周りの角度変動をスキュー角Ｂとする。

図３５において、移動体１０５の進行方向の軸周りに−Ｂのスキュー角が生じている。また、図３６において、移動体１０５の進行方向の軸周りに＋Ｂのスキュー角が生じている。

図３７と図３８は、距離変動Ｚが印加した状態で移動体１０５を検知する反射型光学センサ２０９の様子を示す図である。

検知面の距離のばらつきとして、移動体１０５をなす平面（ＸＹ平面）に対して、この平面に垂直な方向（Ｚ軸方向）における反射型光学センサ１０９と検知面との距離のばらつきを、検知面の距離変動Ｚとする。図３７において、移動体１０５をなす平面に垂直な方向に−Ｚの距離変動が生じている。また、図３８において、移動体１０５をなす平面に垂直な方向に＋Ｚの距離変動が生じている。

移動体１０５は、前述したあおり角Ａとスキュー角Ｂと検知面の距離変動Ｚが複合的に生じた状態で搬送されている。このため、反射型光学センサには、これらの変動に強いものが求められている。

●比較例の反射型光学センサの特性
次に、比較例の反射型光学センサ２０９について、理想的な特性と実際の特性との相違を説明する。

図３９は、反射型光学センサ２０９による理想的な検知条件において、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１を検知した際のトナーパターンと検知光の発光像ＢＳ１との位置関係を示す模式図である。ここで、移動体１０５上の検知光の発光像ＢＳの照射領域は、Ｓ＝０．５６２５ｍｍ^２である。また、図３９において、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１の副走査方向における線幅は、約１．０ｍｍである。

図４０は、理想的な検知条件において、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１が移動した際の正反射光の受光部Ｄ１の出力の時間的な変化を示す波形を正反射出力の最大値で規格化した図である。

図４０では、照射ビームは固定した状態で、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１が移動した際の正反射光の受光部Ｄ１の出力の時間的な変化を波形にしている。以下の説明において、この波形を正反射光の出力の最大値で規格化する。また、以下の説明では、規格化後の相対正反射光の受光部Ｄ１の出力が最小を示す箇所を時間ｔ＝０[ｓ]とする。さらに、以下の説明では、各時間に移動体１０５の搬送速度を乗じ、横軸を時間ｔ[ｓ]からトナー位置Ｘ[ｍｍ]に変換している。

なお、図４０において、Ｙ軸は正反射光の受光部Ｄ１の相対出力を示し、Ｘ軸は照射ビームに対するトナーの相対位置を示している。

図４０中の実線は、理想的な検知条件による反射型光学センサの生の取得波形を示している。また、図４０中の点線は、理想的な検知条件による反射型光学センサの生の取得波形をＹ軸に関して折り返した波形である。

図４０の実線から明らかなように、理想的な検知条件におけるセンサ取得波形は、波形の立ち下がりと立ち上がりで対称となっている。

図４１は、理想的な検知条件において、主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２を検知した際のトナーパターンと検知光の発光像との位置関係を示す模式図である。ここで、検知面上の検知光の照射領域は、Ｓ＝０．５６２５ｍｍ^２である。また、主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２の副走査方向における線幅は、約１．４１ｍｍである。

図４２は、理想的な検知条件において、主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２が移動した際の正反射光の受光部Ｄ１の出力の時間的な変化を示す波形を正反射出力の最大値で規格化した図である。

ここで、図４２では、照射ビームを固定したまま、主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２が移動した際の正反射ＰＤ出力の時間的な変化を示した波形を、最大値で規格化して横軸を時間から照射ビームに対するトナーの相対位置に変換している。

図４２中の実線は、理想的な検知条件における反射型光学センサの生の取得波形を示している。一方、図４２中の点線は、理想的な検知条件における生の取得波形をＹ軸に関して折り返した波形である。

図４２から明らかなように、理想的な検知条件におけるセンサ取得波形は、波形の立ち下がりと立ち上がりで対称となっている。

また、図４０と図４２とは、理想的な検知条件における反射型光学センサの検知光の発光像は、主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２上の照射面積と、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１上の照射面積との間に差がないことを示す。

図４３は、反射型光学センサ２０９を用いて、実際の検知状態下において、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１を検知した際のトナーパターンと検知光の発光像ＢＳ２との位置関係を示す模式図である。ここで、検知光の発光像ＢＳ２の照射領域は、Ｓ＝０．５６２５ｍｍ^２である。

図４４は、反射型光学センサ２０９による副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１を検知した際の受光部Ｄ１の出力変化を示す波形を、最大値で規格化して横軸を時間から照射ビームに対するトナーの相対位置に変換したセンサ取得波形である。

図４４中の実線は、反射型光学センサ２０９の取得波形を示している。また、図４４中の点線は、この取得波形をＹ軸に関して折り返した波形を示している。

図４４から明らかなように、実線で示すセンサ取得波形は波形の立ち下がりと立ち上がりで非対称となっている。

図４５は、実際の検知状態下において、反射型光学センサ２０９が主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２を検知した際の模式図である。

図４６は、反射型光学センサ２０９による主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２を検知した際の受光部Ｄ１の出力変化を示した波形を、最大値で規格化して横軸を時間から照射ビームに対するトナーの相対位置に変換したセンサ取得波形である。

図４６中の実線は、反射型光学センサ２０９の取得波形を示している。図４６中の点線は、この取得波形をＹ軸に関して折り返した波形である。

図４６から明らかなように、実線で示すセンサ取得波形は波形の立ち下がりと立ち上がりで非対称となっている。

このように、センサ取得波形が立ち下がり時と立ち上がり時で非対称になる要因には、感光体の膜厚ばらつきやローラの偏心、中間転写ベルトの波うちやばたつきが挙げられる。

また、他の要因には、中間転写ベルトのカール癖、移動体（感光体や中間転写ベルト）の搬送速度変動、発光部の経時の強度変動が挙げられる。さらに、他の要因には、移動体または移動体上のトナーパターンの場所ごとにおける反射率の違い、移動体の蛇行などの影響が挙げられる。

図４７は、図４４の実線で示す波形と図４０の立ち下がり波形を折り返した波形とを示す図である。また、図４８は、図４５の実線で示す波形と図４２の立ち下がり波形を折り返した波形とを示す図である。

これらの要因が全て取り除かれた場合に、図４４と図４６で示した取得波形が、図４７と図４８に示すように、立ち上がり波形が、図４０の立ち下がり波形（取得波形の左半分）を折り返した形となり、左右対称になったと仮定する。

図４７と図４８中の実線は図４３、図４５と同一である。また、図４７と図４８中の点線は、図４４、図４６の立ち下がり波形（取得波形の左半分）を折り返してセンサ取得波形としたものである。

図４７の実線と点線の立ち上がり波形について、例えば、相対受光部出力が０．５を示すトナー位置を比較すると、２６ｕｍの差が生じている。

また、図４８の実線と点線の立ち上がり波形について、例えば、相対受光部出力が０．５を示すトナー位置を比較すると、３ｕｍの差が生じている。

つまり、センサ取得波形が左右対称であるか非対称であるかの相違によって、比較例の反射型光学センサ２０９では、１つの色の主／副走査方向の位置検知用トナーパターンＰＰの絶対位置を誤検知してしまう。そして、全色の位置検知用トナーパターンＰＰの主／副走査方向の位置ずれ検知を行う場合、誤差が１つの色の場合に比べて大きくなる。

以上のようなセンサ取得波形の非対称性に起因するトナー位置ずれ検知の誤差を解消するためには、図３９と図４１に示す左右対称のセンサ取得波形を得ることができるのが望ましい。

実際の検知状態下で用いる場合に、反射型光学センサ２０９によって左右対称のセンサ取得波形を得るためには、上述した要因を全て取り除けばよい。

しかし、このような要因を全て取り除くことは、費用対効果を考えると難しい。

前述の誤差の要因がトナー位置検知の精度に与える影響を抑制するには、位置検知用トナーパターンを検知した際のセンサ取得波形を、前述した要因を取り除いて位置検知用トナーパターンを検知した際のセンサ取得波形に近づければよい。

図４９は、前述の要因を取り除いた理想的な条件において、理想的な反射型光学センサで副走査方向の位置検知用トナーパターンを検知した際のセンサ取得波形と、図３９、図４３で示した取得波形を同一グラフ上に載せたものを示す図である。

図５０は、前述の要因を取り除いた理想的な条件において、理想的な反射型光学センサで主走査方向の位置検知用トナーパターンを検知した際のセンサ取得波形と、図４１、図４５で示した取得波形を同一グラフ上に載せたものを示す図である。

図４９と図５０において、一点鎖線は、理想的な条件において、不図示の理想的な反射型光学センサで検知した結果を示している。

また、図４９と図５０において、点線は、理想的な検知条件下において、検知光の発光像ＢＳが理想的な円形で、かつ、発光像ＢＳの照射領域がＳ＝０．５６２５ｍｍ^２である不図示の反射型光学センサで検知した結果を示している。

さらに、図４９と図５０において、実線は、実際の検知条件下において、図３１で示した反射型光学センサ２０９で検知した結果を示している。

図４０、図４２、図４４、図４６で示した実線のセンサ取得波形を、図４９と図５０で示す理想的な波形に近づけるためには、センサ取得波形の立ち下がり時と立ち上がりの傾きが急峻になればよい。

ここで、センサ取得波形の立ち下がり時と立ち上がりの傾きが急峻になると、位置検知用トナーパターンＰＰを検知した際のセンサ出力ばらつきに対応する位置検知用トナーパターンＰＰの絶対位置のばらつきが小さくなる。つまり、センサ取得波形の立ち下がり時と立ち上がりの傾きが急峻になると、前述した波形の非対称性に起因するトナー位置検知誤差量を小さくすることができる。

そして、センサ取得波形の立ち下がり時と立ち上がりの傾きを急峻にするためには、移動体または移動体上のトナーパターンを照射する検知光の照射面積を小さくすることが考えられる。

しかし、検知光の照射面積を小さくすると、トナーパターンの場所ごとにトナー付着量のばらつきがあった場合に、トナー付着量のばらつきに起因するセンサ出力の変動が大きくなる。この場合に、例えば平均化処理の回数を増やす等の対策を講じないと、検知光の照射領域（ビーム径）を小さくする前の状態と比べて、トナー濃度検知精度が低下してしまう。

●本発明に係る反射型光学センサの特性
図５１は、反射型光学センサ１０９の検知光の発光像ＢＳ１と、理想的な反射型光学センサの検知光の発光像ＢＳと、の副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１に対する照射位置を示す図である。

図５２は、反射型光学センサ１０９の検知光の発光像ＢＳ１と、理想的な反射型光学センサの検知光の発光像ＢＳと、により副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１が検知された際のそれぞれのセンサ取得波形を示す図である。

図５３は、反射型光学センサ１０９の検知光の発光像ＢＳ１と、理想的な反射型光学センサの検知光の発光像ＢＳと、の主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２に対する照射位置を示す図である。

図５４は、反射型光学センサ１０９の検知光の発光像ＢＳ１と、理想的な反射型光学センサの検知光の発光像ＢＳと、により主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２が検知された際のそれぞれのセンサ取得波形を示す図である。

図５５は、図５２のトナー位置中心付近の部分拡大図である。また、図５６は、図５４のトナー位置中心付近の部分拡大図である。

ここで、図５２、図５４中の一点鎖線は、理想的な反射型光学センサで検知した結果を示している。また、図５２、図５４中の点線は、照射ビームが理想的な円形で、かつ、発光像ＢＳの照射領域がＳ＝０．５６２５ｍｍ^２である不図示の反射型光学センサで検知した結果を示している。

さらに、図５２、図５４中の実線は、反射型光学センサ１０９で検知した結果を示している。

図５７と図５８は、反射型光学センサ１０９による取得波形から、立ち下がり時（立ち上がり時）の傾きの絶対値を算出し、不図示の反射型光学センサを用いた取得波形の傾きの絶対値と比較したグラフである。

図５７と図５８中の点線は、照射ビームが理想的な円形で、かつ、検知面上の検知光の照射領域がＳ＝０．５６２５ｍｍ^２である不図示の反射型光学センサで検知した結果を示している。また、図５７、図５８中の実線は、反射型光学センサ１０９で検知した結果を示している。

図５７と図５８は、相対的な受光部Ｄ１の出力の閾値として、０．８を下回る値に設定すれば、反射型光学センサ１０９による主／副走査方向トナー位置検知精度は反射型光学センサ２０９のそれより向上することを示している。

図５９は、反射型光学センサ１０９を用いた場合の主／副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１の検知結果を示すグラフである。また、図６０は、反射型光学センサ２０９を用いた場合の主／副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１の検知結果を示すグラフである。

図５９と図６０中の点線は、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１を検知した結果を示している。また、図５９と図６０中の実線は、主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２を検知した結果を示している。

図６１は、図５９のグラフについて副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２とで囲まれる部分の面積を図示したものである。また、図６２は、図６０のグラフについて副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２とで囲まれる部分の面積を図示したものである。

図６１と図６２に示すように、横軸をＸ軸、縦軸をＹ軸とすると、Ｙ＝１と実線で囲まれる面積と、Ｙ＝１と点線で囲まれる面積との差が小さければ、主／副走査方向の違いによるトナー位置検知精度の差が小さいといえる。

図６３は、図５９と図６０のトナー位置中心付近の拡大図により、Ｙ＝１と実線で囲まれる面積と、Ｙ＝１と点線で囲まれる面積との差を比較した図である。ここで、図６３（ａ）は反射型光学センサ１０９を用いた場合を示し、図６３(ｂ)は反射型光学センサ２０９を用いた場合を示す。

本実施の形態において、例えば、受光部Ｄ１の相対的な出力の閾値を０．８とする。このとき、図６３中の矢印の位置の太線一点鎖線と細線一点鎖線で示すように、反射型光学センサ２０９を用いた場合に比べて、反射型光学センサ１０９を用いた方が、主／副走査方向の違いによるセンサ取得波形の差が小さくなっている。

このため、本発明に係る反射型光学センサ１０９によれば、主／副走査方向の違いによるセンサ取得波形の面積差は小さくなっていると推定できる。

つまり、本発明に係る反射型光学センサ１０９によれば、主／副走査方向の違いによるトナー位置検知精度の差を、反射型光学センサ２０９に比べて、小さくすることができる。

このため、本発明に係る反射型光学センサ１０９によれば、反射型光学センサ２０９に比べて、トナー位置検知精度を向上させることができ、かつ、主／副走査方向の違いによるトナー位置検知精度の差を小さくすることができる。

●反射型光学センサ（２）●
次に、本発明に係る反射型光学センサの別の実施の形態について、先に説明した実施の形態との相違点を中心に説明する。

図６４は、本実施の形態の反射型光学センサ１０９Ａの構成を示す平面図である。

先に説明した反射型光学センサ１０９では、照明用レンズＬＥ１のレンズ面のみを、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２とのなす角の二等分線と平行になるように傾けていた。

反射型光学センサ１０９Ａでは、照明レンズＬＥ１の光軸に垂直な軸ａ１が、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２とのなす角の二等分線と平行になるように取り付けられている。

反射型光学センサ１０９Ａは、このように配置した点が、反射型光学センサ１０９と相違する。反射型光学センサ１０９Ａは、照明用レンズＬＥ１のレンズ面を形成する２軸が、副走査方向と主走査方向にそれぞれ平行となっている。

つまり、反射型光学センサ１０９Ａも、図２８〜３０に示したように、発光像ＢＳ１の長手方向が、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２がなす角の二等分線ａ１１と平行となる。

換言すれば、発光像ＢＳ１の縁と発光像ＢＳ１を４等分し直交する２軸のうち他方よりも交点間距離が大きくなる軸が、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２がなす角の二等分線と平行となる。

また、反射型光学センサ１０９Ａでは、検知面を照射する検知光の照射面積（ビーム径）は変化させないように、検知面上の発光像ＢＳ１を定めた。

このため、反射型光学センサ１０９Ａによれば、反射型光学センサ２０９に比べて、トナー位置検知精度を向上させることができ、かつ、主／副走査方向の違いによるトナー位置検知精度の差を小さくすることができる。

●反射型光学センサ（３）●
次に、本発明に係る反射型光学センサのさらに別の実施の形態について、先に説明した実施の形態との相違点を中心に説明する。

図６５は、本実施の形態の反射型光学センサの構成を示す平面図である。

反射型光学センサ１０９Ｂは、照明レンズＬＥ１の光軸に垂直な軸ａ１が副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２とのなす角の二等分線と平行になるように、照明用レンズＬＥ１が取り付けられる。

また、反射型光学センサ１０９Ｂは、発光部Ｅ１と受光部Ｄ１と開口部ＡＰ１とについても、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２とのなす角の二等分線と平行になるように取り付けられる。

つまり、反射型光学センサ１０９Ｂも、図２８〜３０に示したように、発光像ＢＳ１の長手方向が、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２がなす角の二等分線ａ１１と平行となる。

換言すれば、発光像ＢＳ１の縁と発光像ＢＳ１を４等分し直交する２軸のうち他方よりも交点間距離が大きくなる軸が、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２がなす角の二等分線と平行となる。

また、反射型光学センサ１０９Ｂでは、検知面を照射する検知光の照射面積（ビーム径）は変化させないように、検知面上の発光像ＢＳ１を定めた。

このため、反射型光学センサ１０９Ｂによれば、反射型光学センサ２０９に比べて、トナー位置検知精度を向上させることができ、かつ、主／副走査方向の違いによるトナー位置検知精度の差を小さくすることができる。

●反射型光学センサ（４）●
次に、本発明に係る反射型光学センサのさらに別の実施の形態について、先に説明した実施の形態との相違点を中心に説明する。

図６６は、本実施の形態における反射型光学センサ１０９Ｃの構成を示す側面図である。また、図６７は、本実施の形態における反射型光学センサ１０９Ｃの構成を示す平面図である。

本実施の形態における反射型光学センサ１０９Ｃは、発光部Ｅ１と、受光部Ｄ１と、開口部ＡＰ１とから構成されている。ここで、発光部Ｅ１と受光部Ｄ１は、先に説明した反射型光学センサ１０９〜１０９Ｂとは異なり、いわゆる面実装型のデバイスを用いている。

反射型光学センサ１０９Ｃの開口部ＡＰ１の先端から移動体１０５までの距離ｌ５は、一例として１．６ｍｍである。また、開口部ＡＰ１の口径は、一例として、長軸：１．５ｍｍ、短軸：０．３７５ｍｍの楕円形状である。また、開口部ＡＰ１の長さｌ６は、５．０ｍｍである。

反射型光学センサ１０９Ｃは、開口部ＡＰ１の楕円形状の開口の長軸の向きが副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２がなす角の二等分線と平行となっている。

そのため、反射型光学センサ１０９Ｃは、検知面上での発光像ＢＳ１の照射位置が、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２がなす角の二等分線と平行となる。

つまり、反射型光学センサ１０９Ｃも、図２８〜３０に示したように、発光像ＢＳ１の長手方向が、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２がなす角の二等分線ａ１１と平行となる。

換言すれば、発光像ＢＳ１の縁と発光像ＢＳ１を４等分し直交する２軸のうち他方よりも交点間距離が大きくなる軸が、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２がなす角の二等分線と平行となる。

また、反射型光学センサ１０９Ｃでは、検知面を照射する検知光の照射面積（ビーム径）は変化させないように、検知面上の発光像ＢＳ１を定めた。

このため、反射型光学センサ１０９Ｃによれば、反射型光学センサ２０９に比べて、トナー位置検知精度を向上させることができ、かつ、主／副走査方向の違いによるトナー位置検知精度の差を小さくすることができる。

図６８は、本発明に係る反射型光学センサのさらに別の実施の形態の構成を示す平面図である。

図６８に示すように、反射型光学センサ１０９Ｄは、発光像ＢＳ１の長手方向が副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２がなす角の二等分線と平行となるように、配置の向きを定めている。

●反射型光学センサ（５）●
次に、本発明に係る反射型光学センサのさらに別の実施の形態について、先に説明した実施の形態との相違点を中心に説明する。

図６９は、本実施の形態における反射型光学センサ１０９Ｅの構成を示す側面図である。また、図７０は、本実施の形態における反射型光学センサ１０９Ｅの構成を示す平面図である。

本実施の形態において、反射型光学センサ１０９Ｅは、移動体１０５から受光部Ｄ１への正反射光の光路上に受光用レンズＬＤ１を有することが反射型光学センサ１０９と相違する。

受光用レンズＬＤ１には、主走査方向と副走査方向に関して集光機能を有する球面レンズを用いることができる。また、受光用レンズＬＤ１には、副走査方向に関して正のパワーを有するシリンドリカルレンズを用いることができる。また、受光用レンズＬＤ１には、主走査方向に関するパワーと副走査方向に関するパワーとが互いに異なる、光軸に対して回転非対称な形状のアナモフィックレンズなどを用いることができる。

本実施の形態において、受光用レンズＬＤ１には、前述のレンズのうち、アナモフィックレンズを用いる。

受光用レンズＬＤ１は、一例として、レンズ面を形成する２軸のうち、主走査方向と平行な軸方向の曲率半径は１ｍｍ、円錐定数は−１．６５となっている。また、受光用レンズＬＤ１は、副走査方向と平行な軸方向の曲率半径は１．１ｍｍ、円錐定数は−１．９となっている。

受光用レンズＬＤ１を備えることにより、移動体１０５からの正反射光を効率よく受光することができるため、受光部Ｄ１の出力は約３．２倍となる。

また、反射型光学センサ１０９Ｅによれば、受光部Ｄ１に受光用レンズＬＤ１を設けることで、移動体１０５または移動体１０５上のトナーパターン２０１からの反射光を効率的に受光部Ｄ１へ導光することができる。

したがって、反射型光学センサ１０９Ｅによれば、発光部Ｅ１への注入電流を下げることができるため、消費電力を低く抑えることができる。

また、反射型光学センサ１０９Ｅによれば、発光部Ｅ１での注入電流を下げる代わりに、受光部Ｄ１の増幅率を抑えてもよい。つまり、受光部Ｄ１の増幅率を抑えることができれば、受光した信号によって生じるノイズを低減することができる。

さらに、反射型光学センサ１０９Ｅによれば、反射型光学センサ２０９に比べて、トナー位置検知精度を向上させることができ、かつ、主／副走査方向の違いによるトナー位置検知精度の差を小さくすることができる。

●反射型光学センサ（６）●
次に、本発明に係る反射型光学センサのさらに別の実施の形態について、先に説明した実施の形態との相違点を中心に説明する。

図７１は、本実施の形態における反射型光学センサ１０９Ｆの構成を示す側面図である。また、図７２は、本実施の形態における反射型光学センサ１０９Ｆの構成を示す平面図である。

本実施の形態における反射型光学センサ１０９Ｆは、発光部Ｅ１から所定距離（ｌ１１）離間した位置に設けられる受光部Ｄ１に加えて、発光部Ｅ１から所定距離(ｌ１２)離間した位置に設けられる受光部Ｄ２を有する。また、反射型光学センサ１０９Ｆは、移動体１０５から受光部Ｄ２への正反射光の光路上に受光用レンズＬＤ２を有する点が、反射型光学センサ１０９Ｅと相違する。

反射型光学センサ１０９Ｆでは、受光部Ｄ１と受光部Ｄ２とに受光用レンズＬＤ１と受光用レンズＬＤ２とを設ける。このようにすることで、反射型光学センサ１０９Ｆによれば、移動体１０５または移動体１０５上のトナーパターン２０１からの反射光を効率的に受光部Ｄ１と受光部Ｄ２とへ導光することができる。

したがって、反射型光学センサ１０９Ｆによれば、発光部Ｅ１への注入電流を下げることができるため、消費電力を低く抑えることができる。

また、反射型光学センサ１０９Ｆによれば、発光部Ｅ１での注入電流を下げる代わりに、受光部Ｄ１と受光部Ｄ２の増幅率を抑えてもよい。つまり、受光部Ｄ１と受光部Ｄ２の増幅率を抑えることができれば、受光した信号によって生じるノイズを低減することができる。

さらに、反射型光学センサ１０９Ｆによれば、反射型光学センサ２０９に比べて、トナー位置検知精度を向上させることができ、かつ、主／副走査方向の違いによるトナー位置検知精度の差を小さくすることができる。

●反射型光学センサ（７）●
次に、本発明に係る反射型光学センサのさらに別の実施の形態について、先に説明した実施の形態との相違点を中心に説明する。

図７３は、本実施の形態における反射型光学センサ１０９Ｇの構成を示す側面図である。また、図７４は、本実施の形態における反射型光学センサ１０９Ｇの構成を示す平面図である。さらに、図７５は、本実施の形態における反射型光学センサ１０９Ｇの発光部から射出された検知光の発光像ＢＳ１〜ＢＳ１１が移動体に照射されている様子を示す図である。

本実施の形態において、図７３〜図７５に示す反射型光学センサ１０９Ｇは、複数の発光部Ｅ１〜Ｅ１１と複数の受光部Ｄ１〜Ｄ１１とを有することが反射型光学センサ１０９と相違する。

また、反射型光学センサ１０９Ｇは、発光部Ｅ１〜Ｅ１１に対応する照射用マイクロレンズＬＥ１〜ＬＥ１１を含む照明光学系と、受光部Ｄ１〜Ｄ１１に対応する受光用マイクロレンズＬＤ１〜ＬＤ１１を含む受光光学系とを有している。

また、受光部Ｄ１〜Ｄ１１で受光された受光量を分割する処理装置を反射型光学センサ外に有している。この処理装置を、反射型光学センサ１０９Ｇ内に有する構成としてもよい。

●反射型光学センサ（８）●
次に、本発明に係る反射型光学センサの別の実施の形態について、先に説明した実施の形態との相違点を中心に説明する。

図７６は、本実施の形態における反射型光学センサにより形成される検知光の発光像ＢＳ１の照射位置とビーム形状との別の例を示す図である。図７７は、本実施の形態における反射型光学センサにより形成される別の例の検知光の発光像ＢＳ１と副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１との位置関係を示す図である。図７８は、本実施の形態における反射型光学センサにより形成される別の例の検知光の発光像ＢＳ１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２との位置関係を示す図である。

本発明に係る反射型光学センサの検知光の発光像ＢＳ１は、以上説明した反射型光学センサ１０９などの楕円形状には限定されず、楕円形状に類似する楕円系の形状や、図７６〜図７８に示す長方形の発光像ＢＳ３であってもよい。

ここで、発光像ＢＳ３の縁と発光像ＢＳ３を４等分したときに直交する２軸のうち他方よりも交点間距離が長い軸が、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２がなす角の二等分線と平行となる。

発光像ＢＳ３は、副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１と主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２とのなす角の二等分線と平行なａ２１を長手とし、ａ２２が短手とする。つまり、本発明に係る反射型光学センサの検知光の発光像ＢＳ１の形状は、長手方向と短手方向を持つ形状（例えば、ひし形、平行四辺形、涙型など）であればよい。

●画像形成装置●
次に、本発明に係る画像形成装置の実施の形態について説明する。本発明に係る画像形成装置は、以上説明した本発明に係る反射型光学センサを備える。

画像形成装置は、移動体１０５上に濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４と位置検知用トナーパターンＰＰとを作成するパターン作成装置としての画像形成ユニットを備える。

また、画像形成装置は、濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４と位置検知用トナーパターンＰＰとを検知対象とする反射型光学センサ１０９〜１０９Ｇを備える。さらに、画像形成装置は、反射型光学センサ１０９〜１０９Ｇの受光系の出力信号に基づいて、トナー濃度とトナー位置との少なくともいずれか一方を算出する処理装置としての本体制御部を備える。

図７９は、本発明に係る画像形成装置におけるトナーパターンを作像した移動体の平面図である。また、図８０は、本発明に係る画像形成装置における別の例のトナーパターンを作像した移動体の平面図である。

本発明に係る画像形成装置では、図７９や図８０に示すように、通常の画像形成を行う間に、画像プロセス制御のトナー位置検知を移動体１０５表面上の画像形成領域外の領域で行うために、トナーパターン２０１を画像形成領域外に形成する。

つまり、画像形成ユニットは、画像が形成される領域外の移動体１０５上に、濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４と位置検知用トナーパターンＰＰとを作成する。

また、図８０に示すように、画像形成ユニットは、画像パターン２０３ａと画像パターン２０３ｂに挟まれた領域に、濃度検知用トナーパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４と位置検知用トナーパターンＰＰとを作成する。

このようにすることで、本発明に係る画像形成装置によれば、本来の画像形成に対する作業効率低下を防ぐことができ、かつ、リアルタイムでのトナー位置ずれ補正をすることができる。

また、本発明に係る画像形成装置によれば、画像プロセス制御に反射型光学センサ１０９〜１０９Ｇを用いることで、比較例（従来）の反射型光学センサ２０９に比べてトナー位置検知精度を向上できる。

また、本発明に係る画像形成装置によれば、画像プロセス制御に反射型光学センサ１０９〜１０９Ｇを用いることで、反射型光学センサ２０９に比べてトナーパターンの主／副走査方向の違いによるトナー位置検知精度の差を小さくすることができる。

１０１ ：感光体ドラム
１０２ ：現像ユニット
１０３ ：感光体ユニット
１０４ ：ＴＣセンサ
１０５ ：移動体
１０６ ：１次転写ユニット
１０７ ：レジストローラ
１０８ ：２次転写ローラ
１０９ ：反射型光学センサ
１１２ ：駆動ローラ
２０１ ：トナーパターン
２０３ ：画像パターン
Ｅ１ ：発光部
Ｄ１ ：受光部
ＡＰ１ ：開口部
ＬＥ１ ：照明用レンズ
ＬＤ１ ：受光用レンズ
ＤＰ１ ：濃度検知用トナーパターン
ＤＰ２ ：濃度検知用トナーパターン
ＤＰ３ ：濃度検知用トナーパターン
ＤＰ４ ：濃度検知用トナーパターン
ＰＰ ：位置検知用トナーパターン
ＬＰ１ ：副走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ１
ＬＰ２ ：主走査方向位置検知用トナーパターンＬＰ２

特開平１−３５４６６号公報 特開２００４−２１１６４号公報 特開２００２−７２６１２号公報 特開２００４−３０９２９２号公報 特開２００４−３０９２９３号公報 特開２００５−９１２５２号公報 特許４６８９２９２号公報

Claims (10)

1. トナーを用いて移動体上に画像を形成する画像形成装置であって、
   前記移動体上に濃度検知用トナーパターンと位置検知用トナーパターンとを作成するパターン作成装置と、
   前記濃度検知用トナーパターンと前記位置検知用トナーパターンとを検知対象とする反射型光学センサと、
   前記反射型光学センサの受光系の出力信号に基づいて、トナー濃度とトナー位置との少なくともいずれか一方を算出する処理装置と、
   移動体として、中間転写ベルト、または、感光性を有する像担持体と、を備え、
   前記反射型光学センサは、
   検知光を出射する発光部と、
   前記トナーパターンにより反射された前記検知光を受光する受光部と、
   を備え、
   前記トナーパターンは、前記移動体が移動する第１方向に関するトナー位置ずれ検知に用いられる第１トナーパターンと、前記第１方向とは異なる第２方向に関するトナー位置ずれ検知に用いられる第２トナーパターンと、を含み、
   前記検知光が前記移動体表面または前記トナーパターンに照射されて形成される発光像は、長手方向と短手方向を有する形状であり、
   前記発光像の長手方向は、前記第１トナーパターンと前記第２トナーパターンとがなす角の二等分線と平行である、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記発光像は、楕円形状または矩形形状であり、
   前記発光像の縁と前記発光像を等分したときに直交する２軸のうち他方よりも交点間距離が大きくなる軸が、前記第１トナーパターンと前記第２トナーパターンとがなす角の二等分線と平行となる、
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記検知光が透過する照明用レンズを備え、
   前記発光像は、前記照明用レンズにより形成される、
   請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記照明用レンズは、光軸に垂直な第１軸方向の倍率と光軸と前記第１軸方向とに垂直な第２軸方向の倍率とが異なるアナモフィックレンズであり、
   前記発光像は、前記アナモフィックレンズの形状に応じた形状に形成される、
   請求項３記載の画像形成装置。
5. 照明用レンズの前記第１軸方向と、前記二等分線とが平行である、
   請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記発光部の中心と前記受光部の中心とを結んだ直線が、前記二等分線と平行となるように配置されている、
   請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記発光部から照射される検知光が透過する開口部を備え、
   前記発光像は、前記開口部の開口の形状に応じた形状に形成される、
   請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記トナーパターンにより反射された前記検知光を前記受光部に入射させる受光用レンズを備える、
   請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記パターン作成装置は、
   前記移動体上の画像パターンが形成される領域外、または、前記移動体上に形成される２つの画像パターンに挟まれた領域に、前記濃度検知用トナーパターンと前記位置検知用トナーパターンとを作成することを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
10. 中間転写ベルト、または、感光性を有する像担持体である移動体上にトナーを用いて画像を形成する画像形成方法であって、
    前記パターン作成装置により、前記移動体が移動する第１方向に関するトナー位置ずれ検知に用いられる第１トナーパターンと、前記第１方向とは異なる第２方向に関するトナー位置ずれ検知に用いられる第２トナーパターンと、を含む前記トナーパターンを作成する工程と、
    検知光を出射する発光部と、前記トナーパターンにより反射された前記検知光を受光する受光部と、を備えた前記反射型光学センサにより、前記濃度検知用トナーパターンと前記位置検知用トナーパターンとを検知対象として検知する工程と、
    前記反射型光学センサの前記受光部の出力信号に基づいて、トナー濃度とトナー位置との少なくともいずれか一方を処理装置により算出する工程と、を有し、
    前記反射型光学センサにより、前記移動体表面または前記トナーパターンに検知光を照射して、長手方向と短手方向を有し、前記第１トナーパターンと前記第２トナーパターンとがなす角の二等分線と平行な方向を長手方向とする形状の発光像を形成することを特徴とする画像形成方法。

Images