JP5316003B2 - トナー位置検出方法および反射型光学センサおよび画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明はトナー位置検出方法および反射型光学センサおよび画像形成装置に関する。

トナーによる画像を形成する画像形成装置は、アナログ方式やデジタル方式の「モノクロあるいはカラー複写機」やプリンタ、プロッタ、ファクシミリ装置、近来はマルチファンクションプリンタ（ＭＦＰ）等として広く実施されている。

このような画像形成装置により形成される画像は「トナー画像」であるが、よく知られたように、記録紙等の画像担持媒体上に適正なトナー画像を得るには、トナー画像の位置を正確に把握する必要がある。

例えば、光導電性の感光体上に形成されたトナー画像を、記録紙上に転写・定着して画像形成する場合、感光体上のトナー画像は「記録紙上の所望の位置（例えば中央部）」に正しく転写される必要がある。

このような適正位置への転写は、感光体上におけるトナー画像の「転写されるべき記録紙に対する位置」が適正に把握されていなければ実現できない。

また、互いに色の異なる複数のトナー画像を重ね合わせて、多色画像やカラー画像を形成する場合においては、色の異なるトナー画像ごとに位置を把握して、適正な重ね合わせを行わねばならない。

重ね合わせられるトナー画像相互の位置関係を適切に調整できないと、「画像の書き出し側が相互にずれてしまうレジストずれ」、「画像の長さの誤差となる倍率ずれ」、さらにこれらが各色トナー画像間で相対的にずれることによる「色ずれ」など、様々な異常画像を生じる原因となる。

トナー画像の位置を適正に制御するため、従来から、トナー位置検出用のトナーパターンを形成し、これに検出光を照射し、反射光の変化によりトナーパターンの位置を検出する方法が広く行われている（特許文献１〜３等）。

トナー位置検出用のトナーパターンは、形成すべきトナー画像と同一の画像形成条件で形成されるので、トナーパターンの位置を検出することにより、形成されるトナー画像の位置を知ることができ、検出されたトナーパターンの位置に応じて、画像形成条件を調整し、適正な位置に「画像形成用のトナー画像」を形成できる。

トナーパターンに検出光を照射し、反射光を受光する光学装置は「反射型光学センサ」と呼ばれる。

反射型光学センサは古くから種々のものが提案され知られている（特許文献１〜３）。

これら従来から知られた反射型光学センサは、１個または２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（フォトダイオードもしくはフォトトランジスタ）から構成されている。

発光部としてはＬＥＤが用いられるのが一般的であるが、ＬＥＤから放射される検出光は、トナー位置検出用のトナーパターンに「トナーパターンよりもサイズが小さいスポット」として照射される。

トナーパターンは、例えば、転写ベルト上に形成され、転写ベルトの回転に伴い移動する。このときトナーパターンの移動する方向を「副方向」と呼ぶ。

転写ベルト上で、副方向に直交する方向を「主方向」と呼ぶ。
トナー画像として可視化される静電潜像を「光走査」により形成する場合であれば、主方向は光走査における「主走査方向」に対応し、副方向は「副走査方向」に対応する。

トナーパターンは光走査等による静電潜像形成部において書き込まれ、現像により可視化されてトナーパターンとなり、上記の場合であれば転写ベルト上に転写され、副方向に移動して反射型光学センサによる検出部に移動して検出光のスポットにより照射される。

トナーパターンに照射される「検出光のスポット」の大きさは、通常、直径：２〜３ｍｍ程度である。

主方向の位置検出に関しては、主方向に平行なラインパターンと、主方向に対して傾くラインパターンとを副方向に配列形成し、主方向に平行なラインパターンが検出される時間と、主方向に対して傾くラインパターンが検出される時間との「時間差」によりトナーパターンの主方向の位置検出を行なう方法が従来から知られている。

トナーパターンと反射型光学センサの「主方向における位置関係のずれ」が大きく、検出光のスポットがラインパターンの端部から「はみ出して照射」されると、主方向におけるトナー位置の適正な検出が困難になる。

検出光のスポットを１個照射し、反射光を１個の受光部で受光し、正反射光と拡散反射光の差により、トナーパターン（上記ラインパターン）の位置を検出する場合を例に説明する。検出光は、トナーパターン以外の部分では正反射され、正反射された反射光が受光部に受光されるようになっているものとする。

検出光のスポットが「ラインパターンの端部外側にはみ出して照射」されると、スポットの一部は「トナーパターンの無い部分」で正反射され、この正反射光は受光部により受光される。一方、ラインパターンの部分では拡散反射される。
受光部が受光する受光強度によりラインパターンが確実に検出されるためには、ラインパターンによる拡散反射で、受光強度が所定の閾値以下に低減する必要があるが、「ラインパターンの端部外側にはみ出した部分での正反射」は、受光強度を増大するように作用するので、受光強度が閾値以下に低減しない場合もあり、「検出信号の誤差要因」となって、トナーパターン位置の正しい検出に悪影響を及ぼす。

このような問題を避けるため、従来は、検出光のスポットが「主方向に於いてトナーパターン内に確実に位置する」ように、トナーパターン（ラインパターン）の主方向の長さを１５ｍｍ〜２５ｍｍ程度の大きさに設定し、検出光のスポットがトナーパターンの外側にはみ出さないようにしていた。

上記トナー位置検出は、画像形成装置、特にカラー画像形成装置においては「高画質の確保・維持のため、画像形成装置を画像形成プロセスが適正に行われるように調整する」ために行なわれる。

従って、トナー位置検出は「形成すべき画像の出力とは別個に行われる」ため、トナー位置検出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。

トナーパターンとなるべき静電潜像を光走査で書き込む場合であると、トナーパターンの大きさに比例して書き込みのための光走査の時間が長くなり、本来の画像形成に対する作業効率を低下させる原因となる。

また、トナーパターンを形成するトナーは、本来の画像形成に寄与しない「不寄与トナー」として消費され、トナーパターンの大きさ（面積や長さ）に比例的に不寄与トナーの消費量も大きくなる。
即ち、従来から知られたトナー位置検出方式には、画像形成作業効率の向上が困難であるという問題と、不寄与トナーの消費量が大きいという問題がある。

特開２００３− ８４５３０号公報 特開２００４−３０９２９２号公報 特開２００２− ７２６１２号公報

この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、従来よりも小さなトナーパターンによりトナー位置検出を可能としたトナー位置検出方法、この方法の実施に用いられる反射型光学センサ、かかる反射型光学センサを用いてトナー位置検出を行う画像形成装置の実現を課題とする。

この発明はまた、トナーパターンの主方向の位置検出の精度向上を課題とする。

この発明のトナー位置検出方法は「トナーによる画像を形成する画像形成方法において、所定の副方向へ移動する支持部材の表面に所定のトナーパターンを形成し、支持部材に照射手段により検出光を照射し、支持部材およびトナーパターンの少なくとも一方による反射光を受光手段により受光し、検出光に対する支持部材の反射特性とトナーパターンの反射特性の差に基づき、トナーパターンの支持部材上における位置を検出する方法」である。

「トナーによる画像を形成する画像形成方法」は、前述の複写機やプリンタ、プロッタ、ファクシミリ装置、ＭＦＰ等において実行される画像形成方法であり、「静電潜像を形成するプロセス」と「形成された静電潜像をトナーにより可視化するプロセス」とを有する。

静電潜像の形成は、均一帯電した光導電性の潜像担持体に対して「光走査等の露光プロセス」を実行することにより行われる。

「トナーパターン」は、トナー位置検出に用いられる「トナー画像」で、「トナーパターン用に形成された静電潜像がトナー画像として可視化されたもの」であり、検出されるときには支持部材上に形成されている。
即ち、トナーパターンは支持部材上に形成され、支持部材の「副方向への移動」により検出部へ持ち来たされる。
「トナーパターン用に形成する静電潜像」は、所定の濃度パターンの像を露光して形成することもできるし、光走査による書き込みにより形成することもできる。

「支持部材」は、上記の如く、トナー位置検出時にトナーパターンを保持して副方向に移動する部材であり、具体的には、例えば、静電潜像が形成される潜像担持体自体や、トナー画像の転写に用いる転写ベルトや中間転写ベルト、さらにはトナー画像を転写される記録紙であることができる。

「所定のトナーパターン」は、トナーパターンが定形であること、即ち「一定の形状」であることを意味する。

請求項１記載のトナー画像検出方法は、以下の如き特徴を有する。
即ち、検出光を放射する「検出光用の発光部」をＭ（≧３）個、支持部材に「検出光のスポットをＭ箇所で照射できる」ように、且つ、副方向に直交する方向において隣接するスポットの間が「上記直交する方向におけるトナーパターンの大きさ以下」となるように、副方向に交わる１方向に配置して「照射手段」とする。

また、Ｎ（≧３）個の受光部を「支持部材およびトナーパターンの少なくとも一方による、検出光の反射光」を受光できるように、照射手段に対応させ、且つ、支持部材に対向させて１方向に配列して「受光手段」とする。

そして、受光手段のＭ個の発光部を発光させ、受光手段のＮ個の受光部の出力に基づきトナー位置を演算的に検出する。

上において「副方向に交わる１方向」は、副方向に直交する方向、即ち「主方向」も含む。
「副方向に直交する方向において隣接するスポットの間」は、Ｍ個の発光部のそれぞれから放射される検出光が支持部材表面に形成するスポットの１方向の配列を、副方向に直交する方向、即ち「主方向」に射影したとき、この射影状態において隣接するスポットの間を意味する。

「スポットの間」は、スポットの中心間の距離（上記主方向への射影された状態での距離）ではなく、射影状態において隣接するスポットが互いに重なり合わない場合には、隣接スポットの「縁から縁までの、主方向における距離」を言う。

若干、具体的に説明すると、例えば、Ｍ個の発光部が主方向に３ｍｍピッチで配列し、各発光部が形成する「検出光のスポット」が、直径：２ｍｍの円形であるとする。
このとき、支持部材上において、Ｍ個のスポットは主方向に３ｍｍピッチで配列するが、隣接するスポットの間は「主方向に１ｍｍ」であって、この１ｍｍの領域は検出光により照射されることがない。

しかし、トナーパターンの主方向の大きさが「隣接するスポットの間」である１ｍｍよりも大きければ、トナーパターンが「検出光のスポットが配列する領域」を副方向に通過する際に、トナーパターンの少なくとも一部は、必ず検出光のスポットに照射される。

従って、上の例で「トナーパターンが、検出光のスポットにより必ず照射される」ためには、トナーパターンの主方向の大きさが１ｍｍより若干大きければよい。

即ち、主方向に１５ｍｍ〜２５ｍｍの大きさを必要としていた従来のトナーパターンに比して、トナーパターンを有効に小さくできる。

副方向に直交する方向において隣接するスポットの間は「主方向におけるトナーパターンの大きさ以下」となることが条件である。
従って、隣接するスポットの間は上記の場合「１ｍｍよりも小さく」てもよく、隣接するスポットが主方向において互いにオーバラップしても良い。
隣接するスポットが主方向において互いにオーバラップする場合には「隣接するスポットの間」は負の値となる。
隣接するスポットが主方向に於いて互いにオーバラップする場合、検出光のスポットが照射される領域は「主方向に於いて連続した領域」となるので、トナーパターンの主方向の大きさは原理的にはいくらでも小さくできる。

また、スポット自体の大きさが「トナーパターンの主方向における長さよりも小さく」ても、隣接するスポットの主方向におけるピッチが「トナーパターンの主方向における長さよりも小さ」ければ、主方向における隣接するスポットの間は当然に「トナーパターンの主方向における長さよりも小さい」ので、トナーパターンを確実に検出光で照射することができる。

検出光は、支持部材に照射されると「支持部材および／またはトナーパターン」により反射され、反射光は受光手段により受光される。
受光手段は「３個以上の受光部」を有し、検出光のスポットとトナーパターンとの位置関係に応じて、各受光部の受光する光量が変化する。従ってこれら３個以上の受光部の出力に基づき、トナーパターンの位置が精緻に検出される。

従来から知られているように「トナーパターン」に検出光を照射すると、検出光は「拡散反射」される。
一方、支持部材の表面は、例えば、支持部材が光導電性の潜像担持体である場合には、支持体表面は滑らかで検出光は正反射される。
従って、検出光が支持体表面に照射されるときと、トナーパターンに照射されるときとでは、反射特性に「正反射と拡散反射」の差がある。
この差が「３個以上の受光部の検出する光に変化を齎す」ので、３個以上の受光部の出力によりトナーパターンの位置を検出できる。

支持部材が転写ベルトや中間転写ベルトである場合、支持体の表面は「鏡面に近く検出光を実質的に正反射させる場合」もあれば「検出光を拡散反射させる場合」もあるが、支持体表面が検出光を拡散反射させるものであっても、支持体表面での検出光の拡散反射と、トナーパターンによる拡散反射とに「反射特性の差」があれば、検出光が拡散反射して複数の受光部に受光されるとき「複数受光部に配分される受光量の分布」が、支持媒体での拡散反射とトナーパターンによる拡散反射で異なる。

従って「複数受光部に配分される受光量の分布」の変化により、トナーパターンの位置の検出が可能である。

上記の如く、照射手段を構成する発光部の個数：Ｍは３以上であり、受光手段を構成する受光部の数：Ｎも３以上である。
ＭとＮとは互いに等しくても（Ｍ＝Ｎ）よいし、異なっても（Ｍ≠Ｎ）よい。

照射手段は、発光部としてＬＥＤを用い、３個以上のＬＥＤを１方向に配列して構成することができる。
この場合、ＬＥＤが「放射光を集光させるレンズ機能を持つ」ものであるなら、各ＬＥＤから放射される光が「検出光として支持部材上に所望の大きさのスポット」を形成するように、「配列されたＬＥＤ」の支持部材に対する位置関係を定めれば良い。

発光部としてはまた３以上の発光部を持つ「ＬＥＤアレイ」を用いることができる。
この場合には、ＬＥＤ発光部から照射される光を支持部材上に集光させるような適当な集光光学系を組合せて照射手段とすることができる。

受光手段の受光部としてはＰＤ（フォトダイオード）を用いることができる。
３以上のＰＤ素子をアレイ配列したＰＤアレイ（例えば、ＣＣＤラインセンサ）を受光手段として用いることもできる。

ＭおよびＮの下限は上記の如く３であるが、上限は、トナー位置検出用の反射型光学センサの「実用的な大きさ」により適宜に定めることができる。
好適な値としてはＭの最大値は５００程度である。Ｎについては、前述のＰＤアレイのように「数１０００」であってもよい。

照射手段を構成する「Ｍ個の発光部」の発光は、Ｍ個の発光部を「同時に点滅させる」ようにしても良いし、Ｍ個の発光部を「幾つかのグループ」に分け、発光部の配列における一端側からグループ順次に点滅させてもよく、さらには「Ｍ個の発光部を１個ずつ順次に点滅させる」ようにしてもよい。

請求項１記載のトナー位置検出方法においては、所定のトナー位置検出用のトナーパターンが「副方向に直交する主方向において検出光の照射領域より小さい幅を有するパターン」であり、このパターンが「検出光の照射領域を副方向に通過する時間内」に、照射手段のＭ個の発光部を順次に発光させる。
なお、参考例として、Ｍ個の発光部を幾つかのグループ（例えば、偶数のグループと奇数のグループとを交互に配置する。）に分け、発光部の配列における一端側からグループ順次に発光させたり、全発光部を同時に発光（点滅）させることも考えられる。

また、トナー位置検出用のトナーパターンが「副方向に直交する主方向において検出光の照射領域より小さい幅を有するパターン」である場合、ｍ（≧３）個の発光部と、ｎ（≧３）個の受光部とにより発光部・受光部対を構成し、発光部・受光部対をＰ（≧２）対、主方向に平行もしくは交わる一方向に配置して照射手段とし、トナーパターンが、検出光の照射領域を副方向に通過する時間内に、照射手段の各発光部・受光部対において「対応する発光部が同時に発光する」ようにして、各発光部を順次に発光させることも参考技術として考えられる。

即ち、この場合には、Ｍ＝Ｐ・ｍで、照射手段は「ｍ個の発光部ごと」にグループ分けされてＰ個のグループを構成している。
そして、発光部の発光は、Ｐ個のグループの個々において「第１番目から第ｉ番目まで順次」に点滅するが、その場合「全てのＰグループにおける第ｉ番目（ｉ＝１〜ｍ）の発光部の点滅が同時に行われる」のである。

トナーパターンについて若干付言すると、トナーパターンはトナー位置検出用に「定形に形成されたトナー画像」である。

トナーパターンは「単一のトナー画像」であることができることは勿論であるが、後述する場合のように、複数のトナー画像（同じ色のトナー画像であることも、異なる色のトナー画像であることもある。）を副方向に配置し、それらが副方向に移動する際の時間差からトナー位置を検出する場合もある。このような場合をも考慮して「複数のトナー画像の集合」をトナーパターンと呼ぶ場合もある。
トナー画像の濃淡に関しては不問である。

この発明の反射型光学センサは「トナーによる画像を形成する画像形成装置」において、請求項１記載のトナー位置検出方法の実施に用いられるものであって、所定の副方向へ移動する支持部材の表面に所定のトナーパターンを形成し、支持部材に照射手段により検出光を照射し、支持部材およびトナーパターンの少なくとも一方による反射光を受光手段により受光し、検出光に対する支持部材の反射特性とトナーパターンの反射特性の差に基づき、トナーパターンの支持部材上における位置を検出するのに用いる反射型光学センサ」であって、照射手段と受光手段とを有する（請求項２）。
「所定のトナーパターン」は、「副方向に直交する主方向において検出光の照射領域より小さい幅を有するパターン」である。

「照射手段」は、独立してもしくは同時に点滅可能なＭ（≧３）個の発光部を１方向に配列してなり、トナーパターンが「検出光の照射領域を副方向に通過する時間内」に、照射手段のＭ個の発光部を順次に発光させる。
「受光手段」は、Ｎ（≧３）個の受光部を「照射手段に対応」させて１方向に配列してなる。
照射手段は、Ｍ個の独立したＬＥＤ素子を配列して構成することもできるし、Ｍ個のＬＥＤ発光部をアレイ配列したＬＥＤアレイを用いることもできる。
受光手段は、Ｎ個の独立したＰＤを配列して構成することもできるし、Ｎ個のＰＤ受光部を配列一体化したＰＤアレイを用いることもできる。

請求項２記載の反射型光学センサにおいて「発光部の配列する１方向および受光部の配列する１方向が、トナー位置検出を行う状態において、主方向に略平行となる」ことができる（請求項３）。

請求項２記載の反射型光学センサにおいて「発光部の配列する１方向および受光部の配列する１方向が、トナー位置検出を行う状態において、主方向に対し、支持部材の主方向への移動速度に応じた所定の角だけ傾いている」ことができる（請求項４）。

請求項２記載の反射型光学センサにおいて「発光部および受光部の配列が１方向に複数分割され、分割された各部分が、トナー位置検出を行う状態において、支持部材の副方向への移動速度に応じた所定のずれ幅で副方向にずれている」ことができる（請求項５）。

また、参考例として「ｍ（≧３）個の発光部と、ｎ（≧３）個の受光部とにより発光部・受光部対が構成され、Ｐ（≧２）対の発光部・受光部対を１方向に同列的もしくは並列的に配列されており、トナー位置検出を行う状態において、Ｐ対の発光部・受光部対における互いに対応するＰ個の発光部が同時、且つ、順次に点滅される」ことが考えられる。

上において、Ｐ（≧２）対の発光部・受光部対が「１方向に同列的」に配列されるとは、１方向に１列に配列される場合であり、「１方向に並列的」に配列されるとは、複数の互いに平行な直線に沿って配列される場合である。
このように、この明細書において、発光部や受光部が「１方向に配列」されるとは、これらが「１列に配列される場合」のみならず、「同じ方向に複数列に配列される場合」も含む。
勿論、同じ方向に複数列に配列された発光部や受光部は、これらの各列においては「主方向に平行もしくは交わる方向」に配列する。そして、その配列方向が各列において平行である。

請求項２〜５の任意の１に記載の反射型光学センサにおいては「１個の発光部に複数個の受光部が対応」することもできるし（請求項６）、逆に「１個の受光部に複数個の発光部が対応」することもできる（請求項７）。

請求項２〜７の任意の１に記載の反射型光学センサは、照射手段の発光部から放射される検出光を、支持部材表面に向けて集光的に導光する「照明用光学系」および／または支持部材表面からの反射光を受光手段に向けて集光的に導光する「受光用光学系」を有することができる（請求項８）。

この発明の画像形成装置は「トナーによる画像を形成する画像形成装置」であって、トナー位置検出に用いられる反射型光学センサとして、上記請求項２〜８の任意の１に記載の反射型光学センサを有することを特徴とする（請求項９）。

請求項９記載の画像形成装置は「形成される画像が、色の異なる複数種のトナーによる多色画像もしくはカラー画像であり、トナーの色ごとにトナー位置検出が行なわれる」ものであることができる（請求項１０）。
勿論、これらの画像形成装置では、上記反射型光学センサを用いて、請求項１のトナー位置検出方法が実施される。

以下、トナー位置検出方法の参考技術１〜４を説明する。
参考技術１〜４のトナー位置検出方法は「トナーによる画像を形成する画像形成方法において、所定の副方向へ移動する支持部材の表面に所定のトナーパターンを形成し、支持部材に照射手段により検出光を照射し、支持部材および／またはトナーパターンによる反射光を受光手段により受光し、検出光に対する支持部材の反射特性とトナーパターンの反射特性の差に基づきトナーパターンの支持部材上における主方向の位置を検出する位置検出方法」である。

参考技術１、３のトナー位置検出方法においては「トナーパターン」として「トナーの定形パターンを複数個、主方向ピッチ：ＰＴで配列した定形パターン列」を形成する。

また、参考技術２、４のトナーパターン位置検出方法では、トナーパターンを「複数個の定形パターンを主方向ピッチ：ＰＴで配列した定形パターン列」として形成する。従って、定形パターン列を構成する定形パターンの数の最小値は２である。

参考技術１、２のトナー位置検出方法では、照射手段・受光手段を以下のように構成する。

「照射手段」は、検出光を放射する検出光用の発光部をＭ（≧３）個、主方向の配列ピッチ：ＥＰＴで、副方向に交わる１方向に配置して、支持部材に検出光のスポットを主方向のＭ箇所で照射できるように構成する。

「受光手段」は、Ｎ（≧３）個の受光部を、照射手段の各発光部に１以上の受光部が対応して対応受光部を構成するようにして、対応受光部を主方向の配列ピッチ：ＤＰＴで、副方向に交わる１方向に配列して、支持部材および／またはトナーパターンによる検出光の反射光を受光できるように照射手段に対応させて構成し、支持部材に対向させる。

即ち、受光手段を構成する受光部は、照射手段の個々の発光部に１以上が対応する。上記「対応受光部」は、発光部の１個あたりに対応する受光部であり、対応受光分を構成する受光部は１個であることも２個以上であることもある。

そして、上記の如く「個々の対応受光部」が、配列ピッチ：ＤＰＴで主方向に配列されるが、発光部の配列ピッチ：ＥＰＴと対応受光部の配列ピッチ：ＤＰＴを等しくする。

参考技術１のトナー位置検出方法は、以下の点を特徴とする。

即ち、トナーパターンである「定形パターン列」における定形パターンの主方向ピッチ：ＰＴを、Ｋを２以上の整数として、発光部の主方向の配列ピッチ：ＤＰＴの｛Ｋ／（Ｋ＋１）｝倍、または｛（Ｋ＋１）／Ｋ｝倍に設定し、照射手段のＭ個の発光部を発光させ、受光手段のＮ個の受光部の出力に基づきトナーパターンの支持部材上における主方向の位置を「発光部の配列ピッチ：ＥＰＴの１／Ｋの精度」で演算的に検出する。

参考技術２のトナー位置検出方法は、以下の点を特徴とする。

即ち、トナーパターンである「定形パターン列」を構成する偶数個の定形パターンの主方向ピッチ：ＰＴを「発光部の主方向の配列ピッチ：ＤＰＴの半整数（整数の１／２）倍」に設定し、照射手段のＭ個の発光部を発光させ、受光手段のＮ個の受光部の出力に基づきトナーパターンの支持部材上における主方向の位置を「発光部の配列ピッチ：ＥＰＴの１／４の精度」で演算的に検出する。

上記の如く、参考技術１、２のトナーパターン位置検出方法では、発光部の数：Ｍと受光部の数：Ｎとの大小関係は、Ｎ≧Ｍであって、１個の発光部に対して、１以上の受光部が対応して対応受光部を構成する。

これに対し、参考技術３、４のトナーパターン位置検出方法では、発光部の数：Ｍと受光部の数：Ｎとの大小関係は、Ｎ＜Ｍであって、１個の受光部に対して２以上の発光部が対応して対応発光部を構成する。

即ち、参考技術３、４のトナーパターン位置検出方法においては、照射手段・受光手段を以下のように構成する。

「受光手段」は、Ｎ（≧３）個の受光部を、主方向の配列ピッチ：ＤＰＴで、副方向に交わる１方向に配列して、支持部材に対向させて構成する。
「照射手段」は、検出光を放射する検出光用のＭ（≧６）個の発光部を、受光手段の各受光部に２以上の発光部が対応して対応発光部を構成するようにして、対応発光部を主方向の配列ピッチ：ＥＰＴで、副方向に交わる１方向に配列して、支持部材に検出光のスポットを照射し、支持部材および／またはトナーパターンによる検出光の反射光が、受光手段に受光されるように、受光手段に対応させ、且つ、支持部材に対向させて構成する。

そして、上記対応発光部の配列ピッチ：ＥＰＴと、受光部の配列ピッチＤＰＴを等しく設定する。
参考技術３のトナーパターン位置検出方法は、以下の如き特徴を有する。

トナーパターンである定形パターン列における定形パターンの主方向ピッチ：ＰＴを、Ｋを２以上の整数として、対応発光部の主方向の配列ピッチ：ＥＰＴの｛Ｋ／（Ｋ＋１）｝倍、または｛（Ｋ＋１）／Ｋ｝倍に設定し、照射手段のＭ個の発光部を発光させ、受光手段のＮ個の受光部の出力に基づきトナーパターンの支持部材上における主方向の位置を、対応発光部の配列ピッチ：ＥＰＴの１／Ｋの精度で演算的に検出する。

参考技術４のトナーパターン位置検出方法は、以下の如き特徴を有する。

トナーパターンである「定形パターン列」を構成する偶数個の定形パターンの主方向ピッチ：ＰＴを「発光部の主方向の配列ピッチ：ＤＰＴの半整数（整数の１／２）倍」に設定し、照射手段のＭ個の発光部を発光させ、受光手段のＮ個の受光部の出力に基づきトナーパターンの支持部材上における主方向の位置を「発光部の配列ピッチ：ＥＰＴの１／４の精度」における定形パターンの主方向ピッチ：ＰＴを、対応発光部の主方向の配列ピッチ：ＤＰＴの半整数倍に設定する。そして、照射手段のＭ個の発光部を発光させ、受光手段のＮ個の受光部の出力に基づきトナーパターンの支持部材上における主方向の位置を、対応発光部の配列ピッチ：ＥＰＴの１／４の精度で演算的に検出する。

参考技術１〜４のトナーパターン位置検出方法において用いられる照射手段の発光部の数：Ｍ、受光手段に用いられる受光部の数：Ｎについては、下限は上記の如く３であるが、上限は、トナー位置検出用の反射型光学センサの「実用的な大きさ」により適宜に定めることができる。好適な値としてはＭ、Ｎの最大値は５００程度である。

参考技術１、２のトナーパターン位置検出方法では、受光手段における受光部は、照射手段における発光部の各々に１以上が対応する。１個の発光部にｎ（≧１）個の受光部が対応するとすれば、ｎ個の受光部が「対応受光部」を構成するから、Ｎ＝ｎ・Ｍとなる。ｎの値は、実用上は２〜４程度である。

参考技術３、４のトナーパターン位置検出方法では、照射手段における発光部は、受光手段における受光部の各々に２以上が対応する。１個の受光部にｍ（≧２）個の発光部が対応するとすれば、ｍ個の発光部が「対応発光部」を構成するから、Ｍ＝ｍ・Ｎとなる。ｍの値も実用上は２〜４程度である。

照射手段を構成する「Ｍ個の発光部」の発光は、Ｍ個の発光部を「同時に点滅」、即ち、同時に連続的もしくは間欠的に点滅させるようにできるが、Ｍ個の発光部を所定の端部側から順次発光させるようにしてもよく、また、Ｍ個の発光部を「幾つかのグループ」に分け、発光部の配列における一端側からグループ順次に点滅させてもよく、さらには「Ｍ個の発光部を１個ずつ順次に点滅させる」ようにしてもよい。

いずれにしても、参考技術１〜４のトナーパターン位置検出方法を実施する場合には、請求項１〜８の何れかに記載の反射型光学センサを適宜に用いることができ、請求項９、１０に記載された画像形成装置において、参考技術１〜４の任意の１のトナーパターン位置検出方法を実施することができる。

参考技術１〜４におけるトナーパターンを構成する「定形パターン」の主方向の大きさは、照射手段の発光部が、副方向に直交する方向において形成する検出光のスポットにおいて、隣接するスポットが主方向に分離している場合、これら隣接スポットの間の「主方向における間隔」よりも小さくすることも可能である。主方向に配列してトナーパターンを構成する定形パターンの１以上が、Ｍ個の発光部からの検出光により確実に照射されればよい。

以上に説明したように、この発明によれば新規なトナー位置検出方法、この方法の実施に用いる反射型光学センサ、この反射型光学センサを用い、上記トナー位置検出方法を実施する画像形成装置を実現できる。

この発明によれば、トナー位置検出に用いるトナーパターンのサイズを、従来のものに比して有効に小さくできるので、トナー位置検知にかかる時間を短くでき、本来の画像形成に対する作業効率を向上させることができる。また、トナーパターンのサイズを小さくできるので、不寄与トナーの消費量を軽減できる。

また、参考技術１〜４のトナーパターン位置検出方法では、発光部・受光部の数を比較的小さく抑え、発光部間・受光部間の間隔をある程度大きくしても、精度のよい位置検出が可能である。

画像形成装置の１形態を説明するための図である。 反射型光学センサによるトナーパターンの検出を説明するための図である。 反射型光学センサによるトナーパターンの検出を説明するための図である。 反射型光学センサにおける発光部・受光部の配列形態の２例を示す図である。 請求項３記載の発明を説明するための図である。 反射型光学センサにおける発光部・受光部の配列形態の３例を示す図である。 反射型光学センサの実施の形態を２例示す図である。 請求項８記載の発明の実施の１形態を説明するための図である。 請求項８記載の発明の実施の別の形態を説明するための図である。 請求項８記載の発明の実施の別の形態を説明するための図である。 参考技術１の位置検出方法を説明するための図である。 参考技術１の位置検出方法を説明するための図である。 参考技術１の位置検出方法を説明するための図である。 参考技術１の位置検出方法を説明するための図である。 参考技術２の位置検出方法を説明するための図である。

以下、発明の実施の形態を説明する。
図１を参照して、画像形成装置の実施の形態を説明する。
図１に示す画像形成装置は「カラー画像」を形成するものである。カラー画像はイエロー：Ｙ、マゼンタ：Ｍ、シアン：Ｃ、黒：Ｋの４色のトナーにより形成される。
図１において、符号２０で示す部分は「光走査装置」である。光走査装置２０は、従来から知られた公知の種々のものを用いることができる。
符号１１Ｙ〜１１Ｋは「光導電性の潜像担持体」であるドラム状の感光体を示す。
感光体１１Ｙはイエロートナーによるトナー画像の形成に用いられ、感光体１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋはそれぞれ、マゼンタトナー、シアントナー、黒トナーによるトナー画像の形成に用いられる。

即ち、光走査装置２０は、４個の感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに対して「光走査による画像書き込み」を行う。
感光体１１Ｙ〜１１Ｋは何れも時計回りに等速回転され、帯電手段をなす帯電ローラＴＹ、ＴＭ、ＴＣ、ＴＫにより均一帯電され、光走査装置２０により「それぞれ対応する光走査」を受けてイエロー：Ｙ、マゼンタ：Ｍ、シアン：Ｃ、黒：Ｋの各色画像を書き込まれ対応する静電潜像（ネガ潜像）を形成される。

これら静電潜像はそれぞれ現像装置ＧＹ、ＧＭ、ＧＣ、ＧＫにより反転現像され、感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上にそれぞれイエロートナー画像、マゼンタトナー画像、シアントナー画像、黒トナー画像が形成される。

これら各色トナー画像は、図示されない記録シート（転写紙やオーバヘッドプロジェクタ用のプラスチックシート）に転写される。転写には転写ベルト１７が用いられる。

記録シートは図示されないシート載置部（転写ベルト１７の下部に設けられている。）から給送され、図１において転写ベルト１７の右側の上周面に供給され、転写ベルト１７に静電吸着され、転写ベルト１７が反時計回りに回転することにより図の左方へ搬送される。
記録シートは、このように搬送されつつ、転写器１５Ｙにより、感光体１１Ｙ上からイエロートナー画像を転写され、転写器１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋによりそれぞれ、感光体１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋから、マゼンタトナー画像、シアントナー画像、黒トナー画像を順次に転写される。

このようにして、記録シート上においてイエロートナー画像〜黒トナー画像が重ね合わせられてカラー画像を合成的に構成する。

記録シートは、担持したカラー画像を定着装置１９により定着されて装置外へ排出される。
なお、上記のようにすることに代えて、中間転写ベルトを用い、上記４色のトナー画像を「中間転写ベルト上に重ね合わせて転写」してカラー画像を得、このカラー画像を記録シートに転写し、定着しても良い。

図１において、符号ＯＳ１〜ＯＳ４は、この発明の「反射型光学センサ」を示す。
図１に示す画像形成装置では、上記の如く「画像の書き込み」は光走査により行われ、光走査における主走査方向は、図１の図面に直交する方向であり、この方向が「主方向」である。

「トナー位置検出」は、反射型光学センサＯＳ１〜ＯＳ４を用いて以下の如くに行われる。
トナー位置検出用のトナーパターンは、光走査装置２０により感光体１１Ｙ〜１１Ｋに個別に書き込まれて形成された「トナーパターンとなるべき静電潜像」が、各現像装置ＧＹ、ＧＭ、ＧＣ、ＧＫにより反転現像されて各々色の異なるトナー画像となり、さらに転写ベルト１７の表面に直接的に転写されて「色の異なる４種のトナーパターン」となる。

この説明から明らかなように、説明中の実施の形態においては転写ベルト１７が「支持部材」であり、したがって、以下、転写ベルト１７を「支持部材１７」とも言う。
トナーパターンは支持部材たる転写ベルト１７に形成され、転写ベルト１７の回転により移動し、反射型光学センサＯＳ１〜ＯＳ４によるトナー位置検出、即ち、各トナーパターンの転写ベルト上における位置の検出が行われる。

なお、転写ベルト１７上に形成されたトナーパターンは、図１において反射型光学センサＯＳ１〜ＯＳ４よりも右側、即ち、これらのセンサの下流側で、図示されないクリーニング装置により転写ベルト１７の表面から除去される。

図２は、支持部材である転写ベルト１７上に形成されたトナーパターンと、反射型光学センサＯＳ１〜ＯＳ４との関係を説明図的に示している。
図の如く、図の上下方向が「主方向」であって、図１における「図面に直交する方向」に対応する。また、図の左右方向の左向きが「副方向」であり、転写ベルト１７の表面の移動方向（図中に矢印Ａで示す。）である。

図２において、符号ＰＰ１〜ＰＰ４は、転写ベルト１７上に「転写により形成されるイエロートナー画像〜黒トナー画像」の転写ベルト１７上における位置関係を調整するために用いられる「トナーパターン」であり、トナー位置検出における検出対象である。

また、符号ＤＰ１〜ＤＰ４は「トナー濃度検出用の濃度パターン」を示す。

トナー位置検出用のトナーパターンＰＰ１は、図示の如く「主方向に平行なラインパターン」を８本、副方向に繰り返して形成して形成されている。トナーパターンＰＰ２〜ＰＰ４も同様である。

トナー濃度検出用の濃度パターンＤＰ１は「イエロートナーの濃度」を検出するためのパターンであり、濃度パターンＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４はそれぞれマゼンタトナー、シアントナー、黒トナーの濃度を検出するためのパターンである。

即ち、反射型光学センサＯＳ１〜ＯＳ４は、主方向である主走査方向の４箇所で、各色トナーによるトナーパターンの位置を検出する。
また、反射型光学センサＯＳ１はイエロートナーの濃度を検出し、反射型光学センサＯＳ２〜ＯＳ４はマゼンタトナー〜黒トナーの濃度を検出する。

なお、変形例として、濃度パターンＤＰ１〜ＤＰ４を、例えば、図２のトナーパターンＰＰ１に続けて、副方向上流側に４パターン並べて形成し、これらを反射型光学センサＯＳ１により順次にトナー濃度検出に供することもできる。
この場合には、例えば、反射型光学センサＯＳ４を省略して、３個の反射型光学センサＯＳ１〜ＯＳ３で、主走査方向の３箇所においてトナーパターンＰＰ１〜ＰＰ３の検出を行っても良い。

上には、記録シートを搬送して転写するための転写ベルト１７上に形成されるトナーパターンを検出する例を説明したが、画像形成装置の形態によっては潜像担持体として感光体や中間転写ベルト（または中間転写体）上に形成されるトナーパターンを反射型光学センサによって検出することもできる。

以下、反射型光学センサと「トナーパターンの検出」を説明する。

図３（ａ）において、符号ＯＳ１は上に説明した反射型光学センサを示している。
先に説明した４個の反射型光学センサＯＳ１〜ＯＳ４は「構造的には同一のもの」であるので、反射型光学センサＯＳ１を例にとって説明する。

図３（ａ）において上下方向が「主方向」、左右方向の左向きが「副方向」である。

反射型光学センサＯＳ１は、検出光を放射する検出光用の発光部Ｅ１〜Ｅ５（Ｍ＝５）を、主方向に平行に所定ピッチで等間隔に配置して「照射手段」とする。
また、反射光を受光する受光部Ｄ１〜Ｄ５（Ｎ＝５）を、主方向に平行に所定ピッチで等間隔に配置して「受光手段」とする。
そして、照射手段と受光手段とを対応させて、適宜のハウジングに一体的に組み付けた構成である。「ハウジング」は、図１に示した「転写ベルト１７の下方の位置」に所定の位置関係で配置される。

「照射手段」をなす発光部Ｅ１〜Ｅ５と、「受光手段」をなす受光部Ｄ１〜Ｄ５とは、主方向において同じ位置に配置され、図３（ｂ）に示すように、発光部Ｅ１〜Ｅ５を支持部材である転写ベルト１７の表面に照射したとき、転写ベルト１７による反射光が「発光部の各々に対応する受光部Ｄ１〜Ｄ５に入射する」ように位置関係を定められている。
即ち、受光部Ｄ１〜Ｄ５の配列ピッチは、発光部Ｅ１〜Ｅ５の配列ピッチと等しい。

説明の具体性のため、転写ベルト１７の表面が滑らかで、個々の発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜５）から放射された検出光の「転写ベルト表面での正反射光」が、対応する受光部Ｄｉに入射するようになっているものとする。

従って、図３（ｂ）において、受光部Ｄ１〜Ｄ５に入射している反射光は「転写ベルト１７の表面による正反射光」である。

発光部Ｅ１〜Ｅ５は具体的にはＬＥＤであり、受光部Ｄ１〜Ｄ５は具体的にはＰＤ（フォトダイオード）である。
発光部Ｅ１〜Ｅ５の配列ピッチは、各発光部から放射される検出光が転写ベルト１７の表面に「主方向に配列する５箇所」をスポットとして照射し、隣接するスポットの間がトナーパターンＰＰ１の「主方向の幅」より小さくなるように定められている。

トナーパターンＰＰ１は、図３（ｄ）に示すように、主方向（図３（ｄ）において左右方向）に平行な８本のラインパターンＬＰＹ１、ＬＰＭ１、ＬＰＣ１、ＬＰＢ１、ＬＰＹ２、ＬＰＭ２、ＬＰＣ２、ＬＰＢ２が副方向に配列したパターンである。

ラインパターンＬＰＹ１、ＬＰＭ１、ＬＰＣ１、ＬＰＢ１と、ラインパターンＬＰＹ２、ＬＰＭ２、ＬＰＣ２、ＬＰＢ２との間は、若干広くなっている。

ラインパターンＬＰＹ１とＬＰＹ２は「ペア」をなし、これらはイエロートナーで形成される。
同様に、ラインパターンＬＰＭ１とＬＰＭ２はペアをなし、マゼンタトナーで形成され、ラインパターンＬＰＣ１とＬＰＣ２はペアをなし、シアントナーで形成され、ラインパターンＬＰＢ１とＬＰＢ２はペアをなし、黒トナーで形成される。

また、ラインパターンは主方向において「検出光の照射領域（発光部Ｅ１〜Ｅ５から転写ベルト１７に照射される検出光の全体が、主方向において転写ベルト１７を照射する領域）より小さい幅」を有している。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、トナーパターンＰＰ１は、支持部材である転写ベルト１７の表面に形成されて副方向に移動しつつ、反射型光学センサＯＳ１の検出領域に近づいていく。
トナーパターンＰＰ１は「形成される時点」が定まっており、形成されてから上記検出領域に到達する時間も略定まっている。
そこで、トナーパターンＰＰ１が「検出領域に近づいた適当なタイミング」で、発光部（ＬＥＤ）Ｅ１〜Ｅ５を点滅制御する。

さて、発光部Ｅ１〜Ｅ５から放射された検出光が転写ベルト１７の表面に形成するスポットの大きさは、発光部Ｅ１〜Ｅ５のピッチ（例えば３ｍｍとする。）よりも小さく（例えば２ｍｍとする。）転写ベルト上で５つのスポットが「主方向に互いに接して」配列するようになっている。
一方、トナーパターンＰＰ１における「個々のラインパターン」は、主方向の大きさが発光部のピッチ（３ｍｍ）よりも小さく（例えば、２ｍｍとする。）形成されている。
このとき「主方向に隣接するスポットの間」は１ｍｍであるから、トナーパターンの主方向の大きさ：２ｍｍよりも小さい。

発光部の点灯は、発光部Ｅ１から発光部Ｅ５に向かって順次に行われる。
即ち、先ず、発光部E１が点灯して消灯し、続いて発光部Ｅ２が点灯して消灯する。
次いで発光部Ｅ３の点灯・消灯が続き、さらに発光部Ｅ４、発光部Ｅ５の順に点灯・消灯が行われる。これら発光部の点灯・消灯は高速で繰り返される。
従って、転写ベルト１７の表面は、検出光の５つのスポットで「主方向に繰り返して走査」される。これを以下「検出光によるスポット走査」と謂う。

前述の如く、転写ベルト１７の表面は滑らかで、トナーパターンが形成されていない部分に検出光が照射されたときの反射光は正反射光である。
そして、受光部Ｄ１〜Ｄ５は、発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜５）からの検出光がトナーパターン以外の部分に照射されたとき、受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜５）が、発光部Ｅｉからの検出光の正反射光のみを受光するようになっている。

このような条件で、例えば、トナーパターンＰＰ１の主方向の中心部が「発光部Ｅ３からの検出光のスポットで照射される位置」にある場合を考えてみる。
この場合、図３（ｃ）に示すように発光部Ｅ１、Ｅ２、Ｅ４、Ｅ５から放射された検出光は、転写ベルト１７の表面で正反射し、それぞれ受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ４、Ｄ５で受光される。
これに対し、発光部Ｅ３が点灯して検出光がトナーパターンＰＰ１を照射すると、検出光はトナーパターンＰＰ１により正反射されると共に拡散反射される。
拡散反射の影響で、受光部Ｄ３が受光する正反射光成分が減少する一方で、拡散反射光は他の受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ４、Ｄ５にも受光される。

そこで、受光部Ｄ１〜Ｄ５の出力を見ると、発光部Ｅ３が発光した状態では、受光部Ｄ３の受光量は低いものとなり、他の受光部での出力は０以外の値になる。
この結果から、トナーパターンＰＰ１（の１つのラインパターン）が、発光部Ｅ３からの検出光により照射される位置にあることが分る。すなわち「トナーパターンＰＰ１の主方向の位置」が分る。
また、トナーパターンＰＰ１が、例えば「発光部Ｅ３とＥ４との間」にある場合には、発光部Ｅ３が点灯するときに受光部Ｄ３の出力が低くなり、発光部Ｅ４が点灯するときには受光部Ｄ４の出力も低くなる。
これにより、トナーパターンＰＰ１の何れかのラインパターンが、主方向に於いて、発光部Ｅ３とＥ４の間にあることが分る。
このとき、受光部Ｄ３の出力の方が、受光部Ｄ４の出力よりも小さければ、発光部Ｅ３からの検出光が「より多く拡散反射されている」ことになるので、トナーパターンは「発光部Ｅ３に寄った側」にあることが分る。すなわち、この出力の比率から、発光部Ｅ３とＥ４の間の「主方向のトナー位置」を算出できる。

このようにして、トナーパターンＰＰ１の主方向の位置を「発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜５）の配列ピッチ」以下の精度で検出することができる。

これを敷衍すると、Ｍを例えば１００として１００個の発光部Ｅ１〜ＥＭを例えば１００μｍピッチで主方向に配列すると、配列幅は１０ｍｍになる。
同様に、Ｎ＝１００として１００個の受光部Ｄ１〜ＤＮを１００μｍピッチで主方向に配列し、発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜１００）からの検出光が支持部材で正反射されて受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜１００）に受光されるものとし、トナーパターンの「主方向の大きさ」を発光部ピッチ：１００μｍと等しくするとき、発光部Ｅｉをｉ＝１から１００まで順次に点滅しつつ、受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜１００）の出力の変化を調べ、発光部ＥｊとＥｊ＋１が点灯したとき、受光部ＤｊとＤｊ＋１の出力が低いものであったとすれば、トナーパターンは主方向において「発光部ＥｊとＥｊ＋１との間の位置」にあることが分る。

即ち、受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜１００）の出力の分布から、主方向の大きさ：１００μｍのトナーパターンの、主方向の位置を「１００μｍ以下の精度」で十分に検出することができる。

上記のように、例えば「１００個の発光部を１００μｍピッチで主方向に配列する」ことはＬＥＤアレイを用いれば容易に実現でき、「１００個の受光部を１００μｍピッチで主方向に配列する」ことはＰＤアレイを用いれば容易に実現できる。
ＬＥＤアレイやＰＤアレイによっては「数１０μｍ〜数１００μｍの配列ピッチ」を容易に実現できる。

図３に即して説明した例の反射型光学センサは、発光部Ｅ１〜Ｅ５として「独立したＬＥＤ」、受光部Ｄ１〜Ｄ５として「独立したＰＤ」、例えば、樹脂モールドタイプや表面実装タイプのものを高密度に集積して構成できる。
超小型のＬＥＤやＰＤを用いれば「各々の素子のサイズはｍｍオーダ」であり、配列ピッチとしては１ｍｍ程度の実装が可能となる。従って、その場合には「主方向の大きさ：１ｍｍ程度のトナーパターン」の主方向の位置を１ｍｍ以下の精度で検出できる。

次に、副方向の位置の検出について説明する。

図３（ｄ）に示すように、各色トナー画像による「ラインパターンのペア」、即ち、ラインパターンＬＰＹ１、ＬＰＹ２のペア、ラインパターンＬＰＭ１、ＬＰＭ２のペア、ラインパターンＬＰＣ１、ＬＰＣ２のペア、ラインパターンＬＰＢ１、ＬＰＢ２のペアは、副方向（図３（ｄ）において上下方向）に一定の間隔をなすように形成される。
即ち、これらのペアが「副方向に一定間隔で配列形成」されれば、イエロー〜黒の各トナー画像は「副方向に適正な位置関係」をなす。

副方向の位置関係が適正であるか否かを検出するには、図３（ｄ）に示すように、トナーパターンＰＰ１が反射型光学センサに近づくタイミングを計って、適当なタイミングで発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜５）を順次点灯・消灯させる。
順次の点灯・消灯のタイミングは定まっているから、あるタイミングで発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜５）を順次に点灯・消灯させたとき、例えば、発光部Ｅ２の点灯に応じて、受光部Ｄ２の出力が低下して他の受光部の出力が増えたとすれば、発光部Ｅ２の発光時点：Ｅｔ２において、トナーパターンの「あるラインパターン」が発光部Ｅ２からの検出光により照射されたことが分る。すなわち、上記「あるラインパターン」が検出される。

発光部Ｅｉの順次の点滅を繰り返し、上記発光時点：Ｅｔ２の後で、例えば、発光部Ｅ５の点灯に応じて、受光部Ｄ５の出力が低下して他の受光部の出力が増えたとすれば、発光部Ｅ５の発光時点：Ｅｔ５においてトナーパターンＰＰ１の「他のラインパターン」が発光部Ｅ５からの検出光により照射されたことが分る。即ち、他のラインパターンが検出される。

このとき、発光時点：Ｅｔ５とＥｔ２との時間差が、副方向に隣接する２つのラインパターン（発光時点：Ｅｔ１において検出光に照射されたラインパターンと、これに隣接し、発光時点：Ｅｔ５において検出光に照射されたラインパターン）の「副方向の間隔（転写ベルト１７の移動速度をＶとすれば、Ｖ（Ｅｔ５−Ｅｔ２）となる。）」が分る。

即ち、ある発光時点：Ｅｔｉで「１つのラインパターン」が検出され、これに続いて、別の発光時点：Ｅｔｊで「上記１つのラインパターンに隣接する他のラインパターン」が検出されるときの、時間差：Ｅｔｊ−Ｅｔｉと転写ベルトの移動速度とにより、ラインパターンの副方向の間隔を知ることができる。

このようにして、トナーパターンＰＰ１を構成する「８本のラインパターン」の間隔を知ることができる。

ラインパターンＬＰＹ１、ＬＰＭ１、ＬＰＣ１、ＬＰＢ１における隣接ラインパターン間の間隔が等しく、ラインパターンＬＰＹ２、ＬＰＭ２、ＬＰＣ２、ＬＰＢ２における隣接ラインパターン間の間隔が等しければ、光書き込みによる画像形成条件は適正であり、このような条件でカラー画像形成を行えば、各色トナー画像を適正に重ね合わせることができる。

このように画像形成条件が適性でない場合として、例えば、図１の画像形成装置において、感光体１１Ｍに対する「光書き込みの開始タイミング」が、他の感光体に対するものに対して「若干早い」場合を考えると、ラインパターンＬＰＹ１とＬＰＭ１との間隔が適正間隔より小さくなり、ラインパターンＬＰＭ１とＬＰＣ１との間隔が適正間隔より大きくなる。

また、ラインパターンＬＰＹ２とＬＰＭ２との間隔が適正間隔より小さくなり、ラインパターンＬＰＭ２とＬＰＣ２との間隔が適正間隔より大きくなる。

このように「ラインパターン相互の間隔」を知ることにより、各色トナー画像に対する画像形成条件が「適正であるか否か」を知ることができ、補正量も分る。上記の例であれば、感光体１１Ｍに対する光書き込みの開始タイミングを調整すれば良い。

反射型光学センサＯＳ１等はまた、濃度パターンＤＰ１等により「各色トナーの濃度検出」を行うことができる。

濃度パターンＤＰ１は「イエロートナーの濃度」を検出するためのパターンで、濃度が５段階に階調変化する矩形形状のパターンを副方向に所定のピッチで配列形成してなる。

上記の如く、発光部Ｅ１〜Ｅ５を順次に点滅し、例えば、発光部Ｅ３からの検出光の光スポットが濃度パターンを照射したとすると、受光部Ｄ３では正反射光の入射量が低くなって出力が小さく、他の受光部では拡散反射光の入射により出力が大きくなる。

トナーパターンの反射における「正反射光」はトナー濃度の増加に従って減少し、「拡散反射光」はトナー濃度の増加に従って増大する。

従って、正反射光を受光する受光部Ｄ３の出力と、他の受光部での出力とは、濃度パターンの有するトナー濃度を決定するための情報として用いることができ、これらの出力を増幅器によって増幅し、所望の信号処理を行ったのち「トナー濃度の値を導くための演算処理」を実行してトナー濃度を検出することができる。

上記「トナー濃度の値を導くための演算処理」のアルゴリズムは、具体的な画像形成装置の態様に応じて、実験的に定められる。

上には、反射型光学センサの「発光部・受光部の配列ピッチ」を細かくすることにより、主方向の幅が小さいトナーパターンの「主方向の位置」を発光部・受光部の配列ピッチと同程度以下の精度で検出できることを説明した。
また、反射型光学センサを用いてトナー濃度検出用の濃度パターンに的確に検出光を照射でき、トナー濃度を精度よく検出できることについて説明した。

図３の実施の形態の場合でいうと、発光部Ｅ１〜Ｅ５や受光部Ｄ１〜Ｄ５として、独立した超小型のＬＥＤやＰＤを用い、これらを１ｍｍ程度の配列ピッチで実装したとすると、トナー検出用の検出パターンＤＰ１の主方向の大きさは１ｍｍ程度でよい。
図３（ａ）、（ｄ）に示すようにトナーパターンＰＰ１を「８個のラインパターン」で形成する場合、個々のラインパターンの「副方向幅」を従来と同等とすると、従来のラインパターンの主方向の大きさ：２５ｍｍのトナーパターンの場合に対して、トナーパターンの面積は１／２５ですむ。
このような小面積のトナーパターンは、副方向において、図３（ｅ）に示す「従来トナーパターン（符号１４は光学センサを示す。）」に比べ短時間で形成でき、本来の画像形成作業の作業効率を低下させることがない。
また、トナーパターン用に消費される「不寄与トナー量」も面積比に応じて１／２５と消費量を極めて大きく減少させることができる。

上述の如く、図３（ａ）〜（ｃ）に即して説明したトナーパターンの検出では、反射型光学センサＯＳ１において「発光部Ｅ１〜Ｅ５が順次に点滅」した。
この場合「発光部Ｅ１が点灯・消灯してから発光部Ｅ５が点灯して消灯する」までには有限の時間がかかる。この時間を仮に「スキャン時間」と呼ぶことにする。

上記の例では、発光部Ｅ１〜Ｅ５が順次点滅するスキャン時間中、トナーパターン（個々のラインパターン）は、反射型光学センサのスポット走査領域（検出光のスポットによる順次の点滅でスポット走査が行われる領域）に存在しなければならない。換言すれば、発光部Ｅ１〜Ｅ５は、トナーパターンが上記スポット走査領域内に存在する間に、順次の点灯・消灯を完了させなければならない。

スキャン時間は、反射型光学センサに含まれる発光部の数：Ｍが少なければ短時間であり、殆んど瞬時である。
しかし、上述したように、トナーパターンの形成時間を小さくして画像形成作業の作業効率を低下させないようにし、且つ、不寄与トナーの消費量を有効に軽減するには、トナーパターンを有効に小サイズ化する必要がある。
小サイズのトナーパターンに適正に検出光を照射して「トナー位置を検出」できるためには、トナーパターンが主方向に小さくなるほど、発光部・受光部の配列ピッチを小さくしなければならず、トナーパターンと反射型光学センサとの「主方向の相対的位置ずれ」に対する許容量として１０ｍｍ程度以上を取ると、配列ピッチが小さくなれば、配列する発光部の数：Ｍも相当数に増大する。そして、発光部の数：Ｍが大きくなると上記スキャン時間も長くなる。
スキャン時間を「ｓｔ」とし、トナーパターンを形成されて副方向へ移動する支持部材の速度を前述の如く「Ｖ」とすれば、スキャン時間：ｓｔ内に支持部材は「Ｖ・ｓｔ」だけ副方向に変位する。

そうすると、発光部の数：Ｍが大きくなってスキャン時間が長くなると、支持部材の移動速度：Ｖによっては、トナーパターンがスポット走査領域を通過する時間が、スキャン時間よりも短くなってしまう場合も考えられ、このような場合には適正なトナー濃度検出は困難になってしまう。

図４（ａ）、（ｂ）は、このような問題を解消できる実施の形態を示す図である。
図４（ａ）、（ｂ）に示す実施の形態では、反射型光学センサは１５個の発光部Ｅ１〜Ｅ１５と、これに１：１で対応する１５個の受光部Ｄ１〜Ｄ１５を有している。
発光部・受光部の数を１５個としたのは図が複雑になるのを避けるためであり、１５個という個数は単に説明の便宜上のものである。
実際には発光部・受光部の個数として数１０〜数１００を想定している。

図４（ａ）に示す実施の形態では、発光部Ｅ１〜Ｅ１５および受光部Ｄ１〜Ｄ１５の配列が１方向（図の上下方向）に３分割され、分割された各部分、即ち、発光部Ｅ１〜Ｅ５・受光部Ｄ１〜Ｄ５の部分、発光部Ｅ６〜Ｅ１０・受光部Ｄ６〜Ｄ１０の部分、発光部Ｅ１１〜Ｅ１５・受光部Ｄ１１〜Ｄ１５の部分が、トナー濃度検知を行う状態において、支持部材の「副方向（図の左右方向）への移動速度」に応じた所定のずれ幅（「ΔＬ」とする。）で副方向にずれている。
発光部Ｅ１〜Ｅ１５は、Ｅ１からＥ１５まで順次に点灯・消灯を行うが、このとき、トナーパターンは副方向へ速度：Ｖで移動している。
スキャン時間を「ｓｔ」とすれば、発光部Ｅ１〜Ｅ５が順次の点灯・発光を完了するのに要する時間は「ｓｔ／３」であり、発光部Ｅ６〜Ｅ１０が順次の点灯・発光を完了するのに要する時間も、発光部Ｅ１１〜Ｅ１５が順次の点灯・発光を完了するのに要する時間も「ｓｔ／３」である。

この時間：ｓｔ／３の間に、トナーパターンは「Ｖ・ｓｔ／３」だけ副方向へ変位するので、上記ずれ量：ΔＬを
ΔＬ＝Ｖ・ｓｔ／３
のように設定すれば、発光部Ｅ１〜Ｅ１５によるトナーパターンのスポット走査をスキャン時間内に適正に終了させることができる。

図４（ｂ）に示す実施の形態では、１５個の発光部・受光部は、その配列する１方向が、トナー濃度検知を行う状態において、主方向（図４（ｂ）において上下方向）に対し、支持部材の副方向（図の左方向）への移動速度（Ｖとする。）に応じた所定の角（「α」とする。）だけ傾いている。

この場合、スキャン時間を「ｓｔ」とし、発光部Ｅ１〜Ｅ１５・受光部Ｄ１〜Ｄ１５の主方向の配列長をＺとすれば、
Ｚ・ｔａｎα＝Ｖ・ｓｔ
を満足するように、角：αを設定すれば、発光部Ｅ１〜Ｅ１５によるトナーパターンのスポット走査をスキャン時間内に適正に終了させることができる。

図５に示す実施の形態では、以下のようにしてスポット走査の適正化を図っている。

この図においても、反射型光学センサは１５個の発光部と、これに１：１で対応する１５個の受光部を有している。
発光部・受光部の数を１５個としたのは図が複雑になるのを避けるためであり、１５個という個数は単に説明の便宜上のものである。実際には発光部・受光部の個数として数１０〜数１００を想定している。

図５の実施の形態における１５個の発光部・受光部は、発光部の配列する１方向および受光部の配列する１方向が、トナー濃度検知を行う状態において、主方向（図面の上下方向）に略平行となっている。

１５個の発光部と１５個の受光部は、５個の発光部と５個の受光部とが発光部・受光部対を構成し、受光部・発光部対が３対、主方向に同列的に配置している。
受光部・発光部対Ｇ１は、発光部Ｅ１１〜Ｅ１５の５個の発光部と、これに１：１で対応する５個の受光部Ｄ１１〜Ｄ１５により構成され、受光部・発光部対Ｇ２は、発光部Ｅ２１〜Ｅ２５の５個の発光部と、これに１：１で対応する５個の受光部Ｄ２１〜Ｄ２５により構成され、受光部・発光部対Ｇ３は、発光部Ｅ３１〜Ｅ３５の５個の発光部と、これに１：１で対応する５個の受光部Ｄ３１〜Ｄ３５により構成されている。

受光部・発光部対Ｇ１〜Ｇ３は構造的には同一である。
そして、１５個の発光部は、トナー位置検出を行う状態において、３対の発光部・受光部対Ｇ１〜Ｇ３における「互いに対応する３個の発光部」が同時、且つ、順次に点滅される。

即ち、スポット走査が行われるとき、先ず、受光部・発光部対Ｇ１〜Ｇ３における１番目の発光部Ｅ１１、Ｅ２１、Ｅ３１が同時に点灯・消灯し、続いて、発光部Ｅ１２、Ｅ２２、Ｅ３２が同時に点灯・消灯し、以下、発光部Ｅ１３、Ｅ２３、Ｅ３３の同時の点灯・消灯、発光部Ｅ１４、Ｅ２４、Ｅ３４の同時の点灯・消灯、発光部Ｅ１５、Ｅ２５、Ｅ３５の同時の点灯・消灯が行われる。

このようにすると、スキャン時間を図４の場合に比してｓｔ／３に短縮することができ、トナーパターンがスポット走査領域内を通過している間にスポット走査を完了できる。

なお、図５に示す発光部・受光部対Ｇ１〜Ｇ３における発光部Ｅ１１、Ｅ２１、Ｅ３１の位置、受光部Ｄ１１、Ｄ２１、Ｄ３１の位置を「図５に示す位置」に残し、他の発光部・受光部を図４（ｂ）の実施の形態のように「支持部材の副方向（図の左方）への移動速度に応じた角」で傾けてもよい。

図４、図５に示す実施の形態のように、発光部および受光部の数を増やすことによって、配列ピッチが等しい場合には、反射型光学センサの主方向の長さが大きくなりセンシング領域が長くなるので「主方向に対するトナーパターンの位置ずれ」に対する許容量が大きくなる。
また、反射型光学センサの長さが等しい場合には、発光部および受光部の配列ピッチが短くなり「主方向の空間分解能」が高くなる。

前述の如く、反射型光学センサを構成する、発光部の数：Ｍと、受光部の数：Ｎとは同数であることを要しない。即ち、Ｍ≠Ｎであることができる。このような場合の実施の形態を３例、図６に示す。

図６（ａ）に示す形態例は、Ｎ＝１５とし、Ｍ＝３０とした例である。
発光部は発光部Ｅ１１〜Ｅ１ｉ〜Ｅ１１５が主方向（図面の上下方向）に１列等ピッチで配列され、発光部Ｅ２１〜Ｅ２ｉ〜Ｅ２１５が主方向に１列等ピッチで配列され、これら２列の発光部の配列は「主方向においては対応するもの同士」が同じ位置にある。

この場合における発光部と受光部の対応関係は、参考技術３、４における場合の１例であり、個々の受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜１５）に対して、２つの発光部Ｅ１ｉ、Ｅ２ｉが対応している。即ち、２個の発光部Ｅ１ｉ、Ｅ２ｉが１つの対応発光部を構成しており、各対応発光部は、受光部Ｄｉの主方向（図の上下方向）の配列ピッチ（請求項１６、１７における配列ピッチ：ＤＰＴに当たる。）と等しい配列ピッチ（参考技術３、４における配列ピッチ：ＥＰＴに当たる。）で配列されている。

１５個の受光部Ｄ１〜Ｄｉ〜Ｄ１１５は、上記２列の発光部列に挟まれるようにして主方向に１列等ピッチ（上記配列ピッチ：ＤＰＴ）で配列され、各受光部は対応する発光部と「主走査方向に同一位置に位置する」ようになっている。
ｉ＝１〜１５について、主走査方向に同一位置にある発光部Ｅ１ｉとＥ２ｉ（上記対応発光部を構成する。）とを各列において、同時且つ順次に点灯・消灯させることにより、支持部材およびトナーパターンを照射する検出光の出力を約２倍にできる。
発光部として一般に用いられるＬＥＤの発光出力は発光部面積には依らず、注入電流密度に依存する。
発光出力を増大させるために注入電流密度を大きくすると、ＬＥＤの短寿命化が生じることから、注入電流密度をあるレベル以上に大きくすることはできない。
この場合、発光部面積を大きくして（注入電流密度を大きくせずに）、注入電流量を増やすこともできるが、発光部面積の拡大は「支持部材・トナーパターンに照射するスポットの増大」を招く。
このような場合、図６（ａ）に示すように、発光部面積を大きくせず、発光部を２列にして、電流密度は変えずに、光の出力を２倍にすることが好ましい。

図６（ｂ）の形態例は、逆にＭ＝１５、Ｎ＝３０とした例である。
１５個の発光部Ｅ１〜Ｅｉ〜Ｅ１５は主方向に１列等ピッチで配列し、３０個の受光部は１５個ずつの２グループにわけ、受光部Ｄ１１〜Ｄ１ｉ〜Ｄ１１５を主方向に１列等ピッチで配列し、受光部Ｄ２１〜Ｄ２ｉ〜Ｄ２１５を主方向に１列等ピッチで配列し、これら２列の受光部列で、発光部列を副方向に挟むようにしている。
ｉ＝１〜１５として、対応する発光部Ｅｉと受光部Ｄ１ｉ、Ｄ２ｉとは、主走査方向において同一位置に位置する。

この場合における発光部と受光部の対応関係は、参考技術１、２の場合の１例であり、個々の発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜１５）に対し、２つの受光部Ｄ１ｉ、Ｄ２ｉが対応して「対応受光部」をなしている。即ち、２個の受光部Ｄ１ｉ、Ｄ２ｉが１つの対応受光部を構成し、各対応受光部は、発光部Ｅｉの主方向（図の上下方向）の配列ピッチ（参考技術１、２における配列ピッチ：ＥＰＴに当たる。）と等しい配列ピッチ（参考技術１、２における配列ピッチ：ＤＰＴに当たる。）で配列されている。

このように受光手段を構成するＰＤを２列にして検出光（反射光）を受光することにより、受光感度を２倍に高めることができる。

ＰＤを１列配列のままで、受光部面積を副走査方向に２倍とすることでも受光感度向上は望めるが、支持部材やトナーパターンから反射した反射光のスポットサイズによっては（そのスポットサイズが小さい場合は特に）受光感度の向上率は小さい。
それよりも図６（ｂ）に示すように、ＬＥＤの配列を挟むようにして、副方向に対称な位置に２列配列するほうが受光感度の向上を期待できる。

先に図２〜図６（ｂ）に即して説明した実施の形態では、発光部・受光部の配列ピッチは等ピッチであり、発光部の配列ピッチと受光部の配列ピッチは互いに等しい。しかし、発光部の配列ピッチと受光部の配列ピッチとは、互いに異ならせることもできる。

図６（ｃ）はこのような場合の形態例である。
この形態例では、７つの発光部Ｅ１〜Ｅｉ〜Ｅ７に対し、１４個の受光部Ｄ１〜Ｄｉ〜Ｄ１４を対応させており、受光部の配列ピッチを発光部の配列ピッチの１／２にすることにより、各発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜７）に「それぞれ２個の受光部が対応する」ようになっている。
このように、ＬＥＤの配列ピッチに対して、ＰＤの配列ピッチを小さくすることにより「主方向の空間分解能を高める」とが可能である。

この場合における発光部と受光部の対応関係も、参考技術１、２における場合の１例であり、個々の発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜７）に対し、２つの受光部Ｄ１ｉとＤ１ｉ＋１（ｉ＝１、３、５、７、９、１１、１３）の対が対応して「対応受光部」をなしている。即ち、上記２個の受光部Ｄ１ｉ、Ｄ１ｉ＋１が「１つの対応受光部」を構成し、各対応受光部は、発光部Ｅｉの主方向（図の上下方向）の配列ピッチ（参考技術１、２における配列ピッチ：ＥＰＴに当たる。）と等しい配列ピッチ（参考技術１、２における配列ピッチ：ＤＰＴに当たる。）で配列されている。

なお、反射型光学センサを主方向に対して「ある角度」傾けて配置することにより、主方向の空間分解能を高めることが可能である。
即ち、主方向に対する反射型光学センサの傾き（発光部・受光部の配列方向の傾き）の角を「β」とすれば、反射型光学センサにおける受光部・発光部の配列ピッチ：ｐｔは、主方向への射影が「ｔｐ・ｃｏｓβ」に小さくなって空間分解能が高まる。

上に説明した種々の実施の形態では、発光部や受光部を各々独立したＬＥＤやＰＤ、例えば樹脂モールドタイプや表面実装タイプのものを高密度に集積して構成する場合を説明した。
前述の如く、超小型のＬＥＤやＰＤを用いれば各々の素子サイズはミリオーダーであり、配列ピッチとしては１ｍｍ程度の実装が可能である。

空間分解能を高めるには、基本的に発光部・受光部の配列ピッチを小さくする必要があるが、これはＬＥＤやＰＤが一体的にアレイ配列する「ＬＥＤアレイやＰＤアレイ」を用いることで実現できる。
この場合の実施の形態を図７に２例示す。

図７（ａ）に示す形態例は、６個の発光部Ｅ１〜Ｅ６として「６個のＬＥＤを同一基板上に一体的に等ピッチで１列に配列」したＬＥＤアレイＥＡ（照射手段）と、６個の受光部Ｄ１〜Ｄ６として「６個のＰＤを同一基板上に一体的に等ピッチで配列」したＰＤアレイＤＡ（受光手段）を、同一のハウジングに組み込んで反射型光学センサＯＳ１１としたものである。

図７（ｂ）に示す形態例は同一の基板上に、６個の発光部Ｅ１〜Ｅ６として「６個のＬＥＤを等ピッチで１列にアレイ配列」するとともに、６個の受光部Ｄ１〜Ｄ６として「６個のＰＤを等ピッチで１列にアレイ配列」して照射手段と受光手段を同一基板に形成して発光部・受光部アレイＤＥＡとし、この発光部・受光部アレイＤＥＡを、同一のハウジングに組み込んで反射型光学センサＯＳ１２としたものである。

図７に示すように、発光部の配列ピッチと受光部の配列ピッチは等しく、対応する発光部・受光部は主方向において同一位置にある。
しかし、これに限らず、図６に示した各形態例のように「発光部数と受光部数は異ならせることができ、配列ピッチを異ならせる」こともできる。

なお、図７において、受光部・発光部を６個としたのも、図の複雑化を避け、説明の便宜上の理由による。

このように照射手段・受光手段として、ＬＥＤアレイやＰＤアレイを用いれば、発光部・受光部の配列ピッチとして、数１０μｍ〜数１００μｍオーダーのピッチが可能であり、空間分解能を大きく向上させることが可能となる。
また、各々独立したＬＥＤやＰＤを集積するよりも、半導体プロセスで製造されるＬＥＤアレイやＰＤアレイの方が、発光部・受光部の位置精度を大きく向上させることができる。

図７（ｂ）の形態例では、ＬＥＤアレイがＰＤアレイと共に同一基板上に一体的に形成されるので、照射手段・受光手段相互の位置精度も大きく向上させることができる。

ところで、トナーパターンの反射特性は、トナーパターンを構成するトナーの色により異なる波長依存性を有するが、近赤外から赤外の波長、特に、８００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長領域では反射特性に対する波長依存性が殆んど無い。
従って、反射型光学センサにおける照射手段の発光部は「上記波長領域の光を放射するもの」が好ましく、また、反射型光学センサにおいて照射手段を構成する複数のＬＥＤが同一の発光波長で発光するのが好ましい。
照射手段としてＬＥＤアレイを用いる場合は、加工プロセス上から同一波長となるので好都合である。

受光手段を構成するＮ個の受光部の「波長感度特性」が相互に異なると、同じトナーパターンからの反射光を受光しても、受光部ごとに出力が変化してトナー濃度検出のための演算処理に対して誤差になる。

従って、受光手段の受光部を構成するＰＤのピーク感度波長が「受光手段内の受光部ごとにばらつかない」ことが好ましいが、これは受光手段として、ピーク感度波長が加工プロセス上から同一になる「ＰＤアレイ」を用いることにより実現できる。

また、照射手段から放射される検出光が受光手段により効率よく受光されるためには、発光部を構成するＬＥＤの発光波長と、受光部を構成するＰＤのピーク感度波長が「数１０ｎｍレベルの範囲で略同一」であることが好ましい。

一般に、発光素子として用いられるＧａＡｓ系ＬＥＤの発光波長は９５０ｎｍ程度、受光素子として用いられるＳｉ系ＰＤのピーク感度波長は８００〜１０００ｎｍであるので、発光素子や受光素子を選択して使用することが好ましい。

また、ＬＥＤやＰＤの組成やデバイス構造を調整することによって「波長帯域をシフトさせる」ことができるので、ＬＥＤの発光波長とＰＤのピーク感度波長を略同一とすることもできる。

前述の如く、反射型光学センサにおける照射手段の個々の発光部から放射される検出光は支持部材やトナーパターンにスポット状に照射される。
「発光部の具体例」である独立したＬＥＤには「放射光を集束させるレンズ機能を持つ部分」が一体化されており、上記レンズ機能によりスポットを形成することもできる。

素子自体としてはこのような機能を持たないＬＥＤアレイを照射手段に用いる場合には、反射型光学センサとして、請求項８記載のように「発光部から放射される検出光を、支持部材表面に向けて集光的に導光する照明用光学系および／または支持部材表面からの反射光を受光手段に向けて集光的に導光する受光用光学系を有する」構成とすることで、検出光のスポット照射を実現できる。

勿論、独立したＬＥＤを配列して発光部を形成する場合、各ＬＥＤが照射光を集光する機能を持っていても、上記照明用光学系を用いて、検出光の照射部に「より有効」に照射を行うことができる。

このような場合の実施の形態を以下に説明する。
図８に示す実施の形態について説明すると、図８（ａ）は実施形態の反射型光学センサＯＳを主方向から見た構造を説明図的に示している。
照射手段は、独立した５個の発光部Ｅ１〜Ｅ５を主方向（図面意直交する方向）に等ピッチで１列に配列してなり、受光手段は、独立した５個の受光部Ｄ１〜Ｄ５を、発光部の配列と同ピッチで主方向に配列してなる。
発光部Ｅ１〜Ｅ５の個々はＬＥＤ、受光部Ｄ１〜Ｄ５の個々はＰＤである。発光部をなすＬＥＤは「放射光を集束させるレンズ機能」を備えている。

図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、符号ＬＥは「照明用光学系」、符号ＬＤは「受光用光学系」を示す。
図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、照明用光学系ＬＥ、受光用光学系ＬＤは共にシリンドリカルレンズであり「副方向に正のパワー」をもつ。
符号１７は支持部材、具体的には転写ベルトを示し、符号ＰＰはトナー位置検出用のトナーパターンを示す。

トナー位置検出の動作は、図２、図３に即して説明したとおりである。
個々の発光部（ＬＥＤ）Ｅｉ（ｉ＝１〜５）が点灯・消灯を行うとき、放射される検出光は、照明用光学系ＬＥにより副方向に「より集光性を高められ」て、支持部材１７またはトナーパターンＤＰに照射される。
反射光は、受光用光学素子ＬＤにより副方向に集光性を高められて受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜５）に向かい受光される。

なお、照明用光学系、受光用光学系は、支持部材やトナーパターンへ照射する検出光のスポットの適切形状、受光部が受光する受光スポットの適切形状を実現できる形態にすることができる。

照明用光学系と受光用光学系を同一形状とすれば、これら光学系のコストダウンが図れる。
図８において、受光部・発光部を５個としたのも、図の複雑化を避け、説明の便宜上の理由による。

照明用光学系・受光用光学系を用いる他の実施形態を説明する。
図９に示す実施の形態では、反射型光学センサＯＳＡは、（ａ）に示すように、５個の発光部（ＬＥＤ）Ｅ１〜Ｅ５を配列した発光部の各発光部Ｅｉに１：１に対応させて、照明用集光レンズＬＥｉ（ｉ＝１〜５）を設け、発光部Ｅｉから照射された発散光の集光度合いを変え、支持部材１７への照明効率を高める機能を有する。

図８に示した照明用光学系であるシリンドリカルレンズの場合に比して、主方向の集光用のパワーを持たせることにより「さらなる照明効率の向上」が可能である。
照明用集光レンズＬＥｉ（ｉ＝１〜５）は「主方向と副方向のパワーが異なるアナモフィックレンズ」としてもよい。

照明用光学系は、図９（ａ）に示すように、各発光部Ｅｉに１対１対応するアナモフィックレンズＬＥｉを用い、受光用光学系には、図８（ｃ）に示すような「副方向にのみパワーを持つシリンドリカルレンズ」を用いることもできる。
照明用光学系の形態と受光用光学系の形態の組み合わせは、所望の照明効率や「検出光のスポット形状」、所望の受光効率や「受光スポット形状」に応じて選択できる。
図９において、受光部・発光部を５個としたのも、図の複雑化を避け、説明の便宜上の理由による。

図１０には、さらに、別の実施形態を２例示す。

図１０（ａ）に示す例では、反射型光学センサＯＳＢは、照射手段が６個の発光部（ＬＥＤである。）Ｅ１〜Ｅ６を有し、これら発光部の個々に対応して集光パワーを持つ凸レンズ面をアレイ配列して一体化した照明用光学系ＬＥＡを有する例である。

照明用光学系ＬＥＡではＬＥＤ側のみに集光パワーを持たせ、射出側は平面としているが、勿論、射出側面にもパワーを持たせることも可能である。
この例の照明用光学系ＬＥＡは一体構造であるので、発光部ごとに別個のレンズを反射型光学センサ本体に組付けるよりも、組みつけが容易であり、またレンズ面間の配置精度を高めることができる。

図１０（ａ）には図示されていないが、受光用光学系も同様に「受光用のレンズを一体化した構成」とすることができる。
図１０（ｂ）は、照明用光学系をなす６個の集光レンズＬＥ１〜ＬＥ６と、受光用光学系をなす６個の集光レンズＬＤ１〜ＬＤ６を、相互の位置関係を適切に定めて一体化した照明受光用光学系ＬＥＤＡを示している。
このような照明受光用光学系ＬＤＥＡを用いることにより、照明用の各集光レンズと、受光用の各集光レンズの配置精度をさらに高めることが可能となる。
図１０に示すような集光レンズの配列は、フォトリソグラフィーやナノインプリントなどの加工法を用いてガラス基板や樹脂基板上に形成できる。
図１０において受光部・発光部を６個としたのも、図の複雑化を避け、説明の便宜上の理由による。

照明用光学系や受光用光学系は、図４や図６のような発光部・受光部配列の場合には、発光部・受光部の配列に応じて適宜の形態をとることは言うまでも無い。

照明用光学系や受光用光学系をレンズアレイもしくはレンズ面アレイで形成する場合、レンズやレンズ面の配列ピッチは等しいことが好ましいことは言うまでも無い。

以下に、参考技術１〜３のトナーパターン位置検出方法を具体的に説明する。

図１１、１２は参考技術１のトナーパターン位置検出方法の１形態を説明するための図である。
図１１（ａ）において、符号Ｅ１〜Ｅ９は「照射手段を構成する９個の発光部」を示し、符号Ｄ１〜Ｄ９は「受光手段を構成する９個の受光部を示している。」
この実施の形態においても、発光部・受光部の数を９個としたのは図が複雑になるのを避けるためであり、９個という個数は単に説明の便宜上のものである。実際には発光部・受光部の個数として数１０〜数１００を想定している。

発光部Ｅ１〜Ｅ９は、検出光を放射する検出光用の発光部であり、支持部材に検出光のスポットを主方向の９箇所で照射できるように、主方向の配列ピッチ：ＥＰＴで、副方向に交わる１方向（この例では「主方向（図の左右方向）」）に配置されている。

９個の受光部Ｄ１〜Ｄ９は、照射手段の各発光部に１：１で対応して対応受光部を構成し、主方向の配列ピッチ：ＤＰＴで、副方向に交わる１方向（この例で「主方向」）に配列して、支持部材および／またはトナーパターンによる検出光の反射光を受光できるように照射手段に対応させ、且つ、支持部材に対向させて配置されている。

これら発光部Ｅ１〜Ｅ９による「照射手段」、受光部Ｄ１〜Ｄ９による「受光手段」は、適宜のハウジングに一体的に組み付けられて互いに組み合わせられて、例えば図３に即して説明した反射型光学センサＯＳ１等と同様の反射型光学センサを構成している。

発光部Ｅ１〜Ｅ９は具体的にはＬＥＤであり、受光部Ｄ１〜Ｄ９は具体的にはＰＤ（フォトダイオード）である。
この反射型光学センサは、図１に即して説明した画像形成装置に用いるのであれば「転写ベルト１７の下方の位置」に所定の位置関係で配置される。

発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜９）の配列ピッチ：ＥＰＴと、受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜９）の配列ピッチ：ＤＰＴとは等しく設定されている。

図１１（ａ）における符号Ｔ１〜Ｔ９は、トナーにより形成された９個の定形パターンを示し、これら９個の定形パターンＴｉ（ｉ＝１〜９）が主方向に主方向ピッチ：ＰＴで配列形成されて「定形パターン列としてトナーパターン」を構成している。

トナーパターンを構成する定形パターン列における定形パターンＴｉの主方向ピッチ：ＰＴは、この実施の形態において、配列ピッチ：ＥＰＴ（＝ＤＰＴ）の５／６倍（参考技術１における｛Ｋ／（Ｋ＋１）｝においてＫ＝５）に設定されている。

図１１（ａ）に示すように、「照射手段」をなす発光部Ｅ１〜Ｅ９と、「受光手段」をなす受光部Ｄ１〜Ｄ９とは「主方向において同じ位置」に配置され、発光部Ｅ１〜Ｅ９を支持部材である転写ベルトの表面に照射したとき、転写ベルトによる反射光が「発光部の各々に対応する受光部Ｄ１〜Ｄ９に入射する」ように、即ち、発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜９）から放射された検出光が、転写ベルトにより正反射され、対応する受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜９）に入射するように発光部・受光部の位置関係が定められている。
以下の説明を簡単化するため、転写ベルトの表面が滑らかで、個々の発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜９）から放射された検出光の「転写ベルト表面での正反射光」が、対応する受光部Ｄｉのみに入射するようになっているものとし、発光部Ｅｉからの検出光がトナーパターンの定形パターンを照射したとき、定形パターンにより拡散反射された反射光は、受光部Ｄｉ以外の受光部Ｄｊ（ｉ≠ｊ）には入射しないものとする。

トナーパターンの位置検出を行なうときには、発光部Ｅ１〜Ｅ９を全て同時に間欠点灯させ、受光部Ｄ１〜Ｄ９の受光量を比較する。間欠点灯は、転写ベルトの副方向への移動速さに対して、十分に短い時間とし、トナーパターンが確実に照射されるようにする。
図１１（ａ）に示す状態は、発光部Ｅｉ、受光部Ｄｉの主方向の配列に対し、トナーパターンをなす定形パターンＴ１〜Ｔ９の位置関係が理想的な場合、即ち、定形パターン列の主方向の中心をなす定形パターンＴ５が、発光部列・受光部列の主方向の中心をなす発光部Ｅ５、受光部Ｄ５の位置と「主方向において」合致している状態を示している。

支持部材である転写ベルトが副方向（図の矢印方向）に移動してトナーパターンが反射型光学センサの検出領域に近づくとき、トナーパターンが未だ検出光により照射されない状態にあっては、各受光部Ｄｉには、この受光部Ｄｉに対応する発光部Ｅｉから放射され、転写ベルト表面で正反射された反射光が入射する。

このときの各受光部Ｄｉの受光量による出力は、図１１（ｂ）に示すＯＤ１〜ＯＤ９のようになり、各受光部の出力が揃っている。

トナーパターンが検出領域に入ると、検出光のスポットが定形パターンを照射するようになる。ここでもまた説明を簡単化するため、主方向において発光部と同一位置にある定形パターンのみが、検出光のスポットに照射されて拡散反射光を発生させるものとする。

するとこの場合には、検出光のスポットは定形パターンＴ５を照射し、図１１（ｃ）に示すＯＤ１〜ＯＤ９の如き出力が得られる。即ち、この状態において、定形パターンＴ５が主方向において発光部Ｅ５・受光部Ｄ５と同じ位置にあることが分かり、トナーパターンの位置検出が実現される。

図１１（ａ）に示す、トナーパターンと反射型光学センサとの主方向の位置関係を基準として考えると、定形パターンＴ５の主方向の位置が発光部Ｅ５の位置と合致しており、定形パターンＴ４、Ｔ６の位置はそれぞれ、発光部Ｅ４、Ｅ６の位置に対して、ΔＴ＝ＥＰＴ／５だけ、定形パターンＴ５の側へずれている。
また、定形パターンＴ３、Ｔ７はそれぞれ、発光部Ｅ３、Ｅ７の位置に対して、ΔＴ＝２（ＥＰＴ／５）だけ定形パターンＴ５の側へずれ、定形パターンＴ３、Ｔ７はそれぞれ、発光部Ｅ３、Ｅ７の位置に対して、ΔＴ＝２（ＥＰＴ／５）だけ定形パターンＴ５の側へずれ、定形パターンＴ２、Ｔ８はそれぞれ、発光部Ｅ２、Ｅ８の位置に対して、ΔＴ＝３（ＥＰＴ／５）だけ定形パターンＴ５の側へずれ、定形パターンＴ１、Ｔ９はそれぞれ、発光部Ｅ１、Ｅ９の位置に対して、ΔＴ＝４（ＥＰＴ／５）だけ定形パターンＴ５の側へずれている。

従って、トナーパターンが反射型光学センサに対し、図１１（ａ）の状態から、主方向の一方の側に（ＥＰＴ／５）だけずれるごとに、何れかの定形パターンが何れかの受光部の位置と合致する。そして、ある定形パターンと主方向の位置が合致した受光部の出力が、他の受光部の出力よりも小さくなる。

例えば、図１２（ａ）は、トナーパターンが図１１（ａ）の状態から右向きにΔＴだけずれ、定形パターンＴ４と受光部Ｄ４の主方向の位置が合致した状態を示し、このとき、受光部Ｄ１〜Ｄ９の出力ＯＤ１〜ＯＤ９は図１２（ａ）の下図の如く、受光部Ｄ４の出力が他の受光部の出力よりも小さくなる。

図１２（ｂ）は、トナーパターンが図１１（ａ）の状態から左向きにΔＴだけずれ、定形パターンＴ６と受光部Ｄ６の主方向の位置が合致した状態を示し、このとき、受光部Ｄ１〜Ｄ９の出力ＯＤ１〜ＯＤ９は、図１２（ｂ）の下図の如く、受光部Ｄ６の出力が他の受光部の出力よりも小さくなる。

このようにして、トナーパターンの主方向の一を「発光部・受光部のピッチの１／５の精度」で位置を検出できる。

上の説明では、説明の簡単化のための幾つかの条件を仮定した。実際の位置検出においては、各受光部の出力は、図１１や図１２に示すような単純なものにはならないが、定形パターンＴｉ（ｉ＝１〜９）のうちで、主方向の位置が合致した受光部（上の例で、受光部Ｄ５またはＤ４またはＤ６）からの出力が「もっとも小さくなる」ことは一般的になりたつ。

従って「出力がもっとも小さくなる受光部を特定する」ことによりトナーパターンの位置が検出できる。

図１３、図１４は、実施の別形態を説明するための図である。混同の恐れは無いと思われるので、繁雑を避けるため図１１におけると同じ符号を用いて説明する。

図１３（ａ）において、符号Ｅ１〜Ｅ９は「照射手段を構成する９個の発光部」、符号Ｄ１〜Ｄ９は「受光手段を構成する９個の受光部」をそれぞれ示す。勿論、発光部・受光部の数を９個としたのは図が複雑になるのを避けるためであり、９個という個数は単に説明の便宜上のものである。

照射手段をなす発光部Ｅ１〜Ｅ９、受光手段をなす受光部Ｄ１〜Ｄ９は、図１１、図１２に即して説明したのと同様のものであり、発光部Ｅ１〜Ｅ９は、主方向の配列ピッチ：ＥＰＴで副方向に交わる１方向（この例では「主方向（図の左右方向）」）に配置され、９個の受光部Ｄ１〜Ｄ９は、主方向の配列ピッチ：ＤＰＴで、副方向に交わる１方向（この例で「主方向」）に配列されており、適当なハウジングで一体化されて反射型光学センサを構成している。

発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜９）の配列ピッチ：ＥＰＴと、受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜９）の配列ピッチ：ＤＰＴとは等しく設定され、各発光部Ｅｉと欠く 受光部が「転写ベルト表面での正反射光を受光する」ように配置されている場合には、検出光のスポットがトナーパターンから部Ｄｉとは、主方向における位置が合致している。

図１３（ａ）における符号Ｔ１〜Ｔ９は、トナーパターンをなす「トナーにより形成された９個の定形パターン」を示し、これら９個の定形パターンＴｉ（ｉ＝１〜９）の主方向の主方向ピッチ：ＰＴは、上記配列ピッチ：ＥＰＴ（＝ＤＰＴ）の６／５の大きさに設定されている（参考技術１における｛（Ｋ＋１）／Ｋ｝においてＫ＝５）に設定されている。

図１１、図１２の例と同様、「照射手段」をなす発光部Ｅ１〜Ｅ９と、「受光手段」をなす受光部Ｄ１〜Ｄ９とは「主方向において同じ位置」に配置され、発光部Ｅ１〜Ｅ９を支持部材である転写ベルトの表面に照射したとき、転写ベルトによる反射光が「発光部の各々に対応する受光部Ｄ１〜Ｄ９に入射する」ように、即ち、発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜９）から放射された検出光が、転写ベルトにより正反射され、対応する受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜９）に入射するように発光部・受光部の位置関係が定められている。
図１１、図１２の例と同様に、説明を簡単化するため、転写ベルトの表面が滑らかで、個々の発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜９）から放射された検出光の「転写ベルト表面での正反射光」が、対応する受光部Ｄｉのみに入射するようになっているものとし、発光部Ｅｉからの検出光がトナーパターンの定形パターンを照射したとき、定形パターンにより拡散反射された反射光は、受光部Ｄｉ以外の受光部Ｄｊ（ｉ≠ｊ）には入射しないものとする。

トナーパターンの位置検出を行なうときには、前述の例と同様に、発光部Ｅ１〜Ｅ９を全て同時に間欠点灯させ、受光部Ｄ１〜Ｄ９の受光量を比較する。

図１３に示す状態では、発光部Ｅｉ、受光部Ｄｉの主方向の配列に対し、トナーパターンをなす定形パターンＴ１〜Ｔ９の位置関係が理想的な場合、即ち、定形パターン列の主方向の中心をなす定形パターンＴ５が、発光部列・受光部列の主方向の中心をなす発光部Ｅ５、受光部Ｄ５の位置と「主方向において」合致している。

支持部材である転写ベルトが副方向（図の矢印方向）に移動してトナーパターンが反射型光学センサの検出領域に近づくとき、トナーパターンが未だ検出光により照射されない状態にあっては、各受光部Ｄｉには、この受光部Ｄｉに対応する発光部Ｅｉから放射され、転写ベルト表面で正反射された反射光が入射する。

このときの各受光部Ｄｉの受光量による出力は、図１１（ｂ）に示すＯＤ１〜ＯＤ９のようになり、各受光部の出力が揃っている。

トナーパターンが検出領域に入ると、検出光のスポットが定形パターンを照射するようになる。ここでもまた説明を簡単化するため、主方向において発光部と同一位置にある定形パターンのみが、検出光のスポットに照射されて拡散反射光を発生させるものとする。

この場合は、検出光のスポットは定形パターンＴ５を照射し、図１３下図に示すＯＤ１〜ＯＤ９の如き出力が得られる。この状態において、定形パターンＴ５が主方向において発光部Ｅ５・受光部Ｄ５と同じ位置にあることが分かり、トナーパターンの位置検出が実現される。

図１３に示す、トナーパターンと反射型光学センサとの主方向の位置関係を基準として考えると、定形パターンＴ５の主方向の位置が発光部Ｅ５の位置と合致しており、定形パターンＴ４、Ｔ６の位置はそれぞれ、発光部Ｅ４、Ｅ６の位置に対して、ΔＴ＝ＥＰＴ／５だけ、定形パターンＴ５から離れる側へずれている。
また、定形パターンＴ３、Ｔ７はそれぞれ、発光部Ｅ３、Ｅ７の位置に対して、ΔＴ＝２（ＥＰＴ／５）だけ定形パターンＴ５から離れる側へずれ、定形パターンＴ３、Ｔ７はそれぞれ、発光部Ｅ３、Ｅ７の位置に対して、ΔＴ＝２（ＥＰＴ／５）だけ定形パターンＴ５から離れる側へずれ、定形パターンＴ２、Ｔ８はそれぞれ、発光部Ｅ２、Ｅ８の位置に対して、ΔＴ＝３（ＥＰＴ／５）だけ定形パターンＴ５から離れる側へずれ、定形パターンＴ１、Ｔ９はそれぞれ、発光部Ｅ１、Ｅ９の位置に対して、ΔＴ＝４（ＥＰＴ／５）だけ定形パターンＴ５から離れる側へずれている。

従って、トナーパターンが反射型光学センサに対し、図１３の状態から、主方向の一方の側に（ＥＰＴ／５）だけずれるごとに、何れかの定形パターンが何れかの受光部の位置と合致する。そして、ある定形パターンと主方向の位置が合致した受光部の出力が、他の受光部の出力よりも小さくなる。

例えば、図１４（ａ）は、トナーパターンが図１３の状態から右向きにΔＴだけずれ、定形パターンＴ４と受光部Ｄ４の主方向の位置が合致した状態を示し、このとき、受光部Ｄ１〜Ｄ９の出力ＯＤ１〜ＯＤ９は図１４（ａ）の下図の如く、受光部Ｄ４の出力が他の受光部の出力よりも小さくなる。

図１４（ｂ）は、トナーパターンが図１３の状態から左向きにΔＴだけずれ、定形パターンＴ６と受光部Ｄ６の主方向の位置が合致した状態を示し、このとき、受光部Ｄ１〜Ｄ９の出力ＯＤ１〜ＯＤ９は、図１４（ｂ）の下図の如く、受光部Ｄ６の出力が他の受光部の出力よりも小さくなる。

このようにして、トナーパターンの主方向の一を「発光部・受光部のピッチの１／５の精度」で位置を検出できる。

勿論、この実施の形態においても、実際の位置検出においては、各受光部の出力は、図１３や図１４に示すような単純なものにはならないが、定形パターンＴｉ（ｉ＝１〜９）のうち、主方向の位置が合致した受光部（上の例で、受光部Ｄ５またはＤ４またはＤ６）からの出力が「もっとも小さくなる」ことは一般的になりたつので、「出力がもっとも小さくなる受光部を特定する」ことによりトナーパターンの位置が検出できる点は、図１１、図１２に即して説明した形態と同様である。

図１１〜図１４に即して説明した例では、トナーパターンの定形パターンＴ５が、受光部Ｄ４の位置に合致する状態が、トナーパターンの「左方へのずれ量」の検出の限界であり、定形パターンＴ５が受光部Ｄ６に合致する状態が、トナーパターンの「右方へのずれ量」の検出の限界である。

従って、図１１〜図１４に示した方法により、トナーパターンを「発光部の配列ピッチ：ＥＰＴ（＝受光部の配列ピッチ：ＤＰＴ）の２倍の領域内で位置検出できる。

従って、トナーパターンの主方向の位置検出範囲を大きくするには、発光部・受光部の配列ピッチ：ＥＰＴ、ＤＰＴを大きくすればよく、その際に検出制度を高めるためには、トナーパターンをなす定形パターンの配列ピッチ：ＰＴを定める｛Ｋ／（Ｋ＋１）｝または｛（Ｋ＋１）／Ｋ｝におけるＫを大きくすればよい。Ｋが大きくなると、発光部・受光部の配列数も定形パターンの配列数も大きくなる。

これから分かるように、参考技術１〜４の位置検出方法では、発光部とこれに対応する「受光部もしくは対応受光部」における発光部の数：Ｍと「受光部もしくは対応受光部の数」は互いに等しく、受光部とこれに対応する対応発光部における受光部の数：Ｎと対応発光部の数とは互いに等しい。
このとき、トナーパターンを形成する定形パターンの配列数は、上に説明した実施の形態では、発光部もしくは対応受光部の数：Ｍと同数か、受光部もしくは対応受光部の数：Ｎと同数である場合に、位置検出範囲が「発光部の配列ピッチ：ＥＰＴ（＝受光部の配列ピッチ：ＤＰＴ）の２倍」となって最大範囲になる。定形パターンの配列数を、減少させると、検出精度：１／Ｋで検出できる「主方向の検出範囲」が狭まる。

トナーパターンのずれる向きや範囲が予め限定されている場合には、発光部数、受光部数、定形パターンの数を減らすことができる。例えば、図１１の例で、トナーパターンのずれる向きが、発光部Ｅ５の位置を基準として左向きに決まっている場合であれば、発光部Ｅ１〜Ｅ５と受光部Ｄ１〜Ｄ５で反射型光学センサを構成し、定形パターンＴ１〜Ｔ５でトナーパターンを構成することができる。

上記の如くして「出力が最も低くなる受光部の主方向の位置」を、各受光部の出力の比較演算により検出し、トナーパターンと発光部・受光部の基準の位置関係に基づき、トナーパターンの位置を演算的に検出できる。

図１１〜図１４に示した実施の形態では、トナーパターンが主方向に平行に形成されているが、トナーパターンにおける定形パターンの配列方向を主方向に対して傾けるようにしてもよい。

また、発光部・受光部の配列も、主方向に平行な配列に限らず、図４や図５のような配列も可能である。発光部の発光も、上に説明したような全部を同時に点滅させるのではなく、所定の側から順次発光させるような方法でもよい。

図１５以下に、参考技術２、４の位置検出方法の例を説明する。

混同の恐れはないと思われるので、発光部・受光部、定形パターン、受光部の出力については、図１１等におけると同一の符号を付している。

図１５に示す例では、照射手段は４個の発光部Ｅ１〜Ｅ４で構成され、受光手段は４個の受光部Ｄ１〜Ｄ４で構成されている。これら照射手段・受光手段は適宜のハウジングで一体とされて反射型光学センサとされ、支持部材たる転写ベルトの表面に対向して配置される。図１５（ａ）〜（ｃ）において、左右方向が主方向であり、発光部・受光部とも主方向に平行に、同一ピッチ（ＥＰＴ＝ＤＰＴ）で配列されている。

トナーパターンは２個の定形パターンＴ１、Ｔ２を主方向に配列して形成されている。

この例において、定形パターンＴ１、Ｔ２の配列ピッチ（間隔）：ＰＴは、発光部Ｅ１〜Ｅ４の配列ピッチＥＰＴの１／２である。

「照射手段」をなす発光部Ｅ１〜Ｅ５と、「受光手段」をなす受光部Ｄ１〜Ｄ４とは、主方向の同じ位置に配置され、発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜４）を転写ベルト表面に照射したとき、転写ベルトによる正反射光が「発光部の各々に対応する受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜４）に入射するようになっている。

また、各発光部から放射される検出光が転写ベルト表面に形成するスポットは、隣接するスポット同士がわずかに重なり合い、主方向に連続した照射領域を形成するようになっている。

説明の簡単のために、検出光が定形パターンを照射するとき、拡散反射された反射光は、定形パターンを照射した検出光スポットを放射した発光部に対応する受光部に入射するようになっているものとする。

位置検知は発光部Ｅ１とＥ２を全て、同時に点滅させ、受光部Ｄ１、Ｄ２の受光量を演算的に比較することにより行う。

図１５（ａ）は、トナーパターンをなす定形パターンＴ１、Ｔ２が、主方向に適正な位置に形成されている場合であり、この状態でトナーパターンが検出光により照射されるとき、定形パターンＴ１は、発光部Ｅ２からの検出光のスポットにより照射され、拡散反射光は受光部Ｄ２に入射する。

また、定形パターンＴ２は、発光部Ｅ３からの検出光のスポットにより照射され、拡散反射光は受光部Ｄ３に入射する。

従って、受光部Ｄ１〜Ｄ４の出力は、図１５（ａ）下図の出力ＯＤ１〜ＯＤ４のようになる。

図１５（ｂ）では、トナーパターンが、図１５（ａ）の状態から主方向の右向きに「発光部の配列ピッチ」ＥＰＴの１／４だけずれた状態を示す。

この状態でトナーパターンに検出光が照射されると、定形パターンＴ１は、発光部Ｅ２からの検出光のスポットと発光部Ｅ３からの検出光のスポットにより照射され、拡散反射光は受光部Ｄ２、Ｄ３に入射する。

また、定形パターンＴ２は、発光部Ｅ３からの検出光のスポットにより照射され、拡散反射光は受光部Ｄ３に入射する。

従って、受光部Ｄ１〜Ｄ４の出力は、図１５（ｂ）下図の出力ＯＤ１〜ＯＤ４のようになる。

図１５（ｃ）では、トナーパターンが、図１５（ａ）の状態から主方向の左向きに「発光部の配列ピッチ」ＥＰＴの１／４だけずれた状態を示す。

この状態でトナーパターンに検出光が照射されると、定形パターンＴ１は、発光部Ｅ２からの検出光のスポットと発光部Ｅ３からの検出光のスポットにより照射され、拡散反射光は受光部Ｄ２、Ｄ３に入射する。

また、定形パターンＴ２は、発光部Ｅ３からの検出光のスポットにより照射され、拡散反射光は受光部Ｄ３に入射する。

従って、受光部Ｄ１〜Ｄ４の出力は、図１５（ｂ）下図の出力ＯＤ１〜ＯＤ４のようになる。

従って、図１５（ａ）〜（ｃ）における出力ＯＤ１〜ＯＤ４のパターンの差異を演算的に処理することにより、定形パターンＴ１、Ｔ２によるトナーパターンの主方向の位置を１／４の検出精度で演算的に検出できる。

図１５の場合、発光部・受光部の数が４個あるので、トナーパターンの位置か主方向の左右方向にさらにずれても、発光部の配列ピッチ：ＥＰＴの３倍の領域でトナーパターンの位置を検出できる。また、図１５の例から、発光部Ｅ１、Ｅ４と受光部Ｄ１、Ｄ４を除いても、トナーパターンの主方向の位置を発光部・受光部の配列ピッチ（配列間隔）の範囲で検出できる。

図１５に示した実施の形態でも、トナーパターンが主方向に平行に形成されているが、トナーパターンにおける定形パターンＴ１、Ｔ２の配列方向を主方向に対して傾けるようにしてもよい。

また、発光部・受光部の配列も、主方向に平行な配列に限らず、図４や図５のような配列も可能である。発光部の発光も、上に説明したような全部を同時に点滅させるのではなく、所定の側から順次発光させるような方法でもよい。

定形パターンＴ１、Ｔ２の配列間隔は、発光部の配列ピッチ：ＥＰＴの半整数倍とすることができるし、定形パターンの数も３以上とすることもできる。

図１１〜１５に示した実施の形態では、反射型光学センサをなす照射手段・受光手段における発光部・受光部の数が等しいが、反射型光学センサとして、図６（ｂ）や（ｃ）のタイプのものを用いても、上記と同様にして参考技術１、２の位置検出方法を実施できる。

また、図１１〜１５に示した実施の形態において、反射型光学センサとして、例えば図６（ａ）のタイプのものを用いて、上記と同様に参考技術３、４の位置検出方法を実施できる。

ＯＳ１ 反射型光学センサ
Ｅ１〜Ｅ５ 発光部（ＬＥＤ）
Ｄ１〜Ｄ５ 受光部（ＰＤ）
ＰＰ１ トナー位置検出用のトナーパターン
１７ 支持部材（転写ベルト）

Claims (10)

1. トナーによる画像を形成する画像形成方法において、所定の副方向へ移動する支持部材の表面に所定のトナーパターンを形成し、上記支持部材に照射手段により検出光を照射し、上記支持部材およびトナーパターンの少なくとも一方による反射光を受光手段により受光し、上記検出光に対する上記支持部材の反射特性と上記トナーパターンの反射特性の差に基づき上記トナーパターンの上記支持部材上における位置を検出するトナー位置検出方法であって、
   検出光を放射する検出光用の発光部をＭ（≧３）個、上記支持部材に検出光のスポットをＭ箇所で照射できるように、且つ、副方向に直交する方向において隣接するスポットの間が、上記直交する方向における上記トナーパターンの大きさ以下となるように、副方向に交わる１方向に配置して照射手段とするとともに、
   Ｎ（≧３）個の受光部を、上記支持部材およびトナーパターンの少なくとも一方による検出光の反射光を受光できるように、上記照射手段に対応させ、且つ、上記支持部材に対向させて１方向に配列して受光手段とし、
   上記トナーパターンが、副方向に直交する主方向における検出光の照射領域より小さい幅を主方向に有するパターンであり、
   上記パターンが、検出光の照射領域を上記副方向に通過する時間内に、上記照射手段のＭ個の発光部を順次に発光させ、
   上記受光手段のＮ個の受光部の出力に基づきトナーパターンの上記支持部材上における位置を演算的に検出することを特徴とするトナー位置検出方法。
2. トナーによる画像を形成する画像形成装置において、所定の副方向へ移動する支持部材の表面に、副方向に直交する主方向における検出光の照射領域より小さい幅を主方向に有するトナーパターンを形成し、上記支持部材に照射手段により検出光を照射し、上記支持部材およびトナーパターンの少なくとも一方による反射光を受光手段により受光し、上記検出光に対する上記支持部材の反射特性と上記トナーパターンの反射特性の差に基づき上記トナーパターンの上記支持部材上における位置を検出するのに用いる反射型光学センサであって、
   独立してもしくは同時に点滅可能なＭ（≧３）個の発光部を１方向に配列してなり、上記トナーパターンが、検出光の照射領域を上記副方向に通過する時間内にＭ個の発光部を順次に発光させる照射手段と、
   Ｎ（≧３）個の受光部を上記照射手段に対応させて１方向に配列してなる受光手段とを有することを特徴とする反射型光学センサ。
3. 請求項２記載の反射型光学センサにおいて、
   発光部の配列する１方向および受光部の配列する１方向が、トナー位置検出を行う状態において、主方向に略平行となることを特徴とする反射型光学センサ。
4. 請求項２記載の反射型光学センサにおいて、
   発光部の配列する１方向および受光部の配列する１方向が、トナー位置検出を行う状態において、主方向に対し、支持部材の副方向への移動速度に応じた所定の角だけ傾いていることを特徴とする反射型光学センサ。
5. 請求項２記載の反射型光学センサにおいて、
   発光部および受光部の配列が１方向に複数分割され、分割された各部分が、トナー位置検出を行う状態において、支持部材の副方向への移動速度に応じた所定のずれ幅で副方向にずれていることを特徴とする反射型光学センサ。
6. 請求項２〜５の任意の１に記載の反射型光学センサにおいて、
   １個の発光部に複数個の受光部が対応することを特徴とする反射型光学センサ。
7. 請求項２〜５の任意の１に記載の反射型光学センサにおいて、
   １個の受光部に複数個の発光部が対応することを特徴とする反射型光学センサ。
8. 請求項２〜７の任意の１に記載の反射型光学センサにおいて、
   照射手段の発光部から放射される検出光を、支持部材表面に向けて集光的に導光する照明用光学系および／または支持部材表面からの反射光を受光手段に向けて集光的に導光する受光用光学系を有することを特徴とする反射型光学センサ。
9. トナーによる画像を形成する画像形成装置において、
   トナー位置検出に用いる反射型光学センサとして、請求項２〜８の任意の１に記載の反射型光学センサを有することを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項９記載の画像形成装置において、
    形成される画像が、色の異なる複数種のトナーによる多色画像もしくはカラー画像であり、トナーの色ごとにトナー位置検出が行なわれることを特徴とする画像形成装置。

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