以下、本発明の一実施形態を図1〜図60(B)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、トナーパターン検出器2245、温湿度センサ(図示省略)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)及び公衆回線を介した情報機器(例えば、ファクシミリ装置)との双方向の通信を制御する。そして、通信制御装置2080は、受信した情報をプリンタ制御装置2090に通知する。
プリンタ制御装置2090は、CPU、該CPUにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているROM、作業用のメモリであるRAM、アナログデータをデジタルデータに変換するAD変換器などを有している(図2参照)。そして、プリンタ制御装置2090は、上位装置及び情報機器からの要求に応じて各部を制御するとともに、上位装置及び情報機器からの画像情報を光走査装置2010に送る。
温湿度センサは、カラープリンタ2000内の温度と湿度を検出し、プリンタ制御装置2090に通知する。
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。
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、プリンタ制御装置2090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。
ここで、一般的な画像形成ユニットの構成について図3を用いて説明する。画像形成ユニットは、感光体ドラムの周囲に、帯電ユニット、現像ユニット、感光体クリーニングユニットが設けられている。また、感光体ドラムに対して中間転写ベルトを介して対向する位置には1次転写ユニットが設けられている。
帯電ユニットは、帯電ローラを採用した接触帯電方式のものであり、感光体ドラムに接触して電圧を印加することにより感光体ドラムの表面を一様に帯電する。この帯電ユニットには、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。
現像ユニットは、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することもできる。この現像ユニットは、現像ケース内に設けられた攪拌部と現像部とに大別できる。攪拌部では、二成分現像剤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上に供給される。この攪拌部は平行な2本のスクリューが設けられており、2本のスクリューの間には、両端部で互いが連通するように仕切るために仕切り板が設けられている。また、現像ケースには現像ユニット内の現像剤のトナー濃度を検出するためのTCセンサが取り付けられている。二成分現像剤のキャリアは磁性体、トナーは非磁性体であるため、TCセンサは透磁率方式を採用しており、現像ユニット内のトナー濃度は、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、現像部では、現像スリーブに付着した現像剤のうちのトナーが感光体ドラムに転移される。この現像部には、現像ケースの開口を通して感光体ドラムと対向する現像スリーブが設けられており、その現像スリーブ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、現像スリーブに先端が接近するようにドクターブレードが設けられている。
この現像ユニットでは、現像剤を2本のスクリューで攪拌しながら搬送循環し、現像スリーブに供給する。現像スリーブに供給された現像剤は、マグネットにより汲み上げられて保持される。現像スリーブに汲み上げられた現像剤は、現像スリーブの回転に伴って搬送され、ドクターブレードにより適正な量に規制される。なお、規制された現像剤は攪拌部に戻される。このようにして感光体ドラム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、感光体ドラム上の静電潜像部分に転移し、感光体ドラム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から離れ、攪拌部に戻される。このような動作の繰り返しにより、攪拌部内のトナー濃度が薄くなると、それをTCセンサが検出し、その検出結果に基づいて攪拌部にトナーが補給される。
1次転写ユニットとして1次転写ローラを採用しており、中間転写ベルトを挟んで感光体ドラムに押し当てるようにして設置されている。もちろん、1次転写ユニットは、ローラ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良い。
感光体クリーニングユニットは、先端を感光体ドラム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を備えている。また、クリーニング性能を高めるために感光体ドラムに接触する導電性のファーブラシを併用している。このファーブラシ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やファーブラシにより感光体ドラムから除去されたトナーは、感光体クリーニングユニットの内部に収容され、図示しない廃トナー回収ユニットにて回収される。
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、重ね合わされて多色の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枚ずつ取り出し、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。
トナーパターン検出器2245は、転写ベルト2040の+Z側であって、転写ベルト2040の+X側端部近傍に配置されている。このトナーパターン検出器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4〜図7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つの偏向器側走査レンズ(2105a、2105b、2105c、2105d)、8枚の折り返しミラー(2106a、2106b、2106c、2106d、2108a、2108b、2108c、2108d)、4つの像面側走査レンズ(2107a、2107b、2107c、2107d)、4つの光検知センサ(2205a、2205b、2205c、2205d)、4枚の光検知用ミラー(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4〜図6では図示省略、図7参照)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。
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。
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。
各偏向器側走査レンズはそれぞれ、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。
偏向器側走査レンズ2105a及び偏向器側走査レンズ2105bは、ポリゴンミラー2104の−X側に配置され、偏向器側走査レンズ2105c及び偏向器側走査レンズ2105dは、ポリゴンミラー2104の+X側に配置されている。
そして、偏向器側走査レンズ2105aと偏向器側走査レンズ2105bはZ軸方向に積層され、偏向器側走査レンズ2105aは1段目の4面鏡に対向し、偏向器側走査レンズ2105bは2段目の4面鏡に対向している。また、偏向器側走査レンズ2105cと偏向器側走査レンズ2105dはZ軸方向に積層され、偏向器側走査レンズ2105cは2段目の4面鏡に対向し、偏向器側走査レンズ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、偏向器側走査レンズ2105a、折り返しミラー2106a、像面側走査レンズ2107a、及び折り返しミラー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、偏向器側走査レンズ2105b、折り返しミラー2106b、像面側走査レンズ2107b、及び折り返しミラー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、偏向器側走査レンズ2105c、折り返しミラー2106c、像面側走査レンズ2107c、及び折り返しミラー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、偏向器側走査レンズ2105d、折り返しミラー2106d、像面側走査レンズ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」、「画像形成領域」、あるいは「有効画像領域」などと呼ばれている。
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、偏向器側走査レンズ2105aと像面側走査レンズ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、偏向器側走査レンズ2105bと像面側走査レンズ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、偏向器側走査レンズ2105cと像面側走査レンズ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、偏向器側走査レンズ2105dと像面側走査レンズ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、前記トナーパターン検出器2245について説明する。
このトナーパターン検出器2245は、一例として図8に示されるように、3つの反射型光学センサ(2245a、2245b、2245c)を有している。
そして、一例として図9に示されるように、反射型光学センサ2245aは、転写ベルト2040における−Y側の端部近傍に配置され、反射型光学センサ2245cは、転写ベルト2040における+Y側の端部近傍に配置されている。反射型光学センサ2245bは、主方向に関して、反射型光学センサ2245aと反射型光学センサ2245cの中間位置に配置されている。
ここでは、主方向(Y軸方向)に関して、反射型光学センサ2245aの中心位置をY1、反射型光学センサ2245bの中心位置をY2、反射型光学センサ2245cの中心位置をY3とする。
3つの反射型光学センサ(2245a、2245b、2245c)は、いずれも同じ構成、同じ構造を有している。そこで、以下では、反射型光学センサ2245aを代表として、反射型光学センサの構成及び構造について説明する。
反射型光学センサ2245aは、一例として図10〜図13に示されるように、11個の発光部(E1〜E11)を含む照射系、11個の照明用マイクロレンズ(LE1〜LE11)を含む照明光学系、11個の受光用マイクロレンズ(LD1〜LD11)を含む受光光学系、11個の受光部(D1〜D11)を含む受光系などを備えている。
11個の発光部(E1〜E11)は、主方向に沿って等しい間隔Leで配置されている。各発光部には、LED(Light Emitting Diode)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。この場合は、主方向に関して、E1とE11との間の距離は4mm(Le×10)である。また、各発光部の主方向の大きさは約0.04mmである。さらに、各発光部から射出される光束の波長は850nmである。なお、以下では、便宜上、点灯された発光部を「点灯発光部」と略述する。
11個の照明用マイクロレンズ(LE1〜LE11)は、それぞれ11個の発光部(E1〜E11)に個別に対応している。
各照明用マイクロレンズは、対応する発光部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。各照明用マイクロレンズでは、レンズ径、レンズの曲率半径、及びレンズ厚は同一である。また、各照明用マイクロレンズの光軸は、対応する発光部の発光面に直交する方向に平行である。
ここでは、説明をわかりやすくするため、各発光部から射出され対応する照明用マイクロレンズを通過した光束のみが、検出用光(S1〜S11)として転写ベルト2040を照明するものとする(図14参照)。そして、各検出用光によって転写ベルト2040の表面に形成される光スポット(以下では、便宜上「検出用光スポット」と略述する)の中心は、副方向に関して、対応する発光部と受光部の中間付近にある。
各検出用光スポットの大きさ(直径)は、一例として、0.4mmである。この値は、上記11個の発光部の間隔Leと等しい。なお、従来の検出用光スポットの大きさ(直径)は、通常、2〜3mm程度であった。
また、ここでは、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検出用光のほとんどは正反射される。
11個の受光部(D1〜D11)は、それぞれ発光部(E1〜E11)に個別に対応している。
各受光部は、対応する発光部から射出され、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。そして、11個の受光部の間隔(配列ピッチ)は、11個の発光部の間隔Leと等しい。各受光部の主方向の大きさは約0.35mmである。また、各受光部における受光感度のピーク波長は850nm付近にある。
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。そして、各受光部は、受光量に応じた信号を出力する。
11個の受光用マイクロレンズ(LD1〜LD11)は、それぞれ11個の受光部(D1〜D11)に個別し、転写ベルト2040あるいはトナーパターンで反射された検出用光を集光する。この場合には、各受光部の受光量を増加させることが可能となる。すなわち、検出感度を向上させることができる。各受光用マイクロレンズでは、レンズ径、レンズの曲率半径、及びレンズ厚は同一である。
各マイクロレンズには、主方向及び副方向に関して集光機能を有する球面レンズや、副方向に関して正のパワーを持つシリンドリカルレンズ、主方向に関するパワーと副方向に関するパワーとが互いに異なるアナモフィックレンズなどを用いることができる。
ここでは、一例として、各マイクロレンズは球面レンズである。そして、各照明用マイクロレンズでは、入射側の光学面は集光パワーを有し、射出側の光学面は集光パワーを有していない。また、各受光用マイクロレンズでは、射出側の光学面は集光パワーを有し、入射側の光学面は集光パワーを有していない。
具体的には、各照明用マイクロレンズでは、レンズ径は0.613mm、レンズの曲率半径は0.430mm、レンズ厚は0.129mmである。
各受光用マイクロレンズでは、レンズ径は0.750mm、レンズの曲率半径は0.380mm、レンズ厚は0.319mmである。
ここでは、各受光用マイクロレンズのレンズ径を各照明用マイクロレンズより大きくすることで、反射光をより多く受光できるようにした。また、各受光用マイクロレンズの曲率半径を各照明用マイクロレンズに比べて小さくすることで、レンズ内部における全反射が増えるため、正反射光の受光量が減らせることが可能であると考えた。また、各受光用マイクロレンズの曲率半径を小さくすることで、点灯させる発光部に対応する受光部に隣接する受光部の前面に配置した受光用マイクロレンズ通過後の光線を大きく屈折させることが可能となり、テストパターンからの拡散反射光が受光部に到達でき、拡散反射光の受光量も増加することが期待できる。
本実施形態では、11個の照明用マイクロレンズ(LE1〜LE11)と11個の受光用マイクロレンズ(LD1〜LD11)は、一体化され、マイクロレンズアレイとなっている。これにより、各マイクロレンズを所定位置に組み付ける際の作業性を向上させることができる。また、複数のマイクロレンズにおけるレンズ面間の位置精度を高めることができる。各レンズ面は、フォトリソグラフィやモールド成形などの加工法を用いてガラス基板や樹脂基板上に形成することができる。
なお、以下では、発光部を特定する必要がない場合には、発光部Eiと表示する。そして、発光部Eiに対応する照明用マイクロレンズを照明用マイクロレンズLEiと表示する。また、発光部Eiから射出され照明用マイクロレンズLEiを通過した光束を、検出用光Siと表示する。また、発光部Eiに対応する受光部を受光部Diと表示する。さらに、受光部Diに対応する受光用マイクロレンズを受光用マイクロレンズLDiと表示する。
また、一例として図15に示されるように、各照明用マイクロレンズの光軸は、対応する各発光部の中心を通り該発光部に垂直な軸に対して受光系側にΔd(ここでは、0.035mm)ずれている。また、各受光用マイクロレンズの光軸は、対応する各受光部の中心を通り該受光部に垂直な軸に対して照射系側にΔd’(ここでは、0.020mm)ずれている。これにより、より多くの反射光を対応する受光部に導くことができる。
そして、副方向に関して、照明用マイクロレンズLEiと受光用マイクロレンズLDiのレンズ間距離は0.445mm、発光部Eiと受光部Diの間隔は、0.500mmである。さらに、副方向に関して、発光部Eiから照明用マイクロレンズLEiまでの距離は、0.800mmであり、各マイクロレンズの−Z側の面から転写ベルト2040表面までの距離は、5mmである。
次に、テストパターンとしてのトナーパターンについて説明する。
ここでは、一例として図16に示されるように、Y1位置にパターンPPが形成され、Y2位置にパターンPPとパターンDP1〜DP4が形成され、Y3位置にパターンPPが形成される。
パターンDP1〜DP4は、いずれも濃度検出用パターンであり、パターンPPは位置ずれ検出用パターンである。
濃度検出用パターンDP1はブラックトナーで形成され、濃度検出用パターンDP2はマゼンタトナーで形成される。また、濃度検出用パターンDP3はシアントナーで形成され、濃度検出用パターンDP4はイエロートナーで形成される。
なお、以下では、濃度検出用パターンDP1〜DP4を区別する必要がない場合には、総称して「濃度検出用パターンDP」ともいう。
濃度検出用パターンDPは、一例として図17に示されるように、5個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の移動方向に沿って並んでおり、それぞれ全体としてみたときにトナー濃度の階調が異なっている。ここでは、トナー濃度の低い矩形パターンから、p1、p2、p3、p4、p5とする。すなわち、矩形パターンp1のトナー濃度が最も低く、矩形パターンp5のトナー濃度が最も高い。
ここでは、一例として、各矩形パターンの主方向の長さw1を1mm、副方向の長さw2を2mmとしている。すなわち、各矩形パターンの主方向の長さw1は、発光部の間隔Le(0.4mm)と検出用光スポットの大きさ(0.4mm)の和よりも大きい。また、副方向に関して、隣接する2つの矩形パターンの中心間隔は3mmである。
この場合は、トナーパターンを作成するのに必要なトナー量を従来の1/100程度とすることができる。すなわち、不寄与トナーの量を大幅に減少させることができる。その結果、トナーカートリッジの交換時期を延長させることができる。
ところで、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、帯電バイアス及び現像バイアスの調整によって変えることができる。また、網点の面積率を変えることによっても、トナー濃度の階調を変化させることができる。
位置ずれ検出用パターンPPは、一例として図18に示されるように、主方向(Y軸方向)に平行な4本のライン状パターン(LPY1、LPM1、LPC1、LPK1)からなる第1のパターン群と、主方向に対して傾斜した4本のライン状パターン(LPY2、LPM2、LPC2、LPK2)からなる第2のパターン群とにより構成されている。
ライン状パターンLPY1とLPY2はペアをなし、イエロートナーで形成され、ライン状パターンLPM1とLPM2はペアをなし、マゼンタトナーで形成される。また、ライン状パターンLPC1とLPC2はペアをなし、シアントナーで形成され、ライン状パターンLPK1とLPK2はペアをなし、ブラックトナーで形成される。
第1のパターン群では、各ライン状パターンの主方向の長さw1を1.0mm、副方向の長さを0.5mmとし、それらの副方向の間隔を1mmとしている。
また、第2のパターン群では、各ライン状パターンの傾斜角を45°としている。そして、各ライン状パターンは、主方向に関して、内側に位置する2つの角部間の距離を1.0mm、線幅を0.5mmとしている。
次に、画像プロセス制御のために、トナーパターン検出器2245を用いて行われる濃度検出処理及び位置ずれ検出処理について図19を用いて説明する。本実施形態では、濃度検出処理及び位置ずれ検出処理は、プリンタ制御装置2090によって行われる。図19のフローチャートは、濃度検出処理及び位置ずれ検出処理の際に、プリンタ制御装置2090によって実行される一連の処理アルゴリズムに対応している。
最初のステップS301では、画像プロセス制御の要求があるか否かを判断する。ここでは、画像プロセス制御フラグがセットされていれば、ここでの判断は肯定され、画像プロセス制御フラグがセットされていなければ、ここでの判断は否定される。
画像プロセス制御フラグは、電源投入直後では、(1)感光体ドラムの停止時間が6時間以上のとき、(2)装置内の温度が10℃以上変化しているとき、(3)装置内の相対湿度が50%以上変化しているとき、印刷時では、(4)プリント枚数が所定の枚数に達したとき、(5)現像ローラの回転回数が所定の回数に達したとき、(6)転写ベルトの走行距離が所定の距離に達したときなどにセットされる。
ステップS301での判断が否定されると、各検出処理はいずれも行われない。一方、ステップS301での判断が肯定されると、画像プロセス制御フラグをリセットし、ステップS303に移行する。
このステップS303では、走査制御装置に対してトナーパターンの作成を指示する。
これにより、走査制御装置は、感光体ドラム2030dにおける所定位置に、濃度検出用パターンDP4、ライン状パターンLPY1、LPY2、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における所定位置に、濃度検出用パターンDP2、ライン状パターンLPM1、LPM2、が形成されるようにMステーションを制御する。
また、走査制御装置は、感光体ドラム2030bにおける所定位置に、濃度検出用パターンDP3、ライン状パターンLPC1、LPC2、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における所定位置に、濃度検出用パターンDP1、ライン状パターンLPK1、LPK2、が形成されるようにKステーションを制御する。
なお、各パターンを形成するために必要なパターンの形成位置情報、濃度情報、濃度検出用パターンの各諧調に対応したバイアス条件、トナー濃度を推定するための反射型光学センサの出力の濃度変換LUT(ルック・アップ・テーブル)は、プリンタ制御装置2090のROMに予め格納されている。そして、各位置ずれ検出用パターンは、同一の作像条件(露光パワー、帯電バイアス、現像バイアスなど)で形成される。
そして、各ステーションによって形成された濃度検出用パターン、及び位置ずれ検出用パターンは、それぞれ所定のタイミングで転写ベルト2040に転写される。
次のステップS305では、トナー濃度の検出処理を行う。このトナー濃度の検出処理を図20のフローチャートを用いて説明する。なお、ここでは、反射型光学センサ2245bのみが使用される。
最初のステップS401では、主方向に関する矩形パターンの位置を認識する。
主方向に関する矩形パターンの位置としては、11個の検出用光の中心にある検出用光S6が、矩形パターンの中心を照明する位置であることが好ましい。しかしながら、矩形パターンの形成位置のずれや、転写ベルトの蛇行などによって、主方向に関して、矩形パターンの位置に誤差が生じることがある。
そこで、矩形パターンの主方向に関する位置を予め認識しておくことが必要である。なお、前回、濃度検知処理を行った情報、すなわち、矩形パターンを検知したときの情報に基づいて、矩形パターンの位置を推定することができる。
例えば、メモリ等に保存されている、矩形パターンを検知したときの各受光部の出力情報から、次に、どの位置に矩形パターンがくるかを推定することが可能である。
具体的には、発光部Eiを点灯させ、転写ベルトを照明したときの受光部Diの受光量と、矩形パターンを照明したときの受光部Diの受光量との差ΔDiの値に最大値がある場合、該最大値に対応する検出用光Siの照明位置に矩形パターンが位置していると判断できる。なお、各受光部の受光量は、各受光部から出力される信号の信号レベルから相対的に求めることができる。
なお、検出用光が、転写ベルトのみを照明したときの反射光は、ほとんどが転写ベルト表面で正反射された反射光(正反射光)である(図21(A)参照)。一方、検出用光が、矩形パターンを照明したときは、該検出用光は、トナーだけでなく下地の転写ベルト表面にも到達する(図21(B)参照)。そこで、矩形パターンを照明したときの反射光は、転写ベルト表面で正反射された光と、少なくとも1回はトナーで反射・屈折されることにより散乱された光とに大別される。なお、後者の散乱光には、転写ベルト表面から正反射される方向と同一方向に散乱されるものも含まれるが、その光量は少ないものとし、また、転写ベルト表面から正反射される光と区別できないため、無視して考える。すなわち、前者の転写ベルトに起因する光を正反射寄与分、後者のトナーに起因する光を拡散反射寄与分とする。このように、矩形パターンを照明した検出用光は、正反射されるとともに拡散反射される。
例えば、ΔD1〜ΔD4、及びΔD8〜ΔD11が0であり、図22(A)〜図22(C)に示されるように、ΔD6の値が最大値となる場合には、図23に示されるように、検出用光S6の照明位置に矩形パターンの中心が位置していると判断する。
また、図24(A)〜図24(D)に示されるように、ΔD5<ΔD6≒ΔD7>ΔD8の関係がある場合には、図25に示されるように、検出用光S6の照明位置と検出用光S7の照明位置の中間位置に矩形パターンの中心が位置していると判断する。
なお、受光部の出力情報を見なくても、前回、矩形パターンを検知してからの経過時間や環境条件の変化が小さい場合には、一般に矩形パターンの位置は大きく変化しないため、前回と同じ位置であると推定できる。
次のステップS403では、点灯させる発光部を決定する。
ここでは、一部の発光部を点灯させる場合と全ての発光部を点灯させる場合とが考えられる。
(A−1)一部の発光部を点灯させる場合。
一部の発光部を点灯させる場合には、上記ステップS401で認識された主方向に関する矩形パターンの位置に基づいて、点灯させる発光部を決定することができる。
例えば、検出用光S6の照明位置に矩形パターンが位置していると認識されたときについて説明する。
このときには、発光部E1〜E4、及び発光部E8〜E11を発光させても検出用光S1〜S4、及びS8〜S11は、矩形パターンを照明しないため、濃度検知には寄与しない。また、発光部E5及びE7を発光させても、検出用光S5及びS7の一部は矩形パターンを照明しないため、濃度検知に対して、光の利用効率が小さく、濃度検知の精度は低い。
そこで、このときには、点灯させる発光部として発光部E6のみと決定することができる。
ところで、矩形パターンが副方向に移動している際に、主方向に関して矩形パターンの位置が変化し、検出用光S6の照明位置から矩形パターンが外れてしまうおそれがある場合には、余裕を見て、発光部E6に隣接する発光部E5及び発光部E7を加えて、点灯させる発光部として発光部E5〜E7の3つと決定しても良い。なお、余裕分は、画像形成装置の性能(矩形パターンの形成位置ずれ性能、転写ベルトの蛇行性能など)によって決定することができる。
次に、例えば、検出用光S6の照明位置と検出用光S7の照明位置の中間位置に矩形パターンが位置していると判断されたときについて説明する。
このときには、発光部E1〜E4、及び発光部E9〜E11を発光させても検出用光S1〜S4、及びS9〜S11は、矩形パターンを照明しないため、濃度検知には寄与しない。また、発光部E5及びE8を発光させても、検出用光S5及びS8の一部は矩形パターンを照明しないため、濃度検知に対して、光の利用効率が小さく、濃度検知の精度は低い。
そこで、このときには、点灯させる発光部として発光部E6と発光部E7の2つと決定することができる。この場合には、発光部毎にトナー濃度の演算結果が得られるので、発光部E6を点灯させたときに得られた演算結果と発光部E7を点灯させたときに得られた演算結果を平均化することにより、濃度検知精度を高めることができる。
また、このときには、発光部E6及び発光部E7の一方を、点灯させる発光部として決定しても良い。
さらに、このときに、検出用光の照明位置から矩形パターンが外れてしまうおそれがある場合には、余裕を見て、発光部E6に隣接する発光部E5及び発光部E7に隣接する発光部E8を加えて、点灯させる発光部として発光部E5〜E8の4つと決定しても良い。
(A−2)全ての発光部を点灯させる場合。
この場合は、点灯させる発光部として発光部E1〜E11の11個と決定する。この場合には、矩形パターンの位置が主方向に若干(4mm以下)変化しても、矩形パターンが検出用光から外れてしまうおそれはない。
次のステップS405では、点灯パターンを決定する。
点灯パターンとして、点灯させる発光部が複数のとき、それらを同時に点灯・消灯させる場合と、それらを順次、点灯・消灯させる場合とがある。
例えば、発光部Enと発光部Em(n≠m)を同時に点灯させて、検出用光Snと検出用光Smで1つの矩形パターンを照明する場合、検出用光Snによる反射光と、検出用光Smによる反射光が、同一の受光部で受光されると、それらを分離することはできない。しかしながら、発光部Enと発光部Emを、順次、点灯・消灯させて、検出用光Snと検出用光Smで1つの矩形パターンを照明する場合、検出用光Snによる反射光と、検出用光Smによる反射光が、同一の受光部で受光されても、受光タイミングの違いによって、それらを分離することができる。
一方、検出用光Snによる反射光と、検出用光Smによる反射光が、同一の受光部で受光されなければ、発光部Enと発光部Emを同時に点灯させることが可能である。もちろん、発光部Enと発光部Emを、順次、点灯・消灯させても良い。
ここでは、点灯対象の発光部の全てを1回点灯・消灯させるのに要する時間を「ライン周期」という。
複数の発光部を同時に点灯させる場合は、複数の発光部を順次、点灯・消灯させる場合に比べて、ライン周期を短くできるという利点がある。
複数の検出用光による反射光が、同一の受光部で受光されるか否かは、点灯させる複数の発光部の位置関係、矩形パターンにおける拡散反射特性(反射光の角度分布)などに依存する。
例えば、点灯させる発光部として発光部E6と発光部E7の2つが決定された場合、検出用光S6による反射光は、受光部D6と受光部D7で受光でき、検出用光S7による反射光も、受光部D6と受光部D7で受光できるレイアウトとなっている。そこで、発光部E6と発光部E7が同時点灯されると、受光部D6及び受光部D7で受光された反射光を、検出用光S6による反射光と、検出用光S7による反射光とに分離することができない。この場合には、発光部E6と発光部E7を、順次(この場合は、交互に)点灯・消灯させる必要がある。
例えば、点灯させる発光部として発光部E5〜E8の4つが決定された場合、発光部E5、発光部E6、発光部E7、発光部E8、発光部E5、発光部E6、・・・の順に点灯・消灯させる。
なお、検出用光S3による反射光は、受光部D1〜D5では受光できるが、受光部D6〜D11では受光できないレイアウトとなっている。また、検出用光S9による反射光は、受光部D7〜D11では受光できるが、受光部D1〜D6では受光できないレイアウトとなっている。そこで、例えば、図26に示されるように、矩形パターンの主方向の長さを長くした場合、発光部E3とE9を同時点灯させることが可能である。
次のステップS407では、点灯モードを決定する。
点灯モードとして、発光部を常時点灯させる場合と、パルス点灯させる場合とある。
例えば、点灯させる発光部として発光部E6の1つのみが決定された場合には、発光部を常時点灯させても良いし、パルス点灯させても良い。
一方、例えば、点灯させる発光部として発光部E6と発光部E7の2つが決定された場合には、発光部E6と発光部E7は、順次(この場合は、交互に)点灯・消灯させる必要があり、各発光部はパルス点灯されることとなる。
なお、例えば、点灯させる発光部として発光部E3と発光部E9の2つが決定された場合には、各発光部を常時点灯させても良いし、パルス点灯させても良い。
このように、点灯対象の発光部が複数あり、それらを順次、点灯・消灯させる場合には、各発光部はパルス点灯される。一方、それ以外の場合には、各発光部は常時点灯及びパルス点灯の一方を選択することができる。
常時点灯は、発光部の点灯/消灯の回数を減らすことができ、駆動回路を簡素化できる利点がある。パルス点灯は、発光している時間を短くすることができ、発光部の劣化を抑え、長寿命化を図ることができる。また、発光部の温度上昇を抑えられるという利点がある。
なお、点灯させる発光部、点灯パターン、及び点灯モードの全てが選択可能であっても良いし、それらの少なくとも1つが、予め決定されていても良い。前者の場合は、駆動回路が複雑になってしまうが、様々な画像形成装置に対して種々の動作が可能となる。一方、後者の場合、例えば、点灯パターンと点灯モードが予め決定されていれば、駆動回路は容易になり、低コスト化が可能である。この場合、点灯させる発光部に関しては、矩形パターンの主方向の長さや、前記画像形成装置の性能に応じて適切に選択できるので、実用的である。
次のステップS409では、出力を取得する受光部を決定する。
出力を取得する受光部として、一部の受光部の出力を取得する場合と、全ての受光部の出力を取得する場合とがある。
一部の受光部の出力を取得する場合には、点灯させる発光部の決定結果に基づいて、出力を取得する受光部を決定することができる。
例えば、点灯させる発光部として発光部E6の1つのみが決定された場合について説明する。
図27(A)には、検出用光S6が転写ベルトを照明したときの、各受光部の出力が示され、図27(B)には、検出用光S6が矩形パターンp1を照明したときの、各受光部の出力が示されている。この場合は、受光部D1〜D3及びD9〜D11は受光部の出力が0あるため、必要な受光部はD4〜D8の5つである。
また、点灯させる発光部として発光部E6と発光部E7の2つが決定され、これらが順次、点灯・消灯される場合には、発光部E6に対して必要な受光部はD4〜D8であり、発光部E7に対して必要な受光部はD5〜D9であり、合わせて必要な受光部はD4〜D9の6つである。
また、点灯させる発光部として発光部E3と発光部E9の2つが決定され、これらが同時点灯・消灯、あるいは順次、点灯・消灯される場合には、発光部E3に対して必要な受光部はD1〜D5であり、発光部E9に対して必要な受光部はD7〜D11であり、合わせて必要な受光部はD6を除く10個である。
このように、不要な受光部の出力を取得しないことによって、データ量の削減、及び濃度演算の際の演算量の削減を図ることができる。
もちろん、点灯させる発光部として全ての発光部が決定された場合には、全ての受光部の出力が取得される。
なお、点灯させる発光部に関係なく、全ての受光部の出力を取得しても良い。
次のステップS411では、受光部の出力を取得するタイミングを決定する。
例えば、点灯させる発光部として発光部E6の1つのみが決定され、常時点灯されている場合について説明する。この場合、出力を取得する受光部はD4〜D8の5つである。
図28には、発光部E6の点灯・消灯タイミング、及び受光部D4〜D8の出力のサンプリングタイミングが示されている。
ここでは、発光部E6は、矩形パターンp1が検出用光S6の照明領域に入る前に点灯される。なお、この点灯タイミングは、例えば、矩形パターンp1が形成されてからの経過時間で規定することができる。そして、検出用光S6の照明領域に矩形パターンがないタイミングt0で各受光部の出力をサンプリングする。次に、検出用光S6の照明領域に矩形パターンp1があることを検知した後、各受光部の出力が安定するタイミングt1で各受光部の出力をサンプリングする。続いて、検出用光S6の照明領域に矩形パターンp2があることを検知した後、各受光部の出力が安定するタイミングt2、検出用光S6の照明領域に矩形パターンp3があることを検知した後、各受光部の出力が安定するタイミングt3、検出用光S6の照明領域に矩形パターンp4があることを検知した後、各受光部の出力が安定するタイミングt4、検出用光S6の照明領域に矩形パターンp5があることを検知した後、各受光部の出力が安定するタイミングt5で、それぞれ各受光部の出力をサンプリングする。そして、矩形パターンp5が検出用光S6の照明領域を通過した後に、発光部E6が消灯される。
このとき、一例として図29に示されるように、1つの矩形パターンにつき複数回のサンプリングを行っても良い。この場合には、矩形パターン毎に複数の演算結果が得られるので、それらを平均化することにより、濃度検出精度を高めることができる。
また、一例として図30に示されるように、各矩形パターンが、検出用光S6の照明領域を通過するタイミングに合わせて、発光部E6がパルス点灯されても良い。そして、この場合に、一例として図31に示されるように、点灯時間を、矩形パターンが検出用光S6の照明領域を通過する時間よりも短くしても良い。これにより、発光部の温度上昇を更に抑制することができる。また、この場合に、一例として図32に示されるように、1つの矩形パターンにつき複数回のサンプリングを行っても良い。
また、一例として図33及び図34に示されるように、1つの矩形パターンにつき、発光部の点灯・消灯を複数回行っても良い。そして、発光部の点灯・消灯毎にサンプリングを行っても良い。
なお、受光部の出力を取得するタイミングは、画像形成装置が必要とする各矩形パターンに対するサンプリング回数が設定されれば、発光部に関する決定内容に合わせて、様々なタイミングの設定が可能である。
次に、点灯させる発光部として発光部E6と発光部E7の2つが決定された場合について説明する。この場合、出力を取得する受光部はD4〜D9の6つである。
図35には、発光部E6の点灯・消灯タイミング、発光部E7の点灯・消灯タイミング、及び受光部D4〜D9の出力のサンプリングタイミングが示されている。
この場合には、矩形パターン毎に4個の演算結果が得られるので、それらを平均化することにより、濃度検出精度を高めることができる。
なお、一例として図36に示されるように、ライン周期を短くしても良い。この場合は、サンプリング回数を増やすことができ、濃度検知精度を更に高めることができる。
ここでは、検出用光S6及び検出用光S7の照明位置に矩形パターンが位置していると判断されているものとする。そして、点灯させる発光部はE6とE7の2つ(N=2)であり、発光モードはパルス発光、出力を取得する受光部は発光部E6に対してD4〜D8の5つ、発光部E7に対してD5〜D9の5つ。サンプリングは1つの矩形パターンにつきM(≧2)回と決定されたものとする。
次のステップS413では、検出用光S6が転写ベルトを照明したときの各受光部(ここでは、受光部D4〜D8)の受光量、及び検出用光S7が転写ベルトを照明したときの各受光部(ここでは、受光部D5〜D9)の受光量を求める。
検出用光S6が転写ベルトを照明したときの、受光部D4〜D8の受光量が図37に示されている。なお、ここでの受光部D6の受光量を「1」とする。また、D_ALLは、5個の受光部D4〜D8の受光量の和である。
次のステップS415では、検出用光S6が矩形パターンを照明したときの各受光部(ここでは、受光部D4〜D8)の受光量、及び検出用光S7が矩形パターンを照明したときの各受光部(ここでは、受光部D5〜D9)の受光量を求める。
検出用光S6が濃度検出用パターンDP1の矩形パターンp1を照明したときの、受光部D4〜D8の受光量が図38に示されている。
図38では、図37に対して、トナーによる反射光が発生する一方で、転写ベルト表面からの反射光が減っている。
検出用光S6が濃度検出用パターンDP1の矩形パターンp2を照明したときの受光部D4〜D8の受光量が図39に示されている。
図39では、図38に対して、トナーによる反射光が増える一方で、転写ベルト表面からの反射光がさらに減っている。
検出用光S6が濃度検出用パターンDP1の矩形パターンp3を照明したときの受光部D4〜D8の受光量が図40に示されている。
図40では、図39に対して、トナーによる反射光が増える一方で、転写ベルト表面からの反射光がさらに減っている。
検出用光S6が濃度検出用パターンDP1の矩形パターンp4を照明したときの受光部D4〜D8の受光量が図41に示されている。
図41では、図40に対して、トナーによる反射光が増える一方で、転写ベルト表面からの反射光がさらに減っている。
検出用光S6が濃度検出用パターンDP1の矩形パターンp5を照明したときの受光部D4〜D8の受光量が図42に示されている。
図42では、図41に対して、トナーによる反射光が増える一方で、転写ベルト表面からの反射光がさらに減っている。
次のステップS417では、矩形パターン位置の正否を判定する。
ここでは、受光量の取得結果から、矩形パターン位置の正否判定を行う。この判定は、事前に矩形パターン位置が直接検出されている場合には不要であるが、矩形パターン位置が推定された位置である場合には行うことが望ましい。
例えば、点灯発光部がE6で照明対象物が矩形パターンのときの受光部D4〜D8の受光量分布が、点灯発光部がE6で照明対象物が転写ベルトのときの受光部D4〜D8の受光量分布と同じ場合には、なんらかの突発的な事象により、推定した位置に矩形パターンが存在しないと判定される。
また、例えば、点灯発光部がE6で照明対象物が矩形パターンのときの受光部D4〜D8の受光量分布が、前回の受光量分布と異なっている場合には、矩形パターンが推定した位置から主方向に大きくシフトしており、矩形パターンの一部のみ検出用光に照明されていると判定される。
ここで矩形パターン位置が推定した位置と大きく違っていると判定された場合には、パターン位置を直接検出し、上記ステップS303に戻る。一方、矩形パターン位置が推定した位置とほぼ同じであると判定された場合には、ステップS423に移行する。
なお、以下では、照明対象物が転写ベルト2040のときの各受光部の受光量をそれぞれ「基準受光量」ともいい、照明対象物が矩形パターンのときの各受光部の受光量をそれぞれ「検出受光量」ともいう。
このステップS423では、矩形パターン毎に、点灯発光部毎に、サンプリング毎に、各受光部の検出受光量を拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離する。以下では、点灯発光部がE6で、照明対象物が矩形パターンp1のときを例として説明する。
(1)受光部D6の受光量について
受光部D6は点灯発光部E6に対応する受光部であるため、この受光部D6の検出受光量は全て正反射光による受光量であると仮定する。一般的に、トナーパターンの反射率は、転写ベルト2040の反射率よりも低いため、受光部D6の検出受光量は1(基準受光量)よりも小さくなっている。
(2)受光部D4及び受光部D8の受光量について
受光部D4及び受光部D8では、基準受光量はいずれも0であった。そこで、受光部D4及び受光部D8の検出受光量は、いずれも、その全てが拡散反射光による受光量である。
(3)受光部D5の受光量について
受光部D5では、基準受光量は0ではなかった。そこで、受光部D5の検出受光量は、正反射光と拡散反射光とが混在した光による受光量である。
正反射光について考えてみると、受光部D5の検出受光量と受光部D6の検出受光量の比率は、受光部D5の基準受光量と受光部D6の基準受光量の比率と一致するはずである。
そこで、受光部D5の基準受光量を受光部D6の基準受光量で除した値(比率Aとする)を求める。
そして、受光部D6の検出受光量に比率Aを乗じる。ここで得られた値が、受光部D5の検出受光量に含まれる正反射光による受光量(受光量aとする)である。
次に、受光部D5の検出受光量から上記受光量aを差し引く。ここで得られた値が、受光部D5の検出受光量に含まれる拡散反射光による受光量である。
(4)受光部D7の受光量について
この受光部では、基準受光量は0ではなかった。そこで、受光部D7の検出受光量は、正反射光と拡散反射光とが混在した光による受光量である。
正反射光について考えてみると、受光部D7の検出受光量と受光部D6の検出受光量の比率は、受光部D7の基準受光量と受光部D6の基準受光量の比率と一致するはずである。
そこで、受光部D7の基準受光量を受光部D6の基準受光量で除した値(比率Bとする)を求める。
そして、受光部D6の検出受光量に比率Bを乗じる。ここで得られた値が、受光部D7の検出受光量に含まれる正反射光による受光量(受光量bとする)である。
次に、受光部D7の検出受光量から上記受光量bを差し引く。ここで得られた値が、受光部D7の検出受光量に含まれる拡散反射光による受光量である。
このようにして、各受光部の検出受光量を、正反射光による受光量と拡散反射光による受光量とに分離することができる。
点灯発光部がE6で照明対象物が濃度検出用パターンDP1の矩形パターンp1のときの、正反射光による受光量が図43に示され、拡散反射光による受光量が図44に示されている。
点灯発光部がE6で照明対象物が濃度検出用パターンDP1の矩形パターンp2のときの、正反射光による受光量が図45に示され、拡散反射光による受光量が図46に示されている。
点灯発光部がE6で照明対象物が濃度検出用パターンDP1の矩形パターンp3のときの、正反射光による受光量が図47に示され、拡散反射光による受光量が図48に示されている。
点灯発光部がE6で照明対象物が濃度検出用パターンDP1の矩形パターンp4のときの、正反射光による受光量が図49に示され、拡散反射光による受光量が図50に示されている。
点灯発光部がE6で照明対象物が濃度検出用パターンDP1の矩形パターンp5のときの、正反射光による受光量が図51に示され、拡散反射光による受光量が図52に示されている。
次に、矩形パターン毎に、点灯発光部毎に、サンプリング毎に、正反射光による受光量の合計値(D1とする)、及び拡散反射光による受光量の合計値(D2とする)を求める。
点灯発光部がE6のときの各照明対象物の正反射光による受光量の合計値D1が図53に示されている。また、照明対象物が転写ベルト2040のときの合計値D1を1としたときの、各矩形パターンの正反射光による受光量の合計値D1が図54に示されている。これによると、合計値D1はトナー濃度が高くなるにつれて単調に減少している。これは、トナー濃度が高いほど多くのトナーが付着しているため、正反射する光が減少するためであり、トナー濃度と合計値D1は1対1で対応している。そこで、合計値D1の計測値から、その照明対象物のトナー濃度を知ることができる。
点灯発光部がE6のときの各照明対象物の拡散反射光による受光量の合計値D2が図55に示されている。これによると、合計値D2は、トナー濃度に対して単調な関数になっていない。なお、直感的には、トナー濃度が高いほど多くのトナーが付着しているため、拡散反射する光が増加し、合計値D2はトナー濃度が高くなるにつれて単調に増加すると思われがちであるが、拡散反射光による受光量は、検出受光量から正反射光による受光量を減算して求めているため、単調に増加していないものと考えられる。そこで、合計値D2の計測値から、その照明対象物のトナー濃度を知ることは、不可能ではないが必ずしも容易ではない。
点灯発光部がE6のときの各照明対象物の合計値D2/合計値D1が図56に示されている。また、合計値D2/合計値D1の最大値を1としたときの、各照明対象物の合計値D2/合計値D1が図57に示されている。これによると、合計値D2/合計値D1はトナー濃度が高くなるにつれて単調に増加している。そこで、合計値D2/合計値D1からでも、その照明対象物のトナー濃度を知ることができる。
なお、合計値D1とトナー濃度との関係、あるいは(合計値D2/合計値D1)とトナー濃度との関係があらかじめ求められ、濃度テーブルとしてROMに格納されている。
そこで、プリンタ制御装置2090は、上記濃度テーブルを参照し、矩形パターン毎に、点灯発光部毎に、サンプリング毎に、合計値D1、あるいは(合計値D2/合計値D1)に基づいてトナー濃度を求める。すなわち、矩形パターン毎に、点灯発光部E6についてM個のトナー濃度が得られ、点灯発光部E7についてM個のトナー濃度が得られる。
そして、プリンタ制御装置2090は、矩形パターン毎に、点灯発光部E6におけるM個のトナー濃度の平均値AV1を演算し、点灯発光部E7におけるM個のトナー濃度の平均値AV2を演算する。さらに、平均値AV1と平均値AV2の平均値AVを求め、その矩形パターンのトナー濃度ATとする。これによって、濃度検出処理を終了し、ステップS307に移行する。
このステップ307では、位置ずれ検出処理を行う。ここでは、各反射型光学センサにおける発光部E6を連続点灯させる。発光部E6からの検出用光S6は、転写ベルト2040が回転するにつれて、すなわち、時間が経過するとともに、ライン状パターンLPK1〜LPY2を順次照明する(図58参照)。
そして、各受光部の出力信号を時間的に追跡し、ライン状パターンLPK1を検出してからライン状パターンLPM1を検出するまでの時間Tkm1、ライン状パターンLPK1を検出してからライン状パターンLPC1を検出するまでの時間Tkc1、ライン状パターンLPK1を検出してからライン状パターンLPY1を検出するまでの時間Tky1を求める(図59参照)。なお、ここでは、わかりやすくするため、各受光部の出力信号は、増幅され、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。
さらに、ライン状パターンLPK2を検出してからライン状パターンLPM2を検出するまでの時間Tkm2、ライン状パターンLPK2を検出してからライン状パターンLPC2を検出するまでの時間Tkc2、ライン状パターンLPK2を検出してからライン状パターンLPY2を検出するまでの時間Tky2を求める(図59参照)。
そして、時間Tkc1、時間Tkm1、及び時間Tky1をそれぞれ予め得られている基準時間と比較し、その時間差からブラックのトナー画像に対する、副方向に関するシアン、マゼンタ、及びイエローの各トナー画像の位置ずれ量ΔS1を求める(図60(A)参照)。
また、時間Tkc2、時間Tkm2、及び時間Tky2をそれぞれ予め得られている基準時間と比較し、その時間差ΔTから、次の(1)式を用いて、ブラックのトナー画像に対する、主方向に関するシアン、マゼンタ、及びイエローの各トナー画像の位置ずれ量ΔS2を求める(図60(B)参照)。ここで、Vは転写ベルト2040の副方向への移動速度、θはライン状パターンの主方向に対する傾斜角(ここでは、45°)である。
ΔS2=V・ΔT・cotθ ……(1)
次のステップS309では、画像プロセス制御を実施する。
先ず、上記濃度検出処理で得られたトナー濃度から、トナーの色毎に、トナー濃度のずれ量を求める。そして、トナー濃度のずれ量が許容限を超えている場合には、トナー濃度が狙いのトナー濃度となるように、或いは、トナー濃度のずれ量が許容限内となるように制御する。
例えば、トナー濃度のずれ量に応じて、対応する画像形成ステーションにおいて、光源から射出される光束のパワー、光源に供給される駆動パルスにおけるデューティ、帯電バイアス、現像バイアス(例えば、特開2009−216930号公報参照)の少なくともいずれかを調整する。
ところで、画像濃度を維持するための画像濃度制御には、現像ポテンシャル制御、及び階調制御がある。
現像ポテンシャル制御では、所望の画像濃度(例えばベタ濃度)を確保するために、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。すなわち、濃度検出用パターンから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(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)と現像開始電圧Vk(現像ポテンシャルを横軸(x軸)、トナー濃度を縦軸(y軸)としたときのx切片)を求める。そして、次の(2)式を用いて、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し、これに基づいて、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/cm2]/現像γ[(mg/cm2)/(−kV)]+現像開始電圧Vk[−kV] ……(2)
トナーの帯電量と現像ポテンシャルとが一定であれば、現像γはほぼ維持されるが、温度や湿度の変化がある環境ではトナーの帯電量の変化が避けられず、中間調領域の階調性が変化してしまう。それを補正するために階調制御が行われる。階調制御も現像ポテンシャル制御と同等の濃度検出用パターンを用いることができる。
光走査装置の光源が半導体レーザ(LD)の場合には、LDパワーを固定しておき、発光デューティを変化させることで、濃度検出用パターンの矩形パターン毎のトナー濃度を異ならせることができる。
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LUT(ルック・アップ・テーブル)が適宜変更される。具体的には、その都度、新しい階調補正用LUTに書き換える方法や、予め用意した複数の階調補正用LUTから最適なものを選択する方法などがある。
次に、上記位置ずれ検出処理において、ブラックのトナー画像に対する副方向の位置関係にずれがあると、該ずれ量が0となるように、例えば、対応する画像形成ステーションにおける画像の書き出しタイミングの変更を走査制御装置に指示する。
また、上記位置ずれ検出処理において、ブラックのトナー画像に対する主方向の位置関係にずれがあると、該ずれ量が0となるように、例えば、対応する画像形成ステーションにおける画素クロックの位相調整を走査制御装置に指示する。
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係るカラープリンタ2000では、反射型光学センサ2245bによって、本発明の画像形成装置における反射型光学センサが構成されている。
また、プリンタ制御装置2090によって、本発明の画像形成装置における処理装置が構成されている。
以上説明したように、本実施形態に係るカラープリンタ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2010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、各感光体ドラムからトナー画像が転写される転写ベルト2040と、転写ベルト2040に転写されたトナーパターンを検出するためのトナーパターン検出器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。
テストパターンとしてのトナーパターンは、4つの濃度検出用パターン(DP1〜DP4)を含んでいる。そして、各濃度検出用パターンは、それぞれ互いのトナー濃度が異なる5つの矩形パターンを有している。
トナーパターン検出器2245は、4つの濃度検出用パターン(DP1〜DP4)に対向する位置に設けられた反射型光学センサ2245bを有している。
反射型光学センサ2245bは、主方向に沿って等間隔Leで配置された11個の発光部(E1〜E11)を含む照射系、11個の照明用マイクロレンズ(LE1〜LE11)を含む照明光学系、11個の受光用マイクロレンズ(LD1〜LD11)を含む受光光学系、及び11個の受光部(D1〜D11)を含む受光系などを備えている。
プリンタ制御装置2090は、1つの矩形パターンに対してN(ここでは、N=2)個の発光部を順次、繰り返しM(≧2)回点灯・消灯させ、矩形パターン毎、点灯発光部毎、サンプリング毎にトナー濃度Tij(i=1〜N、j=1〜M)を求める。そして、プリンタ制御装置2090は、各矩形パターンについて、N×M個のトナー濃度Tijの平均値を算出し、該平均値を該矩形パターンの濃度ATとする。
これにより、トナー濃度の検出精度を向上させることができる。その結果、カラープリンタ2000は、高品質の画像を安定して形成することができる。
なお、上記実施形態では、プリンタ制御装置2090は、N×M個のトナー濃度Tijの平均値AVを矩形パターンのトナー濃度ATとしているが、これに限定されるものではない。
例えば、プリンタ制御装置2090は、N×M個のトナー濃度Tijにおいて前記平均値AVとの差の絶対値が予め設定されている閾値を超えているトナー濃度を除いたトナー濃度の平均値を算出し、該平均値を矩形パターンのトナー濃度ATとしても良い。
また、プリンタ制御装置2090は、N×M個のトナー濃度Tijにおいて前記平均値AVとの差の絶対値が大きいほうから予め設定されているm個を除いたトナー濃度の平均値を算出し、該平均値を矩形パターンのトナー濃度ATとしても良い。
また、プリンタ制御装置2090は、N×M個のトナー濃度Tijの中央値CHを算出し、N×M個のトナー濃度Tijにおいて該中央値CHとの差の絶対値が予め設定されている閾値を超えているトナー濃度を除いたトナー濃度の平均値を算出し、該平均値を矩形パターンのトナー濃度ATとしても良い。
また、プリンタ制御装置2090は、N×M個のトナー濃度Tijの中央値CHを算出し、N×M個のトナー濃度Tijにおいて該中央値CHとの差の絶対値が大きいほうから予め設定されているm個を除いたトナー濃度の平均値を算出し、該平均値を矩形パターンのトナー濃度ATとしても良い。
なお、上記実施形態では、1つの矩形パターンに対する点灯発光部の数Nが2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、矩形パターンの主方向に関する長さを1.2mmとすれば、1つの矩形パターンに対する点灯発光部の数Nを3にすることができる。この場合は、矩形パターンの主方向に関する長さは、検出用光スポットの大きさと発光部間隔Leの2倍の和となる。
なお、上記実施形態において、一例として図61に示されるように、濃度検出用パターンの前方に位置認識用パターンTPを形成しても良い。位置認識用パターンTPとしては、例えば、主方向の長さ0.5mm、副方向の長さ1.0mmの矩形状で、マゼンタのベタパッチを用いることができる。これは濃度検出用パターンの主方向の長さよりも小さい。
位置認識用パターンTPは、濃度検出用パターンに先立ち、転写ベルトの表面に形成されて副方向に移動し、反射型光学センサ2245bからの検出用光の照明領域に近づく。
位置認識用パターンTPが形成されるタイミングは既知であるので、プリンタ制御装置2090は、所定のタイミングで全ての発光部Ei(i=1〜11)の順次点灯・消灯を開始する。ここでの順次点灯・消灯は1ライン、あるいは数ライン程度で十分である。受光部の出力信号の取得は、発光部Eiの点灯タイミングに合わせて、受光部Diのみについて行えば良い。発光部Eiが点灯され、検出用光Siが転写ベルト上を照明するので、その検出用光スポット位置における位置認識用パターンTPの有無は、受光部Diの出力信号から判別できる。位置認識用パターンTPがあれば、ない場合よりも受光部出力が低下するからである。
従って、位置認識用パターンTPに対して、少なくとも1ラインの点灯・消灯を行い、取得した各受光部の出力信号から、どの発光部に対応する位置に位置認識用パターンTPが存在するかが分かる。
図62には、位置認識用パターンTPが検出用光の照明領域に到達し、全ての発光部を1ライン点灯・消灯させたときの、各受光部の出力レベルが示されている。受光部D1及び受光部D5〜D11は転写ベルトからの正反射光を受光しており、出力レベルは高い。一方、受光部D2及びD4では、それより少し出力レベルが低く、受光部D3では出力レベルが大きく低下している。このことから、位置認識用パターンTPは、ちょうど発光部E6に対向する位置にあることが分かる(図63参照)。
また、発光部間隔Leが0.4mm、位置認識用パターンTPの主方向の長さが0.5mmであることと、受光部D5及びD7の出力レベルから、位置認識用パターンTPの両端部が少し検出用光S5及びS7に照明されたことがわかる。このように、位置認識用パターンTPは、受光部の出力レベルがもっとも低い受光部に対応する位置に存在することがわかる。
この位置認識用パターンTPの後方に、その主方向の中心位置を同じくして濃度検出用パターンを配置すれば、濃度検出用パターンの主方向の位置の推定を、高精度に行うことができる。
なお、位置認識用パターンTPの色については、制約はなく、ブラックでもシアンでもイエローでも良い。また、位置認識用パターンTPは、ベタパッチである必要はなく、中間調でも良い。但し、発光部の出力レベルの低下を大きくするという観点から、ブラック、あるいはカラーであれば高濃度であることが好ましい。
また、位置認識用パターンTPの大きさは上記の大きさに限定されるものではなく、その主方向の位置が分かればよいので、トナー消費量を削減する上でも濃度検出用パターンの主方向の大きさよりも小さいことが望ましい。
さらに、位置認識用パターンTPの一部が照明されただけで、受光部の出力レベルの低下が認識できるならば、位置認識用パターンGPの主方向の大きさを発光部の間隔Leより小さくしても良い。
また、上記実施形態において、前記主方向に関する矩形パターンの位置を認識する際(ステップS401)に、直接、矩形パターンの主方向の位置を検出しても良い。
濃度検出用パターンが形成されるタイミングは既知であるので、プリンタ制御装置2090は、所定のタイミングで全ての発光部Ei(i=1〜11)の順次点灯・消灯を開始する。ここでの順次点灯・消灯は1ライン、あるいは数ライン程度で十分である。受光部の出力信号の取得は、発光部Eiの点灯タイミングに合わせて、受光部Diのみについて行えば良い。発光部Eiが点灯され、検出用光Siが転写ベルト上を照明するので、その検出用光スポット位置における矩形パターンの有無は、受光部Diの出力信号から判別できる。矩形パターンがあれば、ない場合よりも受光部出力が低下するからである。
一例として図64には、先頭の矩形パターンが検出用光の照明領域に到達し、全ての発光部を1ライン点灯・消灯させたときの、各受光部の出力レベルが示されている。受光部D1〜D4及び受光部D8〜D11は転写ベルトからの正反射光を受光しており、出力レベルは高い。一方、受光部D5及びD7では、それより出力レベルが低く、受光部D6では出力レベルが大きく低下している。このことから、矩形パターンは、ちょうど発光部E6に対向する位置にあることが分かる。
また、発光部間隔Leが0.4mm、矩形パターンの主方向の大きさが1mmであることと、受光部D5及びD7の出力レベルとから、矩形パターンの大部分に検出用光S5及びS7が照射されたことがわかる(図65参照)。このように、出力レベルが最も低い受光部に対向する位置に矩形パターンが存在することがわかる。
この矩形パターンはテストパターンそのものであり、該矩形パターンに続いて、複数の矩形パターンが連なっている。すなわち、濃度検出用パターンの主方向の位置を推定するまでもなく、決定することができる。
なお、あとに続く処理に時間的な影響を与えるおそれがある場合には、先頭の矩形パターンのみの副方向の長さを長くして、該矩形パターンの主方向の位置を検出するための時間を新たに確保しても良い。
また、上記実施形態では、各濃度検出用パターンDPが5個の矩形パターン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。
また、上記実施形態において、4つの濃度検出用パターンDP1〜DP4が、副方向に沿って一列に配置され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。例えば、一例として図66に示されるように、各濃度検出用パターンDPが4個の矩形パターンを有し、計16個の矩形パターンが、副方向に沿って二列(第1パターン列、第2パターン列)に配置されても良い。この場合は、トナー濃度の検出に要する時間を短縮することができる。
このとき、一例として図67に示されるように、発光部E3と発光部E4に対向する位置に第1パターン列が形成され、発光部E8と発光部E9に対向する位置に第2パターン列が形成されると、一例として図68に示されるように、発光部E3と発光部4が交互に点灯・消灯され、発光部E8と発光部9が交互に点灯・消灯される。そして、発光部E3と発光部8、及び発光部E4と発光部9は、それぞれ同時に点灯・消灯することができる。もちろん、発光部E3、発光部4、発光部E8及び発光部9を順に点灯・消灯させても良い。
また、図69には、計16個の矩形パターンの配置の変形例が示されている。
また、上記実施形態では、11個の照明用マイクロレンズ(LE1〜LE11)と11個の受光用マイクロレンズ(LD1〜LD11)が一体化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、1つの反射型光学センサが11個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。
また、上記実施形態では、全ての反射型光学センサが同一個数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。
また、上記実施形態では、転写ベルトの表面が滑らかな場合について説明したが、これに限らず、転写ベルトの表面が滑らかでなくても良い。この場合であっても、上記実施形態と同様にして位置ずれを検出することができる。また、転写ベルトの表面の一部が滑らかであっても良い。
また、上記実施形態において、反射型光学センサに処理装置を設け、プリンタ制御装置2090での処理の少なくとも一部を、該処理装置が行っても良い。
また、上記実施形態において、プリンタ制御装置2090での処理の少なくとも一部を、走査制御装置が行っても良い。
また、上記実施形態では、濃度検出用パターンが位置Y2に形成され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。例えば、濃度検出用パターンが位置Y1あるいは位置Y3に形成されても良い。
また、上記実施形態では、濃度検出用パターンが位置Y2のみに形成され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。例えば、濃度検出用パターンが、さらに位置Y1あるいは位置Y3にも形成されても良い。
また、上記実施形態では、4色のトナーが用いられ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。例えば、5色あるいは6色のトナーが用いられる場合であっても良い。
また、上記実施形態では、トナーパターン検出器2245が、転写ベルト2040上の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く、感光体ドラム表面のトナーパターンを検出しても良い。なお、感光体ドラムの表面は、転写ベルト2040と同様に正反射体に近い。
また、上記実施形態において、トナーパターンを記録紙に転写し、該記録紙上のトナーパターンを、トナーパターン検出器2245で検出しても良い。
また、上記実施形態では、画像形成装置として、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、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。