トナー情報検出方法および反射型光学センサ装置および画像形成装置
【課題】トナーパターンの位置やトナー濃度の検出を行う際に、本来の画像形成の作業効率を低下させず、検出の際のトナー消費量・発光部の発光エネルギを低減する。
【解決手段】発光部Ｅ１〜Ｅ９を有する照射手段と、受光部Ｄ１〜Ｄ９を有する受光手段を用い、照射手段におけるｒ（≦９）個の発光部を発光させてトナーパターンＹＰ１の位置範囲情報を予備的に検出する予備検出工程を行ない、予備検出工程による検出結果に基づき、照射手段において発光させるｓ（＜ｒ）個の発光部を選択して発光させ、トナーパターンの位置および／またはトナー濃度に関する情報を検出する本検出工程を行なう。
【解決手段】発光部Ｅ１〜Ｅ９を有する照射手段と、受光部Ｄ１〜Ｄ９を有する受光手段を用い、照射手段におけるｒ（≦９）個の発光部を発光させてトナーパターンＹＰ１の位置範囲情報を予備的に検出する予備検出工程を行ない、予備検出工程による検出結果に基づき、照射手段において発光させるｓ（＜ｒ）個の発光部を選択して発光させ、トナーパターンの位置および／またはトナー濃度に関する情報を検出する本検出工程を行なう。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トナー情報検出方法、反射型光学センサおよび画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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（以下「ＭＦＰ」と略記する。）等として広く実施されている。
【０００３】
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、良好な画像を得るためには、静電潜像の現像に供されるトナー量が適正でなければならない。現像方式には「トナーとキャリアを含む２成分系の現像剤」を用いる方式や、トナーのみで構成された現像剤を用いるモノトナー現像方式等、種々の方式が知られているが、静電潜像が現像される現像部へ供給されるトナー量の多寡を「トナー濃度」と呼ぶことにする。
【０００４】
トナー濃度が低すぎるときは、静電潜像に十分な量のトナーが供給されず、得られるトナー画像は濃度の不十分な画像となってしまう。
また、トナー濃度が高すぎるときは、形成されるべき画像の濃度分布が「高濃度側」に偏り、やはり見づらいトナー画像となってしまう。このように、適正なトナー画像が形成されるためには「トナー濃度が適正な範囲」になければならない。
【０００５】
また、良好なトナー画像を得るためには、記録紙等の画像担持媒体上におけるトナー画像の位置を正確に把握する必要がある。
【０００６】
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。
【０００７】
トナー画像の「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。
【０００８】
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。
【０００９】
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るレジストずれ」、「画像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。
【００１０】
従来から、トナー濃度やトナー画像位置の適正制御のため「トナー濃度検出用のトナーパターン」や「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、反射光の変化を検出して、トナーパターンのトナー濃度や位置を検出する方法が広く行われている。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。
【００１１】
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１〜６）。
【００１２】
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、あるいは「波長特性の異なる３個の発光部（ＬＥＤ）」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。
【００１３】
発光部としては上記の如く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、トナー濃度検出用あるい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小さいサイズのスポット」として照射される。
【００１４】
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、この明細書においては「副方向」と呼び、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、上記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。
【００１５】
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。
【００１６】
検出光のスポットの大きさは、通常、直径：２〜３ｍｍ程度である。
【００１７】
反射型光学センサによる検出光のスポットが照射される「主方向の位置」は、トナーパターンの「主方向中央部」であることが理想である。
しかしながら、静電潜像形成部における光走査領域や反射型光学センサの取り付け位置が「主方向に経時的に変動」したり、転写ベルトが蛇行したりすることにより、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」は、必ずしも理想状態とはならない。
【００１８】
トナーパターンと反射型光学センサとの「主方向における位置関係」がずれ、検出光のスポットがトナーパターンから「はみ出して照射」されると、受光手段が受光する反射光は適正なものではなく、トナーパターンのトナー濃度や位置を適正に検出できない。
【００１９】
例として、検出光を１個のスポットとして照射し、反射光を１個の受光部で受光し、正反射光（転写ベルト表面の反射特性に相当）と拡散反射光（トナーパターンの反射特性に相当）の差によりトナー濃度を検出する場合について説明する。
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、検出光のスポットがトナーパターンから「はみ出す」ことなくトナーパターンを適正に照射している場合には、受光部の受光する光量は「転写ベルト表面での正反射光を受光するときよりも小さく」なり、正反射光を受光する場合との受光量の差によって、トナーパターンのトナー濃度を適正に検出できる。
【００２０】
しかし、検出光のスポットが「トナーパターンの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部分を照射して拡散反射されるが、トナーパターンの外側にはみ出したスポット部分の検出光は「トナーパターンの無い転写ベルト表面」を照射して正反射される。従って、この場合、受光部が受光する光量は「トナーパターンのみによる拡散反射光を受光する場合」よりも大きくなる。
【００２１】
このような「受光結果」は、トナーパターンにおける「トナー量が少ない場合」にも起こりうるものであるから、上記の場合、トナーパターンの有するトナー濃度が、実際よりも低く検出されてしまうことになる。
【００２２】
また、トナーパターンの位置を検出する場合、一般に、受光部が受光する「正反射光の強度」にスレッシュレベルを設定し、このスレッシュレベルを基準にしてトナーパターン位置を決定する。
【００２３】
即ち、受光量が「設定されたスレッシュレベル」より低いときに「トナーパターンが有る」とするので、上記の受光結果は検出信号の変動となり、トナーパターン位置の正しい検出に悪影響を及ぼす。
【００２４】
このような問題を避けるため、従来は、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」のずれの存在に拘わらず、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位置する」ように、トナーパターンの主方向幅を１５ｍｍ程度〜２５ｍｍ程度の大きさに設定し、上記「位置関係のずれ」が生じても、検出光のスポットがトナーパターンの主方向外側にはみ出さないようにしていた。
【００２５】
トナー濃度を検出する場合には、トナーパターンから十分な拡散反射が生じるように、トナーパターンの副方向幅も、検出光のスポットの大きさよりも十分大きくされていた。
【００２６】
ところで、画像形成装置、特にカラー画像形成装置において、反射型光学センサとトナーパターンによるトナー濃度やトナーパターン位置の検出は、画像形成プロセスを適正化して「高画質を確保・維持」できるように行われ、形成すべき画像の出力とは別個に行われるため、トナーパターンのトナー濃度や位置の検出を行っている間は「本来の画像形成プロセス」を行うことができない。
【００２７】
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光走査のパターン書き込み時間が大きくなり、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。
【００２８】
また、検出用の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、パターンの大きさ（面積）に比例して不寄与トナーの消費量も大きくなる。即ち、従来から知られた検出方式は、作業効率の向上を困難とするという問題と、不寄与トナーの消費量が大きいという問題とを抱えている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
この発明は、画質を維持するための画像形成装置の調整を行う際に、本来の画像形成の作業効率を低下させないようにすること、また、上記画像形成装置の調整の際のトナー消費量を低減し、発光部の発光エネルギを低減することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
この発明のトナー情報検出方法は「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１以上形成し、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位置および／またはトナー濃度に関する情報を検出するトナー情報検出方法」である。
【００３１】
「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等の画像形成装置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。
【００３２】
「トナーパターン」は、トナー情報の検出に用いられるための「トナー画像」で、「トナーパターンとなるべく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（検出光の照射と反射光の受光が行なわれる部位）へ持ち来たされる。
「トナーパターンとなるべき静電潜像」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。
【００３３】
「支持部材」は、上記の如く、トナー情報の検出が行なわれる際に、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」であることができる。場合によっては、例えば、再生紙や片面を使用された転写紙等にトナーパターンを転写し、このように転写されたトナーパターンを対象としてトナー情報の検出を行なうこともできる。
【００３４】
「トナーパターンが所定である」とは、トナーパターンが定形、即ち「一定の形状を有する」ことを意味する。
【００３５】
検出の対象である「トナー情報」は、トナーパターンの位置および／またはトナー濃度に関する情報である。即ち、検出されるべきトナー情報は、トナーパターンの位置に関する情報、トナーパターンにおけるトナー濃度に関する情報、トナーパターンの位置とトナー濃度とに関する情報の３種のうちの何れかである。
【００３６】
請求項１記載のトナー情報検出方法は、以下の如き特徴を有する。
即ち、トナー情報の検出に用いられる手段として、照射手段と受光手段とを有する。
「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、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方向に配置して構成される。
【００３７】
「受光手段」は、照射手段とするとともに、Ｎ（≧３）個の受光部を、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１方向に配列して構成される。
【００３８】
Ｎ個の受光部が「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」とは、検出光が照射されたとき、Ｎ個の受光部が、支持部材からの反射光、トナーパターンによる反射光、支持部材とトナーパターンによる反射光の何れをも受光できることを意味する。
【００３９】
請求項１記載のトナー情報検出方法は、予備検出工程と、本検出工程とを有する。
「予備検出工程」は、照射手段におけるｒ（≦Ｍ）個の発光部を発光させてトナーパターンの位置範囲情報を予備的に検出する工程である。
即ち、予備検出工程では、照射手段を構成するＭ個の発光部の全て、もしくはＭ個の発光部に含まれるｒ（＜Ｍ）個の発光部が発光される。そして、支持部材上のトナーパターンの「位置範囲情報」が検出される。
【００４０】
トナーパターンの「位置範囲情報」は、トナーパターンが位置する支持部材上の「主として主方向における大まかな範囲」を表す情報である。
【００４１】
「本検出工程」は、予備検出工程による検出結果に基づき、照射手段において発光させるｓ（＜ｒ）個の発光部を選択して発光させ、トナーパターンの位置および／またはトナー濃度に関する情報を検出する工程である。即ち「ｓ」は必ず「Ｍ」より小さい。
【００４２】
即ち、予備検出工程によりトナーパターンの支持部材上の大まかな位置を「位置範囲情報」として検出したのち、本検出工程で、検出範囲を「ｓ（＜ｒ）個の発光部」による検出範囲に絞り込んで検出を行なう。このときの検出対象は「トナーパターンの位置および／またはトナー濃度に関する情報」である。これらトナー情報は、受光手段のＮ個の受光部の出力に基づき演算的に検出される。
【００４３】
なお、予備検出工程で「位置範囲情報の検出」に供されるトナーパターンと、本検出工程で検出に供されるトナーパターンとは異なるパターンとすることもできるが、本検出工程用のトナーパターンの一部を用いて予備検出工程を行なうこともできる。
【００４４】
予備検出工程において発光させるｒ個の発光部は同時に発光させても良いし、順次に発光させてもよい。同様に、本検出工程で発光させるｓ個の発光部も、同時に発光させても良いし、順次に発光させてもよい。
ｒ個あるいはｓ個の発光部を順次に発光させるとは、発光部を個別的に順次に点滅させることを意味する。この場合、ｒ個の発光部のうちに「同時に点滅するものが複数存在」する場合もある。
【００４５】
説明を補足すると、上の説明において「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「Ｍ個のスポットの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。
【００４６】
「スポットの間」は、スポットの中心間の距離ではなく、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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
従って、この場合に「トナーパターンが、検出光のスポットにより照射される」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く、主方向に１５ｍｍ〜２５ｍｍを必要としていた従来のトナーパターンの大きさを有効に小さくできる。
【００５０】
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から、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。この場合「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には、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。
【００５１】
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のピッチが「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。
【００５２】
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やトナー濃度を検出できる。
【００５３】
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、支持部材表面は滑らかで検出光は正反射される。
従って、検出光が支持部材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」の差があり、この差が「３個以上の受光部の検出する光量に変化を齎す」ので、３個以上の受光部の出力によりトナーパターンに関するトナー情報を検出できる。
【００５４】
また、支持部材が転写ベルトや中間転写ベルトである場合、支持部材の表面は「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、支持部材表面が検出光を拡散反射させるものであっても、支持部材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とで異なるので、トナー情報の検出が可能である。
【００５５】
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。また、Ｍ＞ＮであることもＮ＞Ｍであることも可能である。
【００５６】
「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」ものであるならば、ＬＥＤを配列し、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、支持部材に対する位置関係を定めれば良い。
【００５７】
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。
【００５８】
「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が、３以上のＰＤ素子をアレイ配列したＰＤアレイを受光手段として用いることができる。
【００５９】
上記予備検出工程あるいは本検出工程において、発光部を順次に発光（点滅）させる場合は、予備検出もしくは本検出の検出対象となっているトナーパターンが「副方向において検出光の照射領域を通過する時間内」に検出のためのｒ個もしくはｓ個の発光部の点滅を終了させる必要がある。
【００６０】
このような場合には「トナーパターンが副方向において検出光の照射領域を通過する時間内」に、ｒ個の発光部および／またはｓ個の発光部を順次に発光させる（請求項２）。
【００６１】
請求項１または２記載のトナー情報検出方法においては「予備検出工程に際して、トナーパターンの位置範囲情報を検出できるｒ（＜Ｍ）個の発光部を選択する」ことができる（請求項３）。
【００６２】
即ち、照射手段におけるＭ個の発光部を同時に発光させたとき、支持部材は、検出光のＭ個のスポットで同時に照射されることになるが、このときＭ個のスポットにより照射される「主方向の照射範囲（以下、便宜的に「主方向検出可能範囲」と言う。）」は、一般に、支持部材上に形成されるトナーパターンの位置が主方向に変動しても、トナーパターンの位置が上記主方向検出可能範囲をはみ出さないように「検出されるべきトナーパターンの主方向のサイズに対して十分大きく設定」される。
【００６３】
仮に、形成されたトナーパターンの主方向の位置が、主方向検出可能範囲をはみ出すような場合には、トナーパターンの形成位置を調整して、主方向検出可能範囲をはみ出さないようなトナーパターンを形成して、予備検出工程・主検出工程を行えばよい。
【００６４】
支持部材上に形成されるトナーパターンが主方向検出範囲をはみ出すことが無ければ、トナーパターンの形成位置が「主方向検出範囲内で変動する範囲」がある程度分かっていれば、予備検出工程において上記「主方向検出範囲内で変動する範囲」を検出範囲としてカバーできる範囲を照射できるｒ（＜Ｍ）個の発光部を選択すれば、予備検出工程の際に、Ｍ個の発光部全てを発光させる必要が無く、特に「発光部を順次点滅させる場合」であれば、Ｍ個の発光部を全て点滅させる場合に比して短い時間にｒ個の点滅を完了できるので「予備走査工程の時間」を短縮できる。
前述の如く、支持部材上に形成するトナーパターンは１以上であり、予備検出工程で位置範囲情報の検出に供されるトナーパターンと、本検出工程で検出に供されるトナーパターンとは、同一のパターンとすることもできるが、請求項１〜３の任意の１に記載のトナー情報検出方法において「予備検出工程により位置範囲情報を検出するための予備検出工程専用のトナーパターン」を支持部材表面に形成することは好ましい。
【００６５】
この場合、トナーパターンの位置情報やトナー濃度情報の検出に用いるトナーパターンは、予備検出工程専用のトナーパターンと別個に形成されることになる。即ち、この場合には、予備検出工程専用のトナーパターンと本検出工程用のトナーパターンによる複数のトナーパターンが支持体上に形成され、支持体表面は副方向に変位し、予備検出工程は本検出工程に先立って行なわれるので、予備検出工程専用のトナーパターンは、他のトナーパターン（本検出工程用のトナーパターン）よりも「副方向の先頭」に形成する（請求項４）。
【００６６】
逆に、請求項１〜３の任意の１に記載のトナー情報検出方法において、本検出工程によりトナーパターンの位置および／またはトナー濃度に関する情報を検出するためのトナーパターンが「予備検出工程で位置範囲情報を検出するためのトナーパターンを兼ねる」こともできる（請求項５）。トナーパターンの数に関しては、具体的な実施の形態に即して後述する。
【００６７】
請求項１〜５の任意の１に記載のトナー情報検出方法における「検出対象としてのトナー情報」は、少なくとも「トナーパターンの支持部材上における位置情報」であることができる（請求項６）が、この場合、検出対象としてのトナー情報が「トナー濃度と位置情報とであり、本検出工程において、発光させるｓ個の発光部の個数を、検出対象がトナー濃度である場合と位置情報である場合とに応じて異ならせることができる（請求項７）。
【００６８】
請求項６または７記載のトナー情報検出方法において「検出対象としてのトナー情報が位置情報である」ときには、発光させる発光部の数：ｓ＝１とすることができる（請求項８）。また、請求項６〜８の任意の１に記載のトナー情報検出方法において「検出対象としてのトナー情報がトナー濃度」であるときには、発光させる発光部の数：ｓ＞１とすることが好ましい（請求項９）。
【００６９】
この発明の反射型光学センサ装置は、上記請求項１〜９の任意の１に記載のトナー情報検出方法の実施に用いられる反射型光学センサ装置であって、照射手段と、受光手段と、制御手段とを有する（請求項１０）。
【００７０】
「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。
【００７１】
「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。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。
【００７２】
「制御手段」は、Ｍ個の発光部の発光を予備検出工程および本検出工程に応じて制御する手段である。制御手段はマイクロコンピュータあるいはＣＰＵ等として構成できる。
【００７３】
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、トナー情報を検出するための反射型光学センサ装置として、請求項１０記載の反射型光学センサ装置を有することを特徴とする（請求項１１）。
【００７４】
請求項１１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、色ごとのトナー情報が検出される」ものであることができる（請求項１２）。
【００７５】
前述の如く、ＭおよびＮの下限は３であるが、上限は、トナー情報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。個数：ＭおよびＮは、発光部・受光部を１列に配列するのであれば、これらの配列ピッチに依存し、反射型光学センサが主方向にカバーする検出領域を、配列ピッチで除した数になる。たとえば、主方向に２５ｍｍの検出領域をカバーするのであれば、発光部および受光部を０．５ｍｍピッチで配列したとして、Ｍ＝Ｎ＝５０である。
さらに高密度に配列したり、受光部の数を発光部の２倍としたり（Ｎ＝２×Ｍ）、カバーする検出領域が大きくなったりすれば、Ｍ、Ｎは大きくなる。実用的な値としては、ＭおよびＮは数１０〜数１００程度である。
【００７６】
照射手段を構成するＭ個の発光部におけるｒ個、ｓ個の発光は、前述の如く、これらの発光部を「同時もしくは順次に点滅させる」ようにしても良いが、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い。 「グループ順次の点滅」については後述する。
【００７７】
また、請求項１記載のトナー情報検出方法において、トナー濃度検出用のトナーパターンが「主方向および副方向に幅を有する矩形状のパターン」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、矩形状のパターンが、副方向において検出光の照射領域を通過する時間内に、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ができる。
【００７８】
「トナーパターン」について付言すると、トナーパターンはトナー情報を検出するべく、定形に形成されたトナー画像であるが、トナー濃度をトナー情報として検出する場合には「ある代表的なトナー濃度を表すように形成された単一のトナー画像」とすることもできるし、後述するように「複数のトナー画像」として形成される場合もある。
このように複数のトナー画像として形成される場合には、一つ一つのトナー画像がトナーパターンであるが、これら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。また、上記複数のトナー画像によるトナーパターンは「全体として単一のパターンとして形成」される場合もある（この場合には単一のトナーパターンの内部でトナーの色やトナー濃度、トナー画像の位置が副方向に変化している）。
【発明の効果】
【００７９】
以上に説明したように、この発明によれば新規なトナー情報検出方法、この方法の実施に用いる反射型光学センサおよびこの反射型光学センサを用い、上記トナー情報検出方法を実施する画像形成装置を実現できる。
【００８０】
以下に詳細に説明するように、この発明によれば、トナー情報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、トナー情報検知に要する時間を短縮でき、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。さらに、発光部の点滅回数を減少させることが可能となり、トナー情報検出に対する省エネルギ化を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】画像形成装置の１形態を説明するための図である。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】反射型光学センサの受光部の出力パターンを説明するための図である。
【図５】反射型光学センサの受光部の出力パターンの別例を説明するための図である。
【図６】図５の出力パターンにおけるトナーパターンによる反射特性と正規反射寄与分を説明するための図である。
【図７】正規化された反射寄与分と拡散反射寄与分とを説明するための図である。
【図８】反射型光学センサの出力パターンを説明するための図である。
【図９】反射型光学センサの発光部・受光部の配列例を説明するための図である。
【図１０】反射型光学センサの発光部・受光部の別配列例を説明するための図である。
【図１１】反射型光学センサの発光部・受光部の別配列例を説明するための図である。
【図１２】反射型光学センサの他の例を説明するための図である。
【図１３】反射型光学センサの他の例を説明するための図である。
【図１４】反射型光学センサの他の例を説明するための図である。
【図１５】反射型光学センサの他の例を説明するための図である。
【図１６】反射型光学センサ装置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００８２】
以下、発明の実施の形態を説明する。
先ず、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であり、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。
【００８３】
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、マゼンタ、シアン、黒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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
記録シートは、転写ベルト１７の下部に設けられた「図示されないシート載置部」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。
【００８７】
このように搬送されつつ、記録シートは、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。
【００８８】
このようにして、記録シート上で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。
【００８９】
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、定着するようにしても良い。
【００９０】
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との位置関係を説明図的に示している。
【００９１】
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、この方向が「主方向」である。
【００９２】
図２では上下方向が主方向で、図１における「図面に直交する方向」に対応する。
また、図２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。
【００９３】
図２において、符号ＹＰ１〜ＫＰ１、ＰＰ１〜ＰＰ４、ＤＰ１〜ＤＰ４は、トナー情報検出に用いられるトナーパターンを示す。トナーパターンＹＰ１〜ＫＰ１は、それぞれ単一のパターンとして形成されているが、トナーパターンＰＰ１〜ＰＰ４、ＤＰ１〜ＤＰ４は、それぞれが「複数のトナーパターンの集合」として形成されている。
【００９４】
これらのトナーパターンについて説明すると、トナーパターンＹＰ１〜ＫＰ１は「予備検出工程専用のトナーパターン」であり、支持部材である転写ベルトの表面に、他のトナーパターンＰＰ１〜ＰＰ４、ＤＰ１〜ＤＰ４に対し「副方向の先頭」に形成されている。
【００９５】
トナーパターンＹＰ１はイエロートナーにより形成され、トナーパターンＭＰ１〜ＫＰ１はそれぞれ、マゼンタトナー、シアントナー、黒トナーによって形成されている。
【００９６】
トナーパターンＰＰ１〜ＰＰ４はそれぞれが「主方向に平行な４本のライン状パターンと、主方向に対して傾いた４本のライン状パターン」により構成され、各色トナー画像の位置を主方向および副方向に対して、主方向の４箇所で位置情報として検出するためのものである。
【００９７】
これらトナーパターンＰＰ１〜ＰＰ４のそれぞれにおいて、ライン状パターンは「主方向に平行なものと主方向に対して傾いたものが１本ずつ」ペアをなし、各ペアはイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各トナーで形成される。
【００９８】
トナーパターンＤＰ１〜ＤＰ４は、各色トナーの濃度を検出するためのパターンであり、トナーパターンＤＰ１はイエロートナーにより形成され、トナーパターンＤＰ２〜ＤＰ４はそれぞれ、マゼンタトナー、シアントナー、黒トナーによって形成されている。
トナーパターンＤＰ１〜ＤＰ４は上記４色のトナーにより、濃度の異なる複数のトナーパターン（図では５種のパターン）が「副方向に近接」して配列形成されている。
即ち、トナーパターン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、トナーパターン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。
【００９９】
これら、トナーパターンは、図１に示した光走査装置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形成される。
上記の如く、説明中の実施の形態において転写ベルト１７が「支持部材」であり、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「副方向」に移動し、反射型光学センサＯＳ１〜ＯＳ４よりトナー情報の検出が行われる。
【０１００】
転写ベルト１７上に形成された各種トナーパターンは、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。
【０１０１】
ここで、イエロートナーにより形成されるトナーパターンＹＰ１、ＤＰ１を例にとると、これらはともに「イエロートナーにより現像される静電潜像」として同じ感光体１１Ｙ上に、一連の光書き込みにより形成され、図２に示すように、トナーパターンＹＰ１の主方向の中央部と、トナーパターンＤＰ１の主方向の中央部とを一致させて形成することができる。他のトナーパターンＭＰ１〜ＫＰ１、ＤＰ２〜ＤＰ４の位置関係も同様である。
【０１０２】
なお、変形例として、トナーパターンＤＰ２〜ＤＰ４を、例えば、図２のトナーパターンＤＰ１に続けて「副方向の上流側」に形成し、４つのトナーパターンＤＰ１〜ＤＰ４が副方向に連続するようにして、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、トナーパターンＫＰ１の形成を省略して、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ＹＰ１〜ＣＰ１、位置検出パターンＰＰ１〜ＰＰ３の検出を行っても良い。
【０１０３】
上には、検出するトナーパターンを「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」する例を説明したが、画像形成装置の形態によっては、潜像担持体としての感光体や中間転写ベルト（または中間転写体）上に形成される上記各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。
【０１０４】
以下、反射型光学センサとトナーパターンによる「トナー情報」の検出を、実施の形態を通じて説明する。
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による検出を例にとって説明する。
【０１０５】
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。
【０１０６】
反射型光学センサＯＳ１は、図３（ａ）に示すように、検出光を放射する検出光用の発光部Ｅ１〜Ｅ９（Ｍ＝９）を主方向に平行に所定ピッチ等間隔に配置して「照射手段」とするとともに、支持部材・トナーパターンによる反射光を受光する受光部Ｄ１〜Ｄ９（Ｎ＝９）を主走査方向に平行に所定ピッチ等間隔に配置して「受光手段」とし、これら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。
そしてハウジングは、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。
【０１０７】
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位置し、図３（ｂ）に示すように、発光部Ｅ１〜Ｅ９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〜Ｄ９に入射するように、即ち、発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜９）を発光させたとき、転写ベルト１７による反射光が受光部Ｄｉに入射するように、位置関係を定められている。従って、受光部Ｄ１〜Ｄ９の配列ピッチは、発光部Ｅ１〜Ｅ９の配列ピッチと等しい。
【０１０８】
ここでは発光部および受光部の数をＭ＝Ｎ＝９としたが、これは説明を簡便にするためであり、実用的には上述したように、ＭおよびＮは数１０〜数１００程度（例えば５０〜５００）の値をとることが一般的である。
【０１０９】
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。
【０１１０】
従って、図３（ｂ）において、受光部Ｄ１〜Ｄ９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。
【０１１１】
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。
発光部Ｅ１〜Ｅ９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、主走査方向に配列する９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ＹＰ１、ＰＰ１およびＤＰ１の「主方向の幅」より小さくなるように定められている。
【０１１２】
図３（ａ）に示された例においては、発光部Ｅ１〜Ｅ９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〜Ｅ９のピッチ（１例として０．５ｍｍとする。）よりも小さく（例えば、０．３ｍｍとする。）、転写ベルト１７上で９つのスポットが「主方向に互いに隣接して」配列するようになっている。
予備検出工程専用のトナーパターンＹＰ１は「主方向の大きさ」が発光部Ｅｉのピッチ（０．５ｍｍ）と等しく形成されている。
このとき主方向に隣接するスポットの間は０．２ｍｍで、トナーパターンＹＰ１の主方向の大きさ：０．５ｍｍよりも小さい。
【０１１３】
トナーパターンＹＰ１、ＰＰ１、ＤＰ１は、副方向の下流側から上流側へ向かってこの順序に形成されている。
即ち、予備検出工程専用のトナーパターンＹＰ１は、このトナーパターン列における副方向の先頭に形成され、支持部材である転写ベルト１７の表面が副方向へ変位するにつれて、他のトナーパターンＰＰ１、ＤＰ１に先立って、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ＹＰ１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ＹＰ１が検出領域に近づく適当なタイミングで発光部（ＬＥＤ）Ｅ１〜Ｅ９を点滅制御する。
【０１１４】
発光部の点滅は、発光部Ｅ１から発光部Ｅ９に向かって順次に行われる（ｒ＝９）。
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、発光部Ｅ６、発光部Ｅ７、発光部Ｅ８、発光部Ｅ９の順に点灯・消灯が行われる。
これら発光部Ｅ１〜Ｅ９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９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。
【０１１５】
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は、反射光は正反射光である。
説明の簡単のため、受光部Ｄ１〜Ｄ９は、発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜９）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＝１〜９）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とする。
【０１１６】
勿論、反射型光学センサの構成によっては、発光部Ｅｉ（ｉ＝２〜８）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とその隣りの受光部であるＤｉ−１とＤｉ＋１（ｉ＝２〜８）の３つの受光部が、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る場合もあるし、さらに多くの受光部で受光する場合もあるが、ここでは説明の簡単のため、発光部Ｅｉからの検出光の「支持部材表面での正反射光」を受光部Ｄｉのみで受光するものとする。
【０１１７】
このような条件で、例えば、トナーパターンＹＰ１の主方向の中心部が「発光部Ｅ５からの検出光のスポットで照射される位置」にある場合、発光部Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ６、Ｅ７、Ｅ８、Ｅ９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、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９で受光される。
これに対し、発光部Ｅ５が点灯して検出光がトナーパターンＹＰ１を照射すると、図３（ｃ）に示すように、検出光はトナーパターンＹＰ１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Ｄ５が受光する正反射光成分が減少する一方、拡散反射光成分は他の受光部Ｄ１〜Ｄ９でも受光される。
【０１１８】
発光部Ｅ５が発光した「この状態」における受光部Ｄ１〜Ｄ９の出力を見ると、発光部Ｅ５に対応する受光部Ｄ５の受光量は低くなり、他の受光部Ｄｉ（ｉ≠５）での出力は０以外の値になる。
反射型光学センサの構成によっては、受光部Ｄ５から大きく離れた受光部（受光部Ｄ１やＤ９等）では拡散反射光を受光しない場合もあり得るが、ここでは簡単のため、これらの受光部でも受光できるものとする。
受光部Ｄ５の受光量が「トナーパターンＹＰ１がないときに比して、トナーパターンＹＰ１があるときの方が低くなる」ことが本質であって、他の受光部の受光量は問題ではない。
このような受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜９）の受光出力の結果から、トナーパターンＹＰ１が、主方向において発光部Ｅ５の位置にあることが分る。
トナーパターンＹＰ１が、主方向において発光部Ｅ５とＥ６との間にある場合には、発光部Ｅ５が点灯するときに受光部Ｄ５の出力が低くなり、発光部Ｅ６が点灯するときには受光部Ｄ６の出力も低くなる。
これにより、トナーパターンＹＰ１が主方向に於いて、発光部Ｅ５とＥ６の間にあることが分る。このとき、受光部Ｄ５の出力の方が受光部Ｄ６の出力よりも小さければ、トナーパターンＹＰ１は「発光部Ｅ５に寄った側」にあることが分る。
【０１１９】
このように、副方向に移動する予備検出工程専用のトナーパターンＹＰ１が反射型光学センサＯＳ１の検出領域を通過する時間内に、９個（ｒ＝９）の発光部により「主方向に少なくとも１回はスポット走査」することにより、どの発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜９）の検出光によって、トナーパターンＹＰ１の反射光を受光できたかを選択できる。
【０１２０】
これが「予備検出工程」である。
上の例においては、予備検出工程で「順次に点滅させる発光部」の個数：ｒがＭ個である場合を説明したが、トナーパターンＹＰ１の形成位置が「主方向に大きく変動する」ことが無く、予め、反射型光学センサＯＳ１の端部の発光部Ｅ１、Ｅ９による検出光のスポット位置には無いことが知られていれば、上記個数：ｒ＝Ｍ−２とする（発光部Ｅ２〜Ｅ８を点滅させる。）ことが可能であるし、発光部Ｅ３〜Ｅ７の配列領域にあることが知れている場合であれば、点滅させる発光部の個数：ｒ＝Ｍ−４とする（発光部Ｅ３〜Ｅ７を点滅させる。）ことも可能である。
【０１２１】
次に、予備検出工程に続く本検出工程を説明する。
【０１２２】
説明の具体性のため、反射型光学センサＯＳ１の９個の発光部のうち３個を点滅させてトナー情報検出を行なう場合を例にとって説明する。
【０１２３】
予備検出工程では、トナーパターンＹＰ１が反射型光学センサＯＳ１の検出領域を通過する。そして、これに続いて、トナーパターンＰＰ１、ＤＰ１が検出領域を通過することになる。
【０１２４】
通常、トナーパターンＹＰ１、ＰＰ１およびＤＰ１は「主方向において同位置にある」ことが望ましいが、これらの主方向の位置が同位置でないとしても、各トナーパターンは光走査により形成されるので、これらの主方向の相対的な位置関係は既知である。
【０１２５】
ここでは、トナーパターンＰＰ１、ＤＰ１の主方向の中心部が「トナーパターンＹＰ１の主方向の中心部と略同位置」にある場合を考える。
【０１２６】
先の説明に従い、予備検出工程により、トナーパターンＹＰ１の主方向の位置が「発光部Ｅ５の位置（発光部Ｅ５からの検出光のスポットが照射される位置）」にあることが分っているものとする。
【０１２７】
このとき、トナーパターンＰＰ１およびＤＰ１の主方向の位置も「発光部Ｅ５の位置」の近傍に位置することになる。
即ち、予備検出工程により、トナーパターンＰＰ１、ＤＰ１が「主方向において存在する位置の目安」である「位置範囲情報」が検出されたことになる。
【０１２８】
トナーパターンＰＰ１およびＤＰ１の主方向の大きさとして「トナーパターンＹＰ１の主方向の大きさ（０．５ｍｍ）の３倍」を想定する。即ち、トナーパターンＰＰ１およびＤＰ１の主方向の大きさを１．５ｍｍであるとする。厳密には、｛（ｓ−１）×（発光部のピッチ）＋スポットの大きさ｝以上とすればよく、１．３ｍｍ以上であればスポットはトナーパターンを照射することができる。
前述のように、発光部Ｅｉのピッチ：０．５ｍｍ、発光部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：０．３ｍｍである。
予備検出工程でトナーパターンＹＰ１の主方向の位置が「発光部Ｅ５の位置」にあることが位置範囲情報として分かっており、トナーパターンＰＰ１、ＤＰ１の主方向の中心部が「トナーパターンＹＰ１の主方向の中心部と略同位置」であることが、トナーパターンＹＰ１、ＰＰ１、ＤＰ１の主方向の位置関係として分かっている。
従って本検出工程では、トナーパターンＰＰ１、ＤＰ１がそれぞれ検出領域を通過する間に、発光部Ｅ５とその両側の発光部Ｅ４、Ｅ６との３個の発光部の点滅により「検出光によるスポット走査」を繰り返せば、図３（ｄ）に示すように、トナーパターンＰＰ１、ＤＰ１は、これら３個の発光部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Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６により照射されて拡散反射光を発生させる。
【０１２９】
したがって、支持部材である転写ベルト１７の反射特性（ここでは正反射）と、トナーパターンによる反射特性（ここでは拡散反射）の差に基づいて、トナー情報を検出することができる。
【０１３０】
このように、予備検出工程によるトナーパターンＹＰ１の検出結果として、トナーパターンＰＰ１、ＤＰ１の「主方向の位置範囲」が絞り込まれるので、反射型光学センサにおける全ての発光部Ｅ１〜Ｅ９を順次点滅せずに、絞り込まれた位置範囲に応じて、上記の例の場合であれば３個の発行部Ｅ４〜Ｅ６によるスポット走査を行なうことにより、トナーパターンＰＰ１、ＤＰ１によるトナー情報を得ることができる。
【０１３１】
例えば、トナーパターンＰＰ１、ＤＰ１が反射型光学センサＯＳ１の検出領域を副方向に通過する間に、スポット走査を仮に６０回行なう必要があり、トナーパターンＹＰ１による予備検出工程に３０回のスポット走査を必要とする場合を考えてみる。
【０１３２】
予備検出工程ではＭ＝９個の発光部を全て使ってスポット走査を行うものとすると、予備検出工程における発光部の総発光回数は２７０回である。また、予備検出工程に続く本検出工程における発光部（３個）の総発光回数は、６０回のスポット走査に対して１８０回となり、予備検出工程・本検出工程を通じて発光回数は４５０回となる。
【０１３３】
これに対し、予備検出工程を行なうことなく、６０回のスポット走査によりトナーパターンＰＰ１、ＤＰ１からトナー情報を検出する場合、各スポット走査において発光部の発光回数は９回であるから、トナー情報の検出に必要な発光回数は５４０回となる。
【０１３４】
即ち、予備検出工程を行って、トナーパターンの位置範囲情報を得、その検出結果に基づき本検出工程における発光部数（＝ｓ）を設定することにより、上の例では、トナー情報検出に要する発光回数を５４０回から４５０回に低減させることができるのである。
【０１３５】
勿論、トナーパターンＹＰ１が検出領域で検出されてからトナーパターンＰＰ１、ＰＰ１が検出領域に移動する間に、反射型光学センサＯＳ１の取り付け状態が変わったり、環境条件の変化により反射型光学センサの移動や支持部材の斜行や蛇行したりするなど、様々な要因によりトナーパターンＰＰ１やＤＰ１の主方向の位置ずれが発生する可能性はあるが、このような位置ずれは「発光部の配列ピッチよりも小さい」ことが一般的である。 もし、それよりも大きくなることがある場合には、その位置ずれ量を見込んで、発光させる発光部の数ｓ個を決定できる。
【０１３６】
上記例からも分かるように、トナーパターンの主方向の位置ずれがあったとしても、トナーパターンの主方向の大きさが「｛（ｓ−１）×（発光部のピッチ）＋スポットの大きさ｝」より大きければ、転写ベルトの表面に形成されるＳ個のスポットのスポット走査から外れることはない。
【０１３７】
以上、図１、図２に示した形態に関して「検出光によるスポット走査による、予備検出工程用のトナーパターンＹＰ１の検出」について説明した。
以下、トナーパターンＰＰ１、ＤＰ１等を用いる各色トナー画像相互の副方向・主方向の位置関係の検出、即ち、トナーパターンの位置情報・トナー濃度情報の検出について説明する。
【０１３８】
図３（ｅ）〜（ｇ）は「トナーパターンＰＰ１による位置情報の検出」を説明図的に示している。
前述の如く、トナーパターンＰＰ１は、図３（ｅ）に示す如く、主方向に平行なライン状パターンＬＰＹ１、ＬＰＭ１、ＬＰＣ１、ＬＰＢ１と、主方向に対して斜めに傾斜したライン状パターンＬＰＹ２、ＬＰＭ２、ＬＰＣ２、ＬＰＢ２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る。
同様に、ライン状パターンＬＰＭ１とＬＰＭ２はペアをなしてマゼンタトナーで形成され、ライン状パターンＬＰＣ１とＬＰＣ２はペアをなしてシアントナーで形成され、ライン状パターンＬＰＢ１とＬＰＢ２はペアをなして黒トナーで形成される。
【０１３９】
これらの各トナーによるライン状パターンのペアは、副方向（図３（ｅ）〜（ｇ）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」される状態であれば、画像形成に供されるイエロー〜黒の各トナー画像は「副方向に適正な位置関係」をなすように形成される。
【０１４０】
副方向の位置関係が適正であるか否かの検出には、図３（ｅ）に示すように、位置検出パターン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、例えば発光部Ｅ５をパルス点灯させる。
位置検出パターンＰＰ１が移動するのに従って、発光部Ｅ５からの検出光によるスポットは支持部材に対して副方向に変位し、まず、ライン状パターンＬＰＹ１〜ＬＰＢ１を順次に照射する。発光部Ｅ５のパルス発光は「周期を十分に短く」し、これらライン状パターンをもれなく照射できるようにする。
【０１４１】
そして検出光がこれらライン状パターンの個々を照射するとき、正反射光を受光する受光部Ｄ５の出力が低下し、拡散反射光を受光する他の受光部の出力が上昇する。
従って、受光部Ｄ１〜Ｄ９の出力を時間的に追跡することにより、検出光が４本のライン状パターンを照射する時間の間隔を検出することができる。説明中の例では、予備検出工程によりトナーパターンＬＰＹ１〜ＬＰＢ１は、発光部Ｅ５からの検出光のスポットにより確実に照射されることが分かっており、検出光がトナーパターンを照射するときに、受光部Ｄ５の出力が減少することが分かっているので、基本的には受光部Ｄ５の出力を追跡するのみに出十分である。
上記時間間隔が等間隔であれば、トナー画像相互の副方向の位置関係は適正であり、等間隔でなければ相互の位置関係にずれがあり、そのずれ量を知ることもでき、このずれを補正するように画像形成用の光走査開始のタイミングを制御できる。
【０１４２】
「トナー画像相互の主方向のずれ」は、以下のようにして検出できる。この場合の検出をイエロートナー画像の場合につき、図３（ｆ）、（ｇ）に即して説明する。
【０１４３】
図３（ｆ）は、イエロートナー画像が主方向（図の左右方向）に適正な位置にある場合を示し、このとき発光部Ｅ３からの検出光のスポットがライン状パターンＬＰＹ１を照射してからライン状パターンＬＰＹ２を照射するまでの時間をＴとする。
図３（ｇ）は、イエロートナー画像が「主方向に於いてΔＳだけずれた場合」を示している。ライン状パターンＬＰＹ２はＬＰＹ１に対して傾いているので、このとき発光部Ｅ５からの検出光のスポットがライン状パターンＬＰＹ１を照射してからライン状パターンＬＰＹ２を照射するまでの時間はＴ＋ΔＴとなり、適正な位置にあるときの時間：Ｔとの時間差：ΔＴにより「主方向におけるずれ量」を知ることができる。
【０１４４】
即ち、ライン状パターンＬＰＹ２が主方向になす角を「θ」とし、支持部材である転写ベルト１７の副方向への移動速度をＶとすれば、
ΔＳ・ｔａｎθ＝Ｖ・ΔＴ
であるから、主方向のずれ量：ΔＳは、
ΔＳ＝Ｖ・ΔＴ・ｃｏｔθ
として知ることができる。
【０１４５】
上に説明したトナーパターンの「位置情報」の検出で、副方向の位置情報検出に用いられるトナーパターンＬＰＹ１〜ＬＰＢ１は「主方向に平行」に形成されているので、副方向の位置情報の検出の際には、上記発光部Ｅ５以外の発光部を発光させても、発光させた発光部Ｅｉ（ｉ≠５）の検出光のスポットが上記トナーパターンＬＰＹ１〜ＬＰＢ１を照射できる位置にあれば問題は無い。
【０１４６】
また「主方向に関する位置情報」を検出する場合に、例えば、上記の如く発光部Ｅ５をパルス発光させる場合であれば、この発光部Ｅ５に応じて前記時間：ΔＴが定まり、これに応じて、トナーパターンＬＰＹ１、ＬＰＹ２の主方向の位置が、発光部Ｅ５の主方向の位置を基準として定まることになる。
【０１４７】
しかしながら、反射型光学センサに対して「トナーパターンＬＰＹ１、ＬＰＹ２の主方向の位置ずれ」が大きい場合には、発光部Ｅ５を発光させても、この発光部Ｅ５からの検出光のスポットがトナーパターンＬＰＹ１、ＬＰＹ２を照射しない場合も考えられる。
【０１４８】
この場合、トナーパターンＬＰＹ１、ＬＰＹ２に対しても「発光部Ｅ１〜Ｅ９によるスポット走査」を行なえば、上記主方向の位置ずれが大きい場合でもこれらトナーパターンＬＰＹ１、ＬＰＹ２を確実に検出できるが、その場合には、発光部の発光回数は大きくなってしまう。
【０１４９】
このような場合であっても、この発明の場合には、予備検出工程により予備検出工程用のトナーパターンＹＰ１が検出されており、トナーパターンＹＰ１とトナーパターンＬＰＹ１、ＬＰＹ２は「主方向に関しては実質的に同位置に形成される」ことが分かっているから、本検出工程においてトナーパターンＬＰＹ１、ＬＰＹ２を確実に照射できるスポットを形成できる発光部Ｅｉを選択して発光させることにより、トナーパターンＰＰ１による位置検出を確実に行なうことができる。
【０１５０】
上には、位置検出用のトナーパターンＰＰ１の位置情報の検出に、１個の発光部（上の説明例で発光部Ｅ５）を用いる場合を説明したが、以下に説明するトナーパターンＤＰ１の濃度情報の検出の場合と同様、３個（ｓ＝３）の発光部を発光させることもできる。
【０１５１】
即ち、位置検出用のトナーパターンＰＰ１が反射型光学センサＯＳ１に近づくタイミングを計って、適当なタイミングで３個の発光部、例えば発光部Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６を順次点灯させてスポット走査を行なう。
【０１５２】
勿論、副方向に移動するトナーパターンＰＰ１の個々のライン状パターンが、反射型光学センサＯＳ１の検出領域を通過する時間内に、３個（ｓ＝３）の発光部からの検出光のスポットにより「主方向に少なくとも１回は走査」することが必要である。
【０１５３】
各発光部に着目したときの動作は上記と同様であるので、各発光部に対応して、３つの主方向のずれ量：ΔＳを知ることにより、例えば、この３つの平均値を求めるなどして検出精度を向上させることも可能である。
【０１５４】
なお、後述するように、上記の例において「予備検出工程で９個の発光部Ｅ１〜Ｅ９を同時に間欠発光」させ、本検出工程において上記３個の発光部（例えばＥ４〜Ｅ６）を同時に間欠発光させることもできる。
【０１５５】
次に、反射型光学センサにより、トナー濃度検出用のトナーパターンＤＰ１等を用いて、トナー濃度の検出を行う場合を説明する。
前述の如く、トナー濃度検知用のトナーパターンＤＰ１〜ＤＰ４は、イエロー、マゼンタ、シアン、黒のトナーの色ごとに形成される。
【０１５６】
１例として図３（ａ）に示されているトナーパターンＤＰ１はイエロートナーにより形成されている。
トナーパターンＤＰ１は、濃度を複数階調（図の例で５階調）に変化させて濃度ごとの各パターンを矩形状に形成したものである。
【０１５７】
即ち、トナーパターンＤＰ１は、濃度階調の異なる５個の「矩形状のトナーパターン」の集合である。これら濃度階調の異なる矩形状のトナーパターンは、光走査におけるレーザパワーまたは発光デューティの調整や現像バイアスの調整によって形成できる。
【０１５８】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、トナーパターンＤＰ１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ＤＰ１も「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ＤＰ１が検出領域に近づいた適当なタイミングで３個（ｓ＝３）の発光部を順次点滅制御する。
勿論、副方向に移動するトナーパターンＤＰ１の「個々の矩形状のトナーパターン」が反射型光学センサＯＳ１の検出領域を通過する時間内に、３個（ｓ＝３）の発光部を「主方向に少なくとも１回は走査」することが必要である。
【０１５９】
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は、反射光は正反射光であり、前述の如く、発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜９）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＝１〜９）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。
【０１６０】
説明中の例では、前述の如く、位置情報検出用のトナーパターンＹＰ１の予備検出工程を通じて、トナーパターンＤＰ１の「個々の矩形状パターン」の主方向の中心部が「発光部Ｅ５からの検出光のスポットで照射される位置」にあることが分かっている。
そこで、トナーパターンＤＰ１が検出領域に近づいた適当なタイミングで３個の発光部Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６を順次点滅制御すると、発光部Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６から放射された検出光がトナーパターンＤＰ１を照射しない状態では、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Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６で受光される。このとき、発光されない発光部に対応する受光部Ｄｊ（ｊ＝１、２、３、７、８、９）の受光量は０である。
【０１６１】
図３（ｃ）に示すように、発光部Ｅ５が点灯して検出光がトナーパターンＤＰ１（の何れか１つの矩形状パターン）を照射すると、検出光はトナーパターンＤＰ１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Ｄ５が受光する正反射光成分が減少する一方で、拡散反射光成分は他の受光部Ｄ１〜Ｄ９でも受光されるようになる。発光部Ｅ４、Ｅ６からの検出光でトナーパターンＤＰ１が照射された場合も同様である。
【０１６２】
そこで、受光部Ｄ１〜Ｄ９の出力を見ると、発光部Ｅ５（または発光部Ｅ４もしくはＥ６）が発光した状態では、発光部Ｅ５（または発光部Ｅ４もしくはＥ６）に対応する受光部Ｄ５（または発光部Ｄ４もしくはＤ６）の受光量は低いものとなり、他の受光部（Ｄｊ、ｊ≠４，５，６）での出力は０以外の値になる。
【０１６３】
トナーパターンＤＰ１は、濃度を複数階調に変化されており、階調に対応して、この受光部Ｄ５の受光量、および他の受光部の受光量が変化する（矩形状パターンのトナー濃度が高いほど拡散反射量が増大する。）のでこの変化からトナー濃度を得ることができる。
【０１６４】
即ち、トナーパターンのトナー濃度と、このトナーパターンに検出光のスポットを照射したときの各受光部の受光量のデータの関係をテーブルあるいは数式化して記憶しておき、各受光部の出力とトナー濃度の対応関係に応じてトナーパターンのトナー濃度を決定できる。
【０１６５】
先に説明したように、発光部Ｅ１〜Ｅ９、受光部Ｄ１〜Ｄ９を０．５ｍｍピッチで配列する場合の例として、トナーパターンＰＰ１（の各ライン状パターン）およびＤＰ１（の各矩形状パターン）の主方向の大きさを１．５ｍｍとした。
このような小さい反射型光学センサを用いることにより、トナーパターンＰＰ１およびＤＰ１の「副方向の大きさ」を従来と同じとしたとしても、従来の主方向幅が１５ｍｍ〜２５ｍｍであるので、トナーパターンの面積は１／１０〜１／１６となり、トナーパターンに消費される不寄与トナー量も面積に応じて減少できる。
【０１６６】
もちろん、発光部Ｅ１〜Ｅ９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（上記実施例では０．３ｍｍ）も従来のセンサに対して１／５〜１／１０程度に小さくできるので、当然のように副方向のトナーパターンの大きさも小さくすることができる。
【０１６７】
例えば、トナー位置検出用のトナーパターンＰＰ１であれば、副方向の大きさを従来の１ｍｍから、新たに０．５ｍｍ以下へ、またトナー濃度検出用のトナーパターンＤＰ１であれば、従来１５ｍｍ〜２５ｍｍから、新たに２ｍｍ程度に小さくできる。したがって、トナーパターンとしての面積比は１／２０〜１／２００程度へ小さくすることができる。
【０１６８】
上の実施の形態においては、予備検出工程用のトナーパターンＹＰ１の主方向の大きさを、トナーパターンＰＰ１、ＤＰ１の主方向の大きさよりも小さく設定している。
【０１６９】
予備検出工程用のトナーパターンＹＰ１は「トナーパターンが通過する主方向の位置」がどの発光部位置に近いかを決めるためのものであるので、その大きさは「隣接発光部が形成するスポット間」よりも大きければよく、少なくとも何れか1つの発光部が転写ベルトの表面に形成するスポットに照射されれば十分であるので小さくできる。
【０１７０】
これに対し、トナーパターンＰＰ１およびＤＰ１はトナー情報検出のためのトナーパターンであるので、小さくし過ぎるよりは「余裕をもった大きさ」とした方がよい。
なお、トナーパターンＹＰ１の主方向（および／または副方向）の大きさは、トナーパターンＰＰ１およびＤＰ１の大きさと等しくしてもよい。
【０１７１】
また、上の形態例では、予備検出工程での発光部Ｅ１〜Ｅ９の点滅制御を「発光部が順次に点灯消灯する」ように行なった。この場合、各受光部の受光状態は、常に１個の発光部の点灯によるので、受光信号のＳＮ比がよくなる。
しかし、これに限らず、複数の発光部（上の例では発光部Ｅ１〜Ｅ９）の断続的な発光を同時に行なうこともできる。
【０１７２】
説明の具体性のため、トナーパターンＹＰ１の主方向の中心部が「発光部Ｅ５からの検出光のスポットで照射される位置」にある場合を考える。
各受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜９）は、発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜９）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、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ので、発光部Ｅ１が点灯した場合には受光部Ｄ１のみが受光し、発光部Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ６、Ｅ７、Ｅ８、Ｅ９についても同様に、受光部Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９のみが受光する。
発光部Ｅ５が点灯すると、トナーパターンＹＰ１による拡散反射光のため、受光部Ｄ５の受光量は他の受光部より小さくなる。
発光部Ｅ１〜Ｅ９を同時に発光させた場合には、各受光部Ｄｉにおける受光量は「支持部材による正反射部分とトナーパターンによる拡散反射部分」の和になる。
即ち、各受光部が受光する受光量は、スポット走査において「各発光部が個別に発光しているときの受光量を全発光部について重ね合わせた」ものである。
【０１７３】
この場合、トナーパターンＹＰ１の主方向の中心部が「発光部Ｅ５からの検出光のスポットで照射される位置」にある場合であれば、受光部Ｄ５の受光する正反射光が「最も大きく減少する」ので、受光部Ｄ１〜Ｄ９のうち、受光部Ｄ５の受光量が最も小さくなる。
【０１７４】
各受光部の受光量は、発光部を順次点滅させるスポット走査の場合に比してＳＮ比においては劣るけれども、トナーパターンＹＰ１の位置を決定して、トナーパターンの位置範囲情報を得ることは可能である。そして、個々の発光部を順次に点滅してスポット走査を行なう場合よりも、予備検出工程の実行に要する時間を短縮できる利点がある。
【０１７５】
即ち、発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜９）を同時に点滅させたとき、受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜９）の出力をＳｉ（ｉ＝１〜９）とすると、検出光のスポットが何れもトナーパターンを照射していないときには、出力Ｓｉは互いに等しい。
検出光の出力Ｓｊがもっとも小さくなるときには、トナーパターンＹＰ１は受光部Ｄｊの位置にあることが分かる。出力Ｓｋ、Ｓｋ±１が小さくなった場合には、トナーパターンが主方向において受光部ＤｋとＤｋ±１との間にあることが分かる（ＳｋとＳｋ±１の大小関係により、受光部ＤｋとＤｋ±１のどちらよりにあるかも分かる。）。
【０１７６】
上には、位置情報用のトナーパターンＰＰ１、濃度情報用のトナーパターンＤＰ１の他に「予備検出工程専用のトナーパターンＹＰ１」を形成し、このトナーパターンＹＰ１に対して予備検出工程を実行する形態例を説明した。
別の例として、図３の形態例において、トナーパターンＹＰ１を除き、トナーパターンＰＰ１の副方向先頭のトナーパターン（ライン状パターンＬＰＹ１）を対象として予備検出工程を行なうようにすることもできる。
【０１７７】
即ち、ライン状パターンＬＰＹ１が検出領域に近づくタイミングで、ｒ個の発光部（例えば発光部Ｅ１〜Ｅ９）を順次に点滅させてスポット走査を行い、あるいはこれら発光部を同時に点滅させる方法によりライン状パターンＬＰＹに対する予備検出工程を行なって位置範囲情報を得、このようにして得られた位置範囲情報に基づき、ライン状パターンＬＰＭ１以降の各トナーパターンを対象として、ｓ（＜ｒ）個の発光部を用いて本検出工程を行なうようにすることができる。
【０１７８】
このようにすれば、予備検出工程に専用のトナーパターンＹＰ１を必要としないので、全体としてトナー情報の取得に要する時間を短縮できる。
トナーパターンＰＰ１よりも、トナーパターンＤＰ１の方が副方向の下流側に位置する場合には、トナーパターンＤＰ１のうちで副方向の先頭部にある矩形状パターンに対して予備検出工程を実行するようにすればよい。
【０１７９】
上に説明した形態例では、検出の前提として、反射型光学センサの発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜９）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＝１〜９）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場合を説明した。
【０１８０】
即ち、反射型光学センサの互いに同数の発光部・受光部の対応関係において、１つの発光部Ｅｉから放射された検出光が「トナーパターンが存在しない支持部材表面」に照射されたとき、この発光部に対応する受光部Ｄｉのみが「正反射された検出光」を検出する。
【０１８１】
例えば、発光部Ｅ５から放射された検出光は、その照射部にトナーパターンが存在しない場合には受光部Ｄ５のみに受光され、他の受光部には受光されない。
発光部Ｅ５から放射された検出光がトナーパターンを照射すると、検出光はトナーパターンにより拡散反射され、他の受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９にも受光される。
【０１８２】
この状態を説明図として図４に示す。
図４（ａ）は、発光部Ｅ５から放射された検出光が、トナーパターンが存在しない支持部材表面を照射して正反射されて受光部Ｄ５のみに受光され、他の受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９には受光されない場合における「受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜９）の出力分布」を示している。
【０１８３】
図４（ｂ）は、発光部Ｅ５から放射された検出光が、トナーパターンを照射して拡散反射され、受光部Ｄ５のみならず他の受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９にも受光されているときの「受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜９）の出力分布」を示している。
【０１８４】
トナーパターンによる反射の際の「正反射光」は、トナー濃度の増加に対して単調に減少し、「拡散反射光」はトナー濃度の増加に対して単調に増大するので、正反射光を受光する受光部Ｄ５の出力と、他の受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９の出力とは「トナー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、予め設定されている「トナー濃度の値を導くための演算処理」のアルゴリズムによりトナー濃度を検出することができる。
【０１８５】
例えば、上の場合に、受光部Ｄ５での出力の低下によりトナーパターンが主方向に「発光部Ｄ５」の位置にあることが知られるので、このときに他の受光部Ｄｉ（ｉ≠５）の出力の和をとると、これはトナーパターンのトナー濃度に比例的に変化する。従って、上記出力の和によりトナー濃度を検出することができる。このとき、受光部Ｄ５での出力の低下もトナー濃度決定のデータとして用いることができ、これを用いることにより、より精度よいトナー濃度検知が可能となる。
【０１８６】
上記のような場合、「支持部材による反射光」と「トナーパターンによる反射光」とは、発光部Ｅｉ（上の例でｉ＝５）に対応する受光部Ｄｉが受光する「正反射に起因する出力」である「正反射寄与出力」と、発光部Ｅｉに対応しない受光部Ｄｊ（ｊ≠ｉ）が受光する「拡散反射に起因する出力」である「拡散反射寄与出力」とに明確に分類できるので「トナー濃度の値を導くための演算処理」のアルゴリズムも簡単化される。
【０１８７】
しかしながら、反射型光学センサの形態によっては、各受光部の出力が「正反射寄与出力」と「拡散反射寄与出力」とに単純に分類できず、トナーパターンによる正反射光寄与出力と拡散反射寄与出力が混合してしまう可能性もある。
【０１８８】
例えば、図３に即して説明した反射型光学センサのように「９つの発光部Ｅ１〜Ｅ９とこれらに対応する受光部Ｄ１〜Ｄ９を有するもの」の場合でも、「発光部Ｅ１〜Ｅ９の配列ピッチ」が小さくなり、それに対応して「受光部Ｄ１〜Ｄ９の配列ピッチ」も小さくなった場合や、「発光部Ｅｉから照射される検出光が発散性で、支持部材表面で正反射された後も発散しつつ受光部に向かい、受光部の配置位置では受光部の配列ピッチ以上の光束幅に広がっている場合」、さらには、これら２つの場合が混合した場合などである。
【０１８９】
このような場合を、図３（ａ）〜（ｃ）に即して説明した場合を例として説明する。
前述の如く、図３において、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とする。
また、順次に発光する発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜９）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、正反射光は、発光部Ｅｉに対応する受光部Ｄｉとこれに隣接する受光部Ｄｊ（ｊ＝ｉ±１）とにより受光されるものとする。
【０１９０】
図５（ａ）は、発光部Ｅ５が点灯して「トナーパターン以外の部分」に検出光が照射されたときの「各受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜９）の出力」の様子を示している。
受光部Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６は「転写ベルト１７による正反射光」を受光しているが、受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９の出力はゼロである。
【０１９１】
上記の如く「発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜９）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、正反射光が、発光部Ｅｉに対応する受光部Ｄｉとこれに隣接する受光部Ｄｊ（ｊ＝ｉ±１）により受光される」という条件で、１例として、トナーパターンＤＰ１の主方向の中心部が「発光部Ｅ５からの検出光のスポットで照射される位置」にある場合を考える。
この場合、発光部Ｅ１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、受光部Ｄ１とＤ２で受光され、発光部Ｅ２から放射された検出光は受光部Ｄ１とＤ２とＤ３で受光される。発光部Ｅ３から放射された検出光は受光部Ｄ２とＤ３とＤ４で受光され、発光部Ｅ４から放射された検出光は受光部Ｄ３とＤ４とＤ５で受光される。
【０１９２】
同様に、発光部Ｅ８から放射された検出光は転写ベルト１７の表面で正反射して、Ｄ７とＤ８とＤ９で受光され、発光部Ｅ９から放射された検出光は、受光部Ｄ８とＤ９で受光される。発光部Ｅ６から放射された検出光は受光部Ｄ５とＤ６とＤ７で受光され、発光部Ｅ７から放射された検出光は受光部Ｄ６とＤ７とＤ８で受光される。
【０１９３】
発光部Ｅ５が点灯して検出光がトナーパターンＤＰ１を照射すると、検出光はトナーパターンＤＰ１により「正反射されると共に拡散反射」される。
そしてトナーパターンＤＰ１による拡散反射の影響により「受光部Ｄ４とＤ５とＤ６が受光する正反射光成分」が減少する一方、拡散反射光は受光部Ｄ５以外の他の受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９によっても受光される。
【０１９４】
この状態における「各受光部Ｄ１〜Ｄ９の出力」の様子は、図５（ｂ）に示す如くになる。
【０１９５】
図５（ａ）と（ｂ）の対比から理解されるように、発光部Ｅ５に対応する受光部Ｄ５の出力は「支持部材またはトナーパターンによる正反射」に起因する出力のみ（図５（ａ）に示す「正反射光による出力」が、（ｂ）では拡散反射により減少している。）である。 また、発光部Ｅ５に対応しない８つの受光部Ｄｊ（ｊ≠５）のうちの６つの受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９の出力は「トナーパターンによる拡散反射」に起因する出力のみである。
【０１９６】
これに対し、発光部Ｅ５に対応しない８つの受光部Ｄｊ（ｊ≠５）のうち、発光部Ｅ５の両側の２つの受光部Ｄ４とＤ６の出力は、支持部材による正反射成分（図５（ａ））と、トナーパターンによる拡散反射成分（図５（ｂ））とが混在したものとなる（受光部Ｄ４、Ｄ６の出力は、拡散反射成分を受光することにより図５（ａ）の状態より大きくなっている。）。
【０１９７】
図５（ａ）と（ｂ）との対比から明らかなように、受光部Ｄ１〜Ｄ９の出力の分布は、発光部Ｅ５からの検出光が「支持部材を照射しているか、トナーパターンを照射しているか」に応じて異なっているので、これら出力の差異をトナー情報として「トナーパターンにおけるトナー濃度」を演算することが可能である。
【０１９８】
しかし、演算のアルゴリズムを簡単化する観点からすれば、上記の如き「支持部材による正反射成分と、トナーパターンによる拡散反射成分とが混在する受光部（上の例で、受光部Ｄ４、Ｄ６）の出力」を演算に用いる情報から除去するのがよい。
【０１９９】
すなわち、受光手段のＮ個の受光部の出力を「各発光部Ｅｉに対応する受光部Ｄｉの出力は正反射寄与出力」とし「各発光部Ｅｉに対応しない受光部（Ｄｊ ｊ≠ｉかつｊ≠ｉ±１）の出力は拡散反射寄与出力」として分類し、これらの出力に基づきトナー濃度を演算的に検出できる。
【０２００】
これを上に説明した発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜９）、受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜９）の場合に当て嵌めて説明すると、発光部Ｅｉを発光させたときの受光部Ｄｊ（ｊ＝１〜９）の出力のうち、発光部Ｅｉからの検出光の正反射成分のみを受光する受光部Ｄｉを「発光部Ｅｉに対応する受光部」とし、その出力を「正反射寄与出力」とする。
【０２０１】
また、発光部Ｅｉを発光させたとき、拡散反射成分のみを受光する受光部Ｄｊ（ｊ≠ｉかつｊ≠ｉ±１）を「発光部Ｅｉに対応しない受光部」とし、それらの出力を「拡散反射寄与成分」とする。
【０２０２】
上の例で、発光部Ｅ５を発光させた場合であれば、発光部Ｅ５に対応するＤ５の出力が「正反射寄与出力」であり、発光部Ｅ５に対応しない受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９の出力が「拡散反射寄与出力」である。
【０２０３】
受光部Ｄ４、Ｄ６は「正反射光と拡散反射光とを受光」し、受光の対象が「正反射光のみでなく、拡散反射光のみでもない」ので、これら受光部Ｄ４、Ｄ６の出力は「正反射寄与出力」「拡散反射寄与出力」の何れにも分類しない。
【０２０４】
このようにして、受光部Ｄ１〜Ｄ９の出力を「正反射寄与出力と拡散反射寄与出力」とに分類し、正反射寄与出力・拡散反射寄与出力によりトナー濃度算出の演算を行うようにすれば、支持部材表面による正反射の影響と、トナーパターンによる拡散反射の影響とが分離しているので、演算のアルゴリズムを簡単化できる。
【０２０５】
即ち、発光部Ｅ５を点灯させた場合に付いて説明を補足すれば、発光部Ｅ５に対応する受光部Ｄ５の出力は「正反射寄与出力」であるが、発光部Ｅ５に対応しない６つの受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９の「支持部材での正反射に起因する出力」はゼロであり、これは「正反射寄与出力がゼロ」即ち「拡散反射寄与出力」であり、受光部Ｄ５の出力は「拡散反射寄与出力が０」と捉えることができる。
【０２０６】
ここで一般に、発光部Ｅｉに対応しない受光部Ｅｊは２以上あるので、これら受光部Ｅｊの「出力の和」を取ることにより、広く拡散されて複数の受光部に渡る拡散反射寄与出力が得られるので「拡散反射光の検出精度」を向上できる。
【０２０７】
例えば、発光部Ｅ５からの検出光によりトナーパターンＤＰＩが照射されているとき、発光部Ｅ５に対応する受光部Ｄ５の正反射寄与出力と、発光部Ｅ５に対応しない受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９の出力のうち、受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９からの出力は、トナーパターンによる拡散反射のみに関する拡散反射寄与出力であるので、これらを加算することにより、トナー濃度情報に対する情報量を大きくして濃度検出の制度を高めることができる。
【０２０８】
７つの受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ５、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９の出力を用いると、支持部材の反射特性（正反射寄与出力である受光部Ｄ５の出力）と、トナーパターンの反射特性（正反射寄与出力である受光部Ｄ５の出力と、拡散反射寄与出力である受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９の出力）の差（正反射寄与出力の差と拡散反射出力の差）に基づき、トナー濃度を検出できる。
演算に関連して、簡単に説明する。
反射特性として「正反射寄与出力のみ」に着目し、「支持部材による受光部Ｄ５の出力とトナーパターンによる受光部Ｄ５の出力との差」と「トナーパターンの画像濃度」との相関関係を算出したり、別例として、反射特性として「拡散反射寄与出力のみ」に着目し、「支持部材による受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９の出力和（＝０）とトナーパターンによる受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９の出力和との差」と「トナーパターンの画像濃度」との相関関係を算出したりすることによりトナー濃度を検出することができる。
【０２０９】
また、反射特性として「正反射寄与出力と拡散反射寄与出力の両方」に着目すれば、より高精度にトナー濃度を演算算出することも可能である。ここで、上記「差」は、所謂引き算だけを意図するものではなく「差異」の意味である。
【０２１０】
発光部Ｅ５に対応しない２つの受光部Ｄ４とＤ６の出力は「正反射の寄与による出力と拡散反射の寄与による出力とが混合」しているので、これらの受光部Ｄ４とＤ６からの出力を演算情報から除外することにより、演算のアルゴリズムの簡単化が図られ、より効率的な処理が可能となる。
【０２１１】
上記の如く、発光部Ｅ５に対応しない２つの受光部Ｄ４とＤ６の出力は「正反射の寄与による出力と拡散反射の寄与による出力とが混合」しているが、以下に説明する方法により、受光部Ｄ４とＤ６の出力を「正反射の寄与による出力成分と拡散反射の寄与による出力成分」とに分離できる。
【０２１２】
この方法によれば、演算のアルゴリズムは若干複雑になるが、全ての受光部の信号を有効に活用できる。
【０２１３】
上記の如く、発光部Ｅ５からの検出光によりトナーパターンＤＰＩ（矩形状パターンの何れか）が照射されているとき、トナーパターンからの正反射寄与出力は受光部Ｄ５の出力であるとした。
一方、上記検出光が支持部材表面を照射しているとき、支持部材表面からの正反射光は図５（ａ）に示すような出力分布で受光部Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６により受光される。
【０２１４】
即ち、トナーパターンの反射特性（図５（ｂ）に示す出力分布）および支持部材の反射特性（即ち「正反射特性」 図５（ａ）に示す出力分布）をそれぞれ、受光部Ｄ５の出力で規格化したものを図６に示す。
図６において「白い棒」はトナーパターンの反射特性（図５（ｂ））、「黒棒」はトナーパターンの反射特性のうちの「正反射寄与分」と考えることができる。規格化により、受光部Ｄ５の出力は、正反射特性の値と拡散反射特性の値とが等しくなっている。
【０２１５】
図６の出力分布において、白棒の大きさから黒棒の大きさを差し引くことにより、すなわち、トナーパターンの反射特性から、その正反射寄与分を差し引くことで、拡散反射寄与分を求めることができる。
即ち、図５（ｂ）の「トナーパターンの反射特性」を、正反射寄与分と拡散反射寄与分に分けると図７に示すようになる。図７に「白棒」で示す拡散反射寄与分は、図６における各「白棒」から「黒棒」を差し引いたものであり、図７における「黒棒」は、図６における「黒棒」と同一である。
【０２１６】
即ち、図７に示すように、発光部Ｅ５に対応しない２つの受光部Ｄ４とＤ６の出力は、「正反射の寄与による出力（黒棒）と拡散反射の寄与による出力（白棒）」とに分離されている。
９つの受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜９）の出力を用い、支持部材の反射特性（正反射寄与出力である受光部Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６の出力（黒棒））と、トナーパターンの反射特性（正反射寄与出力である受光部Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６の出力と、拡散反射寄与出力である受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９の出力（白棒））の差（正反射寄与出力の差と拡散反射出力の差）に基づき、トナー濃度を検出できる。
今まで説明してきた例では、個々の発光部Ｅｉ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と、これに隣接する受光部Ｄｊ（ｊ＝ｉ±１）とで受光されるものとした。
前述したように、支持部材が中間転写ベルト等の場合には「支持体表面で検出光を拡散反射させる場合」もある。
しかし、支持体による拡散反射と「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「複数受光部の出力の分布」が、支持体での拡散反射とトナーパターンによる拡散反射に応じて異なるので、上記出力の分布の差異から「トナー濃度の検出」が可能である。
【０２１７】
「支持部材表面が検出光を拡散反射する場合」の１例を説明する。
図８に示す例では、反射型光学センサの発光部Ｅｉの数：Ｍ＝受光部Ｄｉの数＝Ｎ＝７の場合を示している。
【０２１８】
発光部と受光部の数が７であることと、支持部材が「表面が滑らかでなく、検出光を拡散反射させる中間転写ベルト」であること以外は、図５の場合と同様である。
なお、図示の簡単のため「中間転写ベルトよりもトナーパターンの方が拡散反射による拡散の度合いが大きい」場合を想定している。逆の場合、即ち「中間転写ベルトの方がトナーパターンよりも拡散反射による拡散の度合いが大きい」場合には、以下の説明において「中間転写ベルトとトナーパターンを入れ替えて」考えればよい。
【０２１９】
図８（ａ）は、発光部Ｅ４が点灯した状態で、トナーパターン以外の部分（中間転写ベルト）に照射されたときの受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜７）の出力の様子を示す。
受光部Ｄ２〜Ｄ６では「中間転写ベルトによる正反射光および拡散反射光」を受光しているが、受光部Ｄ１、Ｄ７の出力はゼロである。
【０２２０】
発光部Ｅ４が点灯して「検出光がトナーパターンを照射したとき」の受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜７）の出力の様子を図８（ｂ）に示す。
【０２２１】
このときは、受光部Ｄ１〜Ｄ７で「トナーパターンによる正反射光および拡散反射光」を受光している。
この例では「中間転写ベルトよりもトナーパターンの方が拡散反射光の拡散の度合いが大きいと」しているため、図８（ａ）よりも図８（ｂ）の方が「受光部の出力分布の拡がり」が大きくなっている。
【０２２２】
図８（ａ）において、受光部の出力がゼロでない受光部Ｄ２〜Ｄ６のうち「拡散反射光による寄与が含まれる受光部」を特定したい。もちろん、発光部Ｅ４に対応する受光部Ｄ４の出力は正反射寄与出力である。
【０２２３】
中間転写ベルトの表面が滑らかであると仮定した場合に「正反射光を受光する受光部の範囲がどこまで及ぶか」については、反射型光学センサをモデリングした光学シミュレーションや、実際の反射型光学センサと表面が滑らかな転写ベルトを用いた実験によって別途同定することは容易である。
【０２２４】
したがって、予め正反射光による寄与が含まれる受光部を同定しておくことにより、図８（ａ）における受光部Ｄ２〜Ｄ６の出力のうち「拡散反射光による寄与のみが含まれる受光部」を特定できる。
【０２２５】
図８（ｃ）は「表面が滑らかな転写ベルトを用いた実験」により得られた「正反射光による寄与」をハッチングを付して示している。
図８の（ａ）と（ｃ）を比較することにより、図８（ａ）における受光部Ｄ４の出力は「中間転写ベルトによる正反射に起因する正反射寄与出力」を表し、受光部Ｄ２とＤ６の出力は「中間転写ベルトによる拡散反射に起因する拡散反射寄与出力」である。
また、図８（ａ）において受光部Ｄ１とＤ７の出力はゼロであるが、これは「拡散反射に起因する出力」がゼロと捉えることもできる。受光部Ｄ３とＤ５の出力は「正反射と拡散反射に起因する出力」が混合している。
【０２２６】
このことから、図８（ｂ）においても、受光部Ｄ４の出力は「トナーパターンによる正反射に起因する出力のみ」、受光部Ｄ１とＤ２とＤ６とＤ７の出力は「トナーパターンによる拡散反射に起因する出力のみ」であり、受光部Ｄ３とＤ５の出力は正反射と拡散反射に起因する出力が混合されている。
【０２２７】
即ち、発光部Ｅ４に対応する受光部Ｄ４の出力は正反射寄与出力、発光部Ｅ４に対応しない４つの受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ６、Ｄ７の出力は拡散反射寄与出力として分類可能である。
また、発光部Ｅ４に対応しない２つの受光部Ｄ３とＤ５の出力は「正反射成分と拡散反射成分」が混合しているのでトナー濃度の演算に取り入れない。
【０２２８】
上には、Ｍ＝Ｎ＝９の反射型センサと、支持部材として「表面が滑らかで検出光の反射が実質的に正反射である」と見なせる転写ベルトの組み合わせ（図５）の場合および、Ｍ＝Ｎ＝７の反射型センサと、支持部材として「表面が滑らかでなく，検出光を拡散反射させる」中間転写ベルトの組み合わせ（図８）の場合を説明したが、このような考え方は勿論「ＭやＮの数には依らず、また、いずれの種類の支持部材にも対応できる」ことは言うまでもない。
【０２２９】
図５や図８に示したように、正反射光を受光する受光部が「発光部に対応する受光部とその両隣りの受光部のみ」である場合においては、該「両隣りの受光部」には拡散反射の寄与が混合される。
この場合、拡散反射の寄与する受光部の数は（Ｎ−３）個（両端部の発光部では（Ｎ−２）個）となる。すなわち、特に「発光部や受光部のピッチが小さく」なり、支持部材により反射された検出光のスポット径が受光部のピッチより大きくなった場合でも「支持部材による正反射光が入射するのは「発光部に対応する受光部とその両隣りのみ」であり、拡散反射寄与出力となる受光部の数を最大とすることができ「拡散反射寄与の検出効率」を向上させることができる。
【０２３０】
上に、図４〜図８に即して説明した例は、トナーパターンＤＰ１に対して、反射型光学センサＯＳ１を用いて「トナー濃度情報」を本検出工程として検出する場合であり、説明例での前提として、予備検出工程によりトナーパターンの主方向の位置が、発光部Ｅ５からの検出光のスポットで照射される位置にあり、正反射光は受光部Ｄ５により受光されるとした。
【０２３１】
この例のように、予備検出工程により得られた位置範囲情報から、トナーパターンＤＰ１の主方向の位置が、受光部Ｄ５に対応する位置であることが分かっているような場合には、上記の如く、本検出工程で発光させる発光部を一つの発光部Ｅ５としてトナー濃度情報の検出を本検出として行なうことができる。
【０２３２】
敷衍すれば、予備検出工程によりトナーパターンＤＰ１の主方向の位置が、受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜９、またはｉ＝１〜７）に対応する位置であることが分かっている場合には、上記の如く、本検出工程で発光させる発光部を一つの発光部Ｅｉとしてトナー濃度情報の検出を本検出として行なうことができる。
【０２３３】
予備検出された位置範囲情報がもう少し広い場合には、１個の発光部の発光部のみをもちいるのでなく、例えば３個の発光部Ｅｉ、Ｅｉ±１（上記の例の場合であれば、発光部Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６）を発光させて、本検出工程を行なえばよく、トナー濃度検出の考え方は上記の場合と同様である。濃度検出に用いる信号量が増えることにより、精度のよい検出が可能である。
【０２３４】
以下、実施の別形態を説明する。
前述の如く、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〜Ｅ９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Ｅ９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「スキャン時間」と呼ぶことにする。
【０２３５】
上には、予備検出工程を行なう際、発光部Ｅ１〜Ｅ９を順次点滅してトナーパターンＹＰ１に対するスポット走査を行う場合を説明したが、この場合、スキャン時間中、トナーパターンＹＰ１は、反射型光学センサによるスポット走査領域（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であり、前述の検出領域である）に存在しなければならない。換言すれば、発光部Ｅ１〜Ｅ９は、トナーパターンＹＰ１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。
【０２３６】
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濃度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ない。
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（例えば２００個）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。
この発明では、本検出工程において位置検出用のトナーパターンＰＰ１や、トナー濃度検出用のトナーパターンＤＰ１に対するトナー情報を検出する際には、これらトナーパターンの支持部材上の位置が、予備検出工程により得られた位置範囲情報に基づき、予めある程度絞り込まれており、それに応じて少数のＳ個の発光部を発光させるのみであるので、トナー情報を検出する本検出工程ではスキャン時間を有効に短縮できる。
【０２３７】
しかし、位置範囲情報を得るための予備検出工程では、発光部数：Ｍの増加に伴い、スキャン時間が長くなることは否めない。
【０２３８】
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「Ｖ」とすれば、スキャン時間内に支持部材は「Ｖ・ｓｔ」だけ副方向に変位することになる。
【０２３９】
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、予備検出工程でトナーパターン（上の例ではトナーパターンＹＰ１）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あり、このような場合には適正な予備検出工程が困難になってしまう。
【０２４０】
図９（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９（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。
なお、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。
【０２４１】
予備検出工程は、図３に示したトナーパターンＹＰ１に対して行なうものとして説明する。
【０２４２】
図９（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、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、図示されないトナーパターンＹＰ１は副方向へ速度：Ｖで移動している。
この場合、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。
【０２４３】
この時間：ｓｔ／３の間に、図示されないトナーパターンＹＰ１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
を満足するように設定すれば、発光部Ｅ１〜Ｅ１５によるトナーパターンＹＰ１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。
【０２４４】
図９（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、主方向（図９（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。
【０２４５】
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ＹＰ１（図示されず）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。
【０２４６】
図１０に示す実施の形態では、以下のようにして予備検出工程におけるスポット走査の適正化を図っている。
【０２４７】
この図においても、反射型光学センサは１５個の発光部５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。
【０２４８】
図１０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、主方向（図面の上下方向）に略平行となっている。
【０２４９】
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。
【０２５０】
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濃度検知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。
【０２５１】
即ち、予備検出工程で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。
【０２５２】
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ＹＰ１（図示されず）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。
【０２５３】
なお、図１０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１０に示す位置」に残し、他の発光部・受光部を図９（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」で傾けて配列してもよい。
【０２５４】
図９、図１０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ＹＰ１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。
【０２５５】
これら図９、図１０に示す例で、１５個の発光部による上記の如きスポット走査で、トナーパターンＹＰ１に対する予備検出工程で位置範囲情報が知られたら、この位置範囲情報に基づき、位置情報検出用のトナーパターンＰＰ１やトナー濃度検出用のトナーパターンＤＰ１のスポット検出を確実に行ない得るｓ個の発光部によるスポット走査による本検出を行なえばよい。
【０２５６】
前述の如く、この発明の実施に用いられる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。
【０２５７】
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１１に示す。
【０２５８】
図１１（ａ）に示す形態例は、Ｎ＝１５とし、Ｍ＝３０とした例である。
発光手段は発光部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。
【０２５９】
１５個の受光部Ｄ１〜Ｄｉ〜Ｄ１５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Ｄ２ｉ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。
【０２６０】
このような場合、図１１（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。
【０２６１】
図１１（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。
【０２６２】
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１１（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。
【０２６３】
先に図２〜図１１（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。
【０２６４】
図１１（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〜Ｄｊ〜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」ことが可能である。
【０２６５】
なお、反射型光学センサを主走査方向に対して、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、主走査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。
【０２６６】
発光部や受光部の配列ピッチが比較的大きい場合には、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ことができる。
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」であり、配列ピッチとしては１ｍｍ程度の実装が可能である。
【０２６７】
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１２に２例示す。
【０２６８】
図１２（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だ反射型光学センサＯＳ１１を示している。
【０２６９】
図１２（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だ反射型光学センサＯＳ１２を示している。
【０２７０】
図１２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１１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。
【０２７１】
なお、図１２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。
【０２７２】
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、予備検出工程や「位置情報を得るための本検出工程」において、空間分解能を大きく向上させることが可能となる。
なお、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１２（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。
【０２７３】
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。
【０２７４】
また、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。
【０２７５】
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８００ｎｍ〜１０００ｎｍであるので、発光素子や受光素子を選択して用いることが好ましい。
【０２７６】
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。
【０２７７】
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、反射型光学センサは、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で、検出光のスポット照射を実現できる。
【０２７８】
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。
【０２７９】
このような場合の実施の形態を以下に説明する。
図１３に示す実施の形態について説明すると、図１３（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を主方向に等ピッチで１列に配列してなり、照射手段は、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。
【０２８０】
図１３（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１３（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ＤＰはトナー濃度検出用のトナーパターンを示す。
【０２８１】
トナー濃度検出の動作は、図２、図３に即して説明したとおりであり「図示されない予備検出工程用のトナーパターンに対して予備検出工程」を行なって、トナーパターンＤＰに対する主方向の位置範囲情報を得たのち、少数の発光部（例えば、発光部Ｅ３あるいは発光部Ｅ２〜Ｅ４）の発光により本検出工程を行なう。
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。そして反射光は、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。
【０２８２】
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１３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。
【０２８３】
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１４に示す実施の形態では、反射型光学素子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１４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対し、主走査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。
また、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。
【０２８４】
また、照明用光学系は、図１４（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１３（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。
【０２８５】
図１５には、さらに、別の形態例を２例示す。
図１５（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。
【０２８６】
図１５（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１５（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１５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１５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。
【０２８７】
照明用光学系や受光用光学系は、図９や図１０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。
【０２８８】
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。
【０２８９】
図１６に即して、反射型光学センサ装置を説明する。
反射型光学センサ装置は、反射型光学センサ１４１と演算処理部１４２とを有する。
反射型光学センサ１４１は、先に図３、図４、図６、図７等に即して説明した物を用いることができる。
【０２９０】
演算処理部１４２は、反射型光学センサ１４１のＭ個の発光部の発光を、上に説明した予備検出工程および本検出工程、さらには検出に必要な演算を実行するように制御する。
【符号の説明】
【０２９１】
ＯＳ１ 反射型光学センサ
Ｅ１〜Ｅ５ 発光部（ＬＥＤ）
Ｄ１〜Ｄ５ 受光部（ＰＤ）
ＹＰ１ 予備検出工程用のトナーパターン
ＤＰ１ トナー濃度検出用のトナーパターン
１７ 支持部材（転写ベルト）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２９２】
【特許文献１】特開昭６４− ３５４６６号公報
【特許文献２】特開２００４−３０９２９２号公報
【特許文献３】特開２００４− ２１１６４号公報
【特許文献４】特開２００２− ７２６１２号公報
【特許文献５】特開２００３− ８４５３０号公報
【特許文献６】特開２００２− ２３４５８号公報
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トナー情報検出方法、反射型光学センサおよび画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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（以下「ＭＦＰ」と略記する。）等として広く実施されている。
【０００３】
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、良好な画像を得るためには、静電潜像の現像に供されるトナー量が適正でなければならない。現像方式には「トナーとキャリアを含む２成分系の現像剤」を用いる方式や、トナーのみで構成された現像剤を用いるモノトナー現像方式等、種々の方式が知られているが、静電潜像が現像される現像部へ供給されるトナー量の多寡を「トナー濃度」と呼ぶことにする。
【０００４】
トナー濃度が低すぎるときは、静電潜像に十分な量のトナーが供給されず、得られるトナー画像は濃度の不十分な画像となってしまう。
また、トナー濃度が高すぎるときは、形成されるべき画像の濃度分布が「高濃度側」に偏り、やはり見づらいトナー画像となってしまう。このように、適正なトナー画像が形成されるためには「トナー濃度が適正な範囲」になければならない。
【０００５】
また、良好なトナー画像を得るためには、記録紙等の画像担持媒体上におけるトナー画像の位置を正確に把握する必要がある。
【０００６】
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。
【０００７】
トナー画像の「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。
【０００８】
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。
【０００９】
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るレジストずれ」、「画像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。
【００１０】
従来から、トナー濃度やトナー画像位置の適正制御のため「トナー濃度検出用のトナーパターン」や「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、反射光の変化を検出して、トナーパターンのトナー濃度や位置を検出する方法が広く行われている。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。
【００１１】
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１〜６）。
【００１２】
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、あるいは「波長特性の異なる３個の発光部（ＬＥＤ）」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。
【００１３】
発光部としては上記の如く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、トナー濃度検出用あるい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小さいサイズのスポット」として照射される。
【００１４】
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、この明細書においては「副方向」と呼び、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、上記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。
【００１５】
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。
【００１６】
検出光のスポットの大きさは、通常、直径：２〜３ｍｍ程度である。
【００１７】
反射型光学センサによる検出光のスポットが照射される「主方向の位置」は、トナーパターンの「主方向中央部」であることが理想である。
しかしながら、静電潜像形成部における光走査領域や反射型光学センサの取り付け位置が「主方向に経時的に変動」したり、転写ベルトが蛇行したりすることにより、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」は、必ずしも理想状態とはならない。
【００１８】
トナーパターンと反射型光学センサとの「主方向における位置関係」がずれ、検出光のスポットがトナーパターンから「はみ出して照射」されると、受光手段が受光する反射光は適正なものではなく、トナーパターンのトナー濃度や位置を適正に検出できない。
【００１９】
例として、検出光を１個のスポットとして照射し、反射光を１個の受光部で受光し、正反射光（転写ベルト表面の反射特性に相当）と拡散反射光（トナーパターンの反射特性に相当）の差によりトナー濃度を検出する場合について説明する。
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、検出光のスポットがトナーパターンから「はみ出す」ことなくトナーパターンを適正に照射している場合には、受光部の受光する光量は「転写ベルト表面での正反射光を受光するときよりも小さく」なり、正反射光を受光する場合との受光量の差によって、トナーパターンのトナー濃度を適正に検出できる。
【００２０】
しかし、検出光のスポットが「トナーパターンの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部分を照射して拡散反射されるが、トナーパターンの外側にはみ出したスポット部分の検出光は「トナーパターンの無い転写ベルト表面」を照射して正反射される。従って、この場合、受光部が受光する光量は「トナーパターンのみによる拡散反射光を受光する場合」よりも大きくなる。
【００２１】
このような「受光結果」は、トナーパターンにおける「トナー量が少ない場合」にも起こりうるものであるから、上記の場合、トナーパターンの有するトナー濃度が、実際よりも低く検出されてしまうことになる。
【００２２】
また、トナーパターンの位置を検出する場合、一般に、受光部が受光する「正反射光の強度」にスレッシュレベルを設定し、このスレッシュレベルを基準にしてトナーパターン位置を決定する。
【００２３】
即ち、受光量が「設定されたスレッシュレベル」より低いときに「トナーパターンが有る」とするので、上記の受光結果は検出信号の変動となり、トナーパターン位置の正しい検出に悪影響を及ぼす。
【００２４】
このような問題を避けるため、従来は、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」のずれの存在に拘わらず、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位置する」ように、トナーパターンの主方向幅を１５ｍｍ程度〜２５ｍｍ程度の大きさに設定し、上記「位置関係のずれ」が生じても、検出光のスポットがトナーパターンの主方向外側にはみ出さないようにしていた。
【００２５】
トナー濃度を検出する場合には、トナーパターンから十分な拡散反射が生じるように、トナーパターンの副方向幅も、検出光のスポットの大きさよりも十分大きくされていた。
【００２６】
ところで、画像形成装置、特にカラー画像形成装置において、反射型光学センサとトナーパターンによるトナー濃度やトナーパターン位置の検出は、画像形成プロセスを適正化して「高画質を確保・維持」できるように行われ、形成すべき画像の出力とは別個に行われるため、トナーパターンのトナー濃度や位置の検出を行っている間は「本来の画像形成プロセス」を行うことができない。
【００２７】
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光走査のパターン書き込み時間が大きくなり、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。
【００２８】
また、検出用の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、パターンの大きさ（面積）に比例して不寄与トナーの消費量も大きくなる。即ち、従来から知られた検出方式は、作業効率の向上を困難とするという問題と、不寄与トナーの消費量が大きいという問題とを抱えている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
この発明は、画質を維持するための画像形成装置の調整を行う際に、本来の画像形成の作業効率を低下させないようにすること、また、上記画像形成装置の調整の際のトナー消費量を低減し、発光部の発光エネルギを低減することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
この発明のトナー情報検出方法は「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１以上形成し、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位置および／またはトナー濃度に関する情報を検出するトナー情報検出方法」である。
【００３１】
「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等の画像形成装置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。
【００３２】
「トナーパターン」は、トナー情報の検出に用いられるための「トナー画像」で、「トナーパターンとなるべく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（検出光の照射と反射光の受光が行なわれる部位）へ持ち来たされる。
「トナーパターンとなるべき静電潜像」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。
【００３３】
「支持部材」は、上記の如く、トナー情報の検出が行なわれる際に、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」であることができる。場合によっては、例えば、再生紙や片面を使用された転写紙等にトナーパターンを転写し、このように転写されたトナーパターンを対象としてトナー情報の検出を行なうこともできる。
【００３４】
「トナーパターンが所定である」とは、トナーパターンが定形、即ち「一定の形状を有する」ことを意味する。
【００３５】
検出の対象である「トナー情報」は、トナーパターンの位置および／またはトナー濃度に関する情報である。即ち、検出されるべきトナー情報は、トナーパターンの位置に関する情報、トナーパターンにおけるトナー濃度に関する情報、トナーパターンの位置とトナー濃度とに関する情報の３種のうちの何れかである。
【００３６】
請求項１記載のトナー情報検出方法は、以下の如き特徴を有する。
即ち、トナー情報の検出に用いられる手段として、照射手段と受光手段とを有する。
「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、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方向に配置して構成される。
【００３７】
「受光手段」は、照射手段とするとともに、Ｎ（≧３）個の受光部を、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１方向に配列して構成される。
【００３８】
Ｎ個の受光部が「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」とは、検出光が照射されたとき、Ｎ個の受光部が、支持部材からの反射光、トナーパターンによる反射光、支持部材とトナーパターンによる反射光の何れをも受光できることを意味する。
【００３９】
請求項１記載のトナー情報検出方法は、予備検出工程と、本検出工程とを有する。
「予備検出工程」は、照射手段におけるｒ（≦Ｍ）個の発光部を発光させてトナーパターンの位置範囲情報を予備的に検出する工程である。
即ち、予備検出工程では、照射手段を構成するＭ個の発光部の全て、もしくはＭ個の発光部に含まれるｒ（＜Ｍ）個の発光部が発光される。そして、支持部材上のトナーパターンの「位置範囲情報」が検出される。
【００４０】
トナーパターンの「位置範囲情報」は、トナーパターンが位置する支持部材上の「主として主方向における大まかな範囲」を表す情報である。
【００４１】
「本検出工程」は、予備検出工程による検出結果に基づき、照射手段において発光させるｓ（＜ｒ）個の発光部を選択して発光させ、トナーパターンの位置および／またはトナー濃度に関する情報を検出する工程である。即ち「ｓ」は必ず「Ｍ」より小さい。
【００４２】
即ち、予備検出工程によりトナーパターンの支持部材上の大まかな位置を「位置範囲情報」として検出したのち、本検出工程で、検出範囲を「ｓ（＜ｒ）個の発光部」による検出範囲に絞り込んで検出を行なう。このときの検出対象は「トナーパターンの位置および／またはトナー濃度に関する情報」である。これらトナー情報は、受光手段のＮ個の受光部の出力に基づき演算的に検出される。
【００４３】
なお、予備検出工程で「位置範囲情報の検出」に供されるトナーパターンと、本検出工程で検出に供されるトナーパターンとは異なるパターンとすることもできるが、本検出工程用のトナーパターンの一部を用いて予備検出工程を行なうこともできる。
【００４４】
予備検出工程において発光させるｒ個の発光部は同時に発光させても良いし、順次に発光させてもよい。同様に、本検出工程で発光させるｓ個の発光部も、同時に発光させても良いし、順次に発光させてもよい。
ｒ個あるいはｓ個の発光部を順次に発光させるとは、発光部を個別的に順次に点滅させることを意味する。この場合、ｒ個の発光部のうちに「同時に点滅するものが複数存在」する場合もある。
【００４５】
説明を補足すると、上の説明において「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「Ｍ個のスポットの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。
【００４６】
「スポットの間」は、スポットの中心間の距離ではなく、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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
従って、この場合に「トナーパターンが、検出光のスポットにより照射される」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く、主方向に１５ｍｍ〜２５ｍｍを必要としていた従来のトナーパターンの大きさを有効に小さくできる。
【００５０】
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から、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。この場合「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には、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。
【００５１】
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のピッチが「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。
【００５２】
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やトナー濃度を検出できる。
【００５３】
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、支持部材表面は滑らかで検出光は正反射される。
従って、検出光が支持部材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」の差があり、この差が「３個以上の受光部の検出する光量に変化を齎す」ので、３個以上の受光部の出力によりトナーパターンに関するトナー情報を検出できる。
【００５４】
また、支持部材が転写ベルトや中間転写ベルトである場合、支持部材の表面は「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、支持部材表面が検出光を拡散反射させるものであっても、支持部材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とで異なるので、トナー情報の検出が可能である。
【００５５】
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。また、Ｍ＞ＮであることもＮ＞Ｍであることも可能である。
【００５６】
「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」ものであるならば、ＬＥＤを配列し、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、支持部材に対する位置関係を定めれば良い。
【００５７】
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。
【００５８】
「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が、３以上のＰＤ素子をアレイ配列したＰＤアレイを受光手段として用いることができる。
【００５９】
上記予備検出工程あるいは本検出工程において、発光部を順次に発光（点滅）させる場合は、予備検出もしくは本検出の検出対象となっているトナーパターンが「副方向において検出光の照射領域を通過する時間内」に検出のためのｒ個もしくはｓ個の発光部の点滅を終了させる必要がある。
【００６０】
このような場合には「トナーパターンが副方向において検出光の照射領域を通過する時間内」に、ｒ個の発光部および／またはｓ個の発光部を順次に発光させる（請求項２）。
【００６１】
請求項１または２記載のトナー情報検出方法においては「予備検出工程に際して、トナーパターンの位置範囲情報を検出できるｒ（＜Ｍ）個の発光部を選択する」ことができる（請求項３）。
【００６２】
即ち、照射手段におけるＭ個の発光部を同時に発光させたとき、支持部材は、検出光のＭ個のスポットで同時に照射されることになるが、このときＭ個のスポットにより照射される「主方向の照射範囲（以下、便宜的に「主方向検出可能範囲」と言う。）」は、一般に、支持部材上に形成されるトナーパターンの位置が主方向に変動しても、トナーパターンの位置が上記主方向検出可能範囲をはみ出さないように「検出されるべきトナーパターンの主方向のサイズに対して十分大きく設定」される。
【００６３】
仮に、形成されたトナーパターンの主方向の位置が、主方向検出可能範囲をはみ出すような場合には、トナーパターンの形成位置を調整して、主方向検出可能範囲をはみ出さないようなトナーパターンを形成して、予備検出工程・主検出工程を行えばよい。
【００６４】
支持部材上に形成されるトナーパターンが主方向検出範囲をはみ出すことが無ければ、トナーパターンの形成位置が「主方向検出範囲内で変動する範囲」がある程度分かっていれば、予備検出工程において上記「主方向検出範囲内で変動する範囲」を検出範囲としてカバーできる範囲を照射できるｒ（＜Ｍ）個の発光部を選択すれば、予備検出工程の際に、Ｍ個の発光部全てを発光させる必要が無く、特に「発光部を順次点滅させる場合」であれば、Ｍ個の発光部を全て点滅させる場合に比して短い時間にｒ個の点滅を完了できるので「予備走査工程の時間」を短縮できる。
前述の如く、支持部材上に形成するトナーパターンは１以上であり、予備検出工程で位置範囲情報の検出に供されるトナーパターンと、本検出工程で検出に供されるトナーパターンとは、同一のパターンとすることもできるが、請求項１〜３の任意の１に記載のトナー情報検出方法において「予備検出工程により位置範囲情報を検出するための予備検出工程専用のトナーパターン」を支持部材表面に形成することは好ましい。
【００６５】
この場合、トナーパターンの位置情報やトナー濃度情報の検出に用いるトナーパターンは、予備検出工程専用のトナーパターンと別個に形成されることになる。即ち、この場合には、予備検出工程専用のトナーパターンと本検出工程用のトナーパターンによる複数のトナーパターンが支持体上に形成され、支持体表面は副方向に変位し、予備検出工程は本検出工程に先立って行なわれるので、予備検出工程専用のトナーパターンは、他のトナーパターン（本検出工程用のトナーパターン）よりも「副方向の先頭」に形成する（請求項４）。
【００６６】
逆に、請求項１〜３の任意の１に記載のトナー情報検出方法において、本検出工程によりトナーパターンの位置および／またはトナー濃度に関する情報を検出するためのトナーパターンが「予備検出工程で位置範囲情報を検出するためのトナーパターンを兼ねる」こともできる（請求項５）。トナーパターンの数に関しては、具体的な実施の形態に即して後述する。
【００６７】
請求項１〜５の任意の１に記載のトナー情報検出方法における「検出対象としてのトナー情報」は、少なくとも「トナーパターンの支持部材上における位置情報」であることができる（請求項６）が、この場合、検出対象としてのトナー情報が「トナー濃度と位置情報とであり、本検出工程において、発光させるｓ個の発光部の個数を、検出対象がトナー濃度である場合と位置情報である場合とに応じて異ならせることができる（請求項７）。
【００６８】
請求項６または７記載のトナー情報検出方法において「検出対象としてのトナー情報が位置情報である」ときには、発光させる発光部の数：ｓ＝１とすることができる（請求項８）。また、請求項６〜８の任意の１に記載のトナー情報検出方法において「検出対象としてのトナー情報がトナー濃度」であるときには、発光させる発光部の数：ｓ＞１とすることが好ましい（請求項９）。
【００６９】
この発明の反射型光学センサ装置は、上記請求項１〜９の任意の１に記載のトナー情報検出方法の実施に用いられる反射型光学センサ装置であって、照射手段と、受光手段と、制御手段とを有する（請求項１０）。
【００７０】
「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。
【００７１】
「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。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。
【００７２】
「制御手段」は、Ｍ個の発光部の発光を予備検出工程および本検出工程に応じて制御する手段である。制御手段はマイクロコンピュータあるいはＣＰＵ等として構成できる。
【００７３】
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、トナー情報を検出するための反射型光学センサ装置として、請求項１０記載の反射型光学センサ装置を有することを特徴とする（請求項１１）。
【００７４】
請求項１１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、色ごとのトナー情報が検出される」ものであることができる（請求項１２）。
【００７５】
前述の如く、ＭおよびＮの下限は３であるが、上限は、トナー情報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。個数：ＭおよびＮは、発光部・受光部を１列に配列するのであれば、これらの配列ピッチに依存し、反射型光学センサが主方向にカバーする検出領域を、配列ピッチで除した数になる。たとえば、主方向に２５ｍｍの検出領域をカバーするのであれば、発光部および受光部を０．５ｍｍピッチで配列したとして、Ｍ＝Ｎ＝５０である。
さらに高密度に配列したり、受光部の数を発光部の２倍としたり（Ｎ＝２×Ｍ）、カバーする検出領域が大きくなったりすれば、Ｍ、Ｎは大きくなる。実用的な値としては、ＭおよびＮは数１０〜数１００程度である。
【００７６】
照射手段を構成するＭ個の発光部におけるｒ個、ｓ個の発光は、前述の如く、これらの発光部を「同時もしくは順次に点滅させる」ようにしても良いが、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い。 「グループ順次の点滅」については後述する。
【００７７】
また、請求項１記載のトナー情報検出方法において、トナー濃度検出用のトナーパターンが「主方向および副方向に幅を有する矩形状のパターン」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、矩形状のパターンが、副方向において検出光の照射領域を通過する時間内に、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ができる。
【００７８】
「トナーパターン」について付言すると、トナーパターンはトナー情報を検出するべく、定形に形成されたトナー画像であるが、トナー濃度をトナー情報として検出する場合には「ある代表的なトナー濃度を表すように形成された単一のトナー画像」とすることもできるし、後述するように「複数のトナー画像」として形成される場合もある。
このように複数のトナー画像として形成される場合には、一つ一つのトナー画像がトナーパターンであるが、これら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。また、上記複数のトナー画像によるトナーパターンは「全体として単一のパターンとして形成」される場合もある（この場合には単一のトナーパターンの内部でトナーの色やトナー濃度、トナー画像の位置が副方向に変化している）。
【発明の効果】
【００７９】
以上に説明したように、この発明によれば新規なトナー情報検出方法、この方法の実施に用いる反射型光学センサおよびこの反射型光学センサを用い、上記トナー情報検出方法を実施する画像形成装置を実現できる。
【００８０】
以下に詳細に説明するように、この発明によれば、トナー情報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、トナー情報検知に要する時間を短縮でき、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。さらに、発光部の点滅回数を減少させることが可能となり、トナー情報検出に対する省エネルギ化を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】画像形成装置の１形態を説明するための図である。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】反射型光学センサの受光部の出力パターンを説明するための図である。
【図５】反射型光学センサの受光部の出力パターンの別例を説明するための図である。
【図６】図５の出力パターンにおけるトナーパターンによる反射特性と正規反射寄与分を説明するための図である。
【図７】正規化された反射寄与分と拡散反射寄与分とを説明するための図である。
【図８】反射型光学センサの出力パターンを説明するための図である。
【図９】反射型光学センサの発光部・受光部の配列例を説明するための図である。
【図１０】反射型光学センサの発光部・受光部の別配列例を説明するための図である。
【図１１】反射型光学センサの発光部・受光部の別配列例を説明するための図である。
【図１２】反射型光学センサの他の例を説明するための図である。
【図１３】反射型光学センサの他の例を説明するための図である。
【図１４】反射型光学センサの他の例を説明するための図である。
【図１５】反射型光学センサの他の例を説明するための図である。
【図１６】反射型光学センサ装置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００８２】
以下、発明の実施の形態を説明する。
先ず、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であり、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。
【００８３】
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、マゼンタ、シアン、黒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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
記録シートは、転写ベルト１７の下部に設けられた「図示されないシート載置部」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。
【００８７】
このように搬送されつつ、記録シートは、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。
【００８８】
このようにして、記録シート上で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。
【００８９】
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、定着するようにしても良い。
【００９０】
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との位置関係を説明図的に示している。
【００９１】
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、この方向が「主方向」である。
【００９２】
図２では上下方向が主方向で、図１における「図面に直交する方向」に対応する。
また、図２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。
【００９３】
図２において、符号ＹＰ１〜ＫＰ１、ＰＰ１〜ＰＰ４、ＤＰ１〜ＤＰ４は、トナー情報検出に用いられるトナーパターンを示す。トナーパターンＹＰ１〜ＫＰ１は、それぞれ単一のパターンとして形成されているが、トナーパターンＰＰ１〜ＰＰ４、ＤＰ１〜ＤＰ４は、それぞれが「複数のトナーパターンの集合」として形成されている。
【００９４】
これらのトナーパターンについて説明すると、トナーパターンＹＰ１〜ＫＰ１は「予備検出工程専用のトナーパターン」であり、支持部材である転写ベルトの表面に、他のトナーパターンＰＰ１〜ＰＰ４、ＤＰ１〜ＤＰ４に対し「副方向の先頭」に形成されている。
【００９５】
トナーパターンＹＰ１はイエロートナーにより形成され、トナーパターンＭＰ１〜ＫＰ１はそれぞれ、マゼンタトナー、シアントナー、黒トナーによって形成されている。
【００９６】
トナーパターンＰＰ１〜ＰＰ４はそれぞれが「主方向に平行な４本のライン状パターンと、主方向に対して傾いた４本のライン状パターン」により構成され、各色トナー画像の位置を主方向および副方向に対して、主方向の４箇所で位置情報として検出するためのものである。
【００９７】
これらトナーパターンＰＰ１〜ＰＰ４のそれぞれにおいて、ライン状パターンは「主方向に平行なものと主方向に対して傾いたものが１本ずつ」ペアをなし、各ペアはイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各トナーで形成される。
【００９８】
トナーパターンＤＰ１〜ＤＰ４は、各色トナーの濃度を検出するためのパターンであり、トナーパターンＤＰ１はイエロートナーにより形成され、トナーパターンＤＰ２〜ＤＰ４はそれぞれ、マゼンタトナー、シアントナー、黒トナーによって形成されている。
トナーパターンＤＰ１〜ＤＰ４は上記４色のトナーにより、濃度の異なる複数のトナーパターン（図では５種のパターン）が「副方向に近接」して配列形成されている。
即ち、トナーパターン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、トナーパターン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。
【００９９】
これら、トナーパターンは、図１に示した光走査装置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形成される。
上記の如く、説明中の実施の形態において転写ベルト１７が「支持部材」であり、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「副方向」に移動し、反射型光学センサＯＳ１〜ＯＳ４よりトナー情報の検出が行われる。
【０１００】
転写ベルト１７上に形成された各種トナーパターンは、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。
【０１０１】
ここで、イエロートナーにより形成されるトナーパターンＹＰ１、ＤＰ１を例にとると、これらはともに「イエロートナーにより現像される静電潜像」として同じ感光体１１Ｙ上に、一連の光書き込みにより形成され、図２に示すように、トナーパターンＹＰ１の主方向の中央部と、トナーパターンＤＰ１の主方向の中央部とを一致させて形成することができる。他のトナーパターンＭＰ１〜ＫＰ１、ＤＰ２〜ＤＰ４の位置関係も同様である。
【０１０２】
なお、変形例として、トナーパターンＤＰ２〜ＤＰ４を、例えば、図２のトナーパターンＤＰ１に続けて「副方向の上流側」に形成し、４つのトナーパターンＤＰ１〜ＤＰ４が副方向に連続するようにして、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、トナーパターンＫＰ１の形成を省略して、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ＹＰ１〜ＣＰ１、位置検出パターンＰＰ１〜ＰＰ３の検出を行っても良い。
【０１０３】
上には、検出するトナーパターンを「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」する例を説明したが、画像形成装置の形態によっては、潜像担持体としての感光体や中間転写ベルト（または中間転写体）上に形成される上記各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。
【０１０４】
以下、反射型光学センサとトナーパターンによる「トナー情報」の検出を、実施の形態を通じて説明する。
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による検出を例にとって説明する。
【０１０５】
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。
【０１０６】
反射型光学センサＯＳ１は、図３（ａ）に示すように、検出光を放射する検出光用の発光部Ｅ１〜Ｅ９（Ｍ＝９）を主方向に平行に所定ピッチ等間隔に配置して「照射手段」とするとともに、支持部材・トナーパターンによる反射光を受光する受光部Ｄ１〜Ｄ９（Ｎ＝９）を主走査方向に平行に所定ピッチ等間隔に配置して「受光手段」とし、これら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。
そしてハウジングは、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。
【０１０７】
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位置し、図３（ｂ）に示すように、発光部Ｅ１〜Ｅ９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〜Ｄ９に入射するように、即ち、発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜９）を発光させたとき、転写ベルト１７による反射光が受光部Ｄｉに入射するように、位置関係を定められている。従って、受光部Ｄ１〜Ｄ９の配列ピッチは、発光部Ｅ１〜Ｅ９の配列ピッチと等しい。
【０１０８】
ここでは発光部および受光部の数をＭ＝Ｎ＝９としたが、これは説明を簡便にするためであり、実用的には上述したように、ＭおよびＮは数１０〜数１００程度（例えば５０〜５００）の値をとることが一般的である。
【０１０９】
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。
【０１１０】
従って、図３（ｂ）において、受光部Ｄ１〜Ｄ９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。
【０１１１】
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。
発光部Ｅ１〜Ｅ９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、主走査方向に配列する９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ＹＰ１、ＰＰ１およびＤＰ１の「主方向の幅」より小さくなるように定められている。
【０１１２】
図３（ａ）に示された例においては、発光部Ｅ１〜Ｅ９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〜Ｅ９のピッチ（１例として０．５ｍｍとする。）よりも小さく（例えば、０．３ｍｍとする。）、転写ベルト１７上で９つのスポットが「主方向に互いに隣接して」配列するようになっている。
予備検出工程専用のトナーパターンＹＰ１は「主方向の大きさ」が発光部Ｅｉのピッチ（０．５ｍｍ）と等しく形成されている。
このとき主方向に隣接するスポットの間は０．２ｍｍで、トナーパターンＹＰ１の主方向の大きさ：０．５ｍｍよりも小さい。
【０１１３】
トナーパターンＹＰ１、ＰＰ１、ＤＰ１は、副方向の下流側から上流側へ向かってこの順序に形成されている。
即ち、予備検出工程専用のトナーパターンＹＰ１は、このトナーパターン列における副方向の先頭に形成され、支持部材である転写ベルト１７の表面が副方向へ変位するにつれて、他のトナーパターンＰＰ１、ＤＰ１に先立って、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ＹＰ１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ＹＰ１が検出領域に近づく適当なタイミングで発光部（ＬＥＤ）Ｅ１〜Ｅ９を点滅制御する。
【０１１４】
発光部の点滅は、発光部Ｅ１から発光部Ｅ９に向かって順次に行われる（ｒ＝９）。
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、発光部Ｅ６、発光部Ｅ７、発光部Ｅ８、発光部Ｅ９の順に点灯・消灯が行われる。
これら発光部Ｅ１〜Ｅ９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９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。
【０１１５】
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は、反射光は正反射光である。
説明の簡単のため、受光部Ｄ１〜Ｄ９は、発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜９）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＝１〜９）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とする。
【０１１６】
勿論、反射型光学センサの構成によっては、発光部Ｅｉ（ｉ＝２〜８）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とその隣りの受光部であるＤｉ−１とＤｉ＋１（ｉ＝２〜８）の３つの受光部が、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る場合もあるし、さらに多くの受光部で受光する場合もあるが、ここでは説明の簡単のため、発光部Ｅｉからの検出光の「支持部材表面での正反射光」を受光部Ｄｉのみで受光するものとする。
【０１１７】
このような条件で、例えば、トナーパターンＹＰ１の主方向の中心部が「発光部Ｅ５からの検出光のスポットで照射される位置」にある場合、発光部Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ６、Ｅ７、Ｅ８、Ｅ９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、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９で受光される。
これに対し、発光部Ｅ５が点灯して検出光がトナーパターンＹＰ１を照射すると、図３（ｃ）に示すように、検出光はトナーパターンＹＰ１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Ｄ５が受光する正反射光成分が減少する一方、拡散反射光成分は他の受光部Ｄ１〜Ｄ９でも受光される。
【０１１８】
発光部Ｅ５が発光した「この状態」における受光部Ｄ１〜Ｄ９の出力を見ると、発光部Ｅ５に対応する受光部Ｄ５の受光量は低くなり、他の受光部Ｄｉ（ｉ≠５）での出力は０以外の値になる。
反射型光学センサの構成によっては、受光部Ｄ５から大きく離れた受光部（受光部Ｄ１やＤ９等）では拡散反射光を受光しない場合もあり得るが、ここでは簡単のため、これらの受光部でも受光できるものとする。
受光部Ｄ５の受光量が「トナーパターンＹＰ１がないときに比して、トナーパターンＹＰ１があるときの方が低くなる」ことが本質であって、他の受光部の受光量は問題ではない。
このような受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜９）の受光出力の結果から、トナーパターンＹＰ１が、主方向において発光部Ｅ５の位置にあることが分る。
トナーパターンＹＰ１が、主方向において発光部Ｅ５とＥ６との間にある場合には、発光部Ｅ５が点灯するときに受光部Ｄ５の出力が低くなり、発光部Ｅ６が点灯するときには受光部Ｄ６の出力も低くなる。
これにより、トナーパターンＹＰ１が主方向に於いて、発光部Ｅ５とＥ６の間にあることが分る。このとき、受光部Ｄ５の出力の方が受光部Ｄ６の出力よりも小さければ、トナーパターンＹＰ１は「発光部Ｅ５に寄った側」にあることが分る。
【０１１９】
このように、副方向に移動する予備検出工程専用のトナーパターンＹＰ１が反射型光学センサＯＳ１の検出領域を通過する時間内に、９個（ｒ＝９）の発光部により「主方向に少なくとも１回はスポット走査」することにより、どの発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜９）の検出光によって、トナーパターンＹＰ１の反射光を受光できたかを選択できる。
【０１２０】
これが「予備検出工程」である。
上の例においては、予備検出工程で「順次に点滅させる発光部」の個数：ｒがＭ個である場合を説明したが、トナーパターンＹＰ１の形成位置が「主方向に大きく変動する」ことが無く、予め、反射型光学センサＯＳ１の端部の発光部Ｅ１、Ｅ９による検出光のスポット位置には無いことが知られていれば、上記個数：ｒ＝Ｍ−２とする（発光部Ｅ２〜Ｅ８を点滅させる。）ことが可能であるし、発光部Ｅ３〜Ｅ７の配列領域にあることが知れている場合であれば、点滅させる発光部の個数：ｒ＝Ｍ−４とする（発光部Ｅ３〜Ｅ７を点滅させる。）ことも可能である。
【０１２１】
次に、予備検出工程に続く本検出工程を説明する。
【０１２２】
説明の具体性のため、反射型光学センサＯＳ１の９個の発光部のうち３個を点滅させてトナー情報検出を行なう場合を例にとって説明する。
【０１２３】
予備検出工程では、トナーパターンＹＰ１が反射型光学センサＯＳ１の検出領域を通過する。そして、これに続いて、トナーパターンＰＰ１、ＤＰ１が検出領域を通過することになる。
【０１２４】
通常、トナーパターンＹＰ１、ＰＰ１およびＤＰ１は「主方向において同位置にある」ことが望ましいが、これらの主方向の位置が同位置でないとしても、各トナーパターンは光走査により形成されるので、これらの主方向の相対的な位置関係は既知である。
【０１２５】
ここでは、トナーパターンＰＰ１、ＤＰ１の主方向の中心部が「トナーパターンＹＰ１の主方向の中心部と略同位置」にある場合を考える。
【０１２６】
先の説明に従い、予備検出工程により、トナーパターンＹＰ１の主方向の位置が「発光部Ｅ５の位置（発光部Ｅ５からの検出光のスポットが照射される位置）」にあることが分っているものとする。
【０１２７】
このとき、トナーパターンＰＰ１およびＤＰ１の主方向の位置も「発光部Ｅ５の位置」の近傍に位置することになる。
即ち、予備検出工程により、トナーパターンＰＰ１、ＤＰ１が「主方向において存在する位置の目安」である「位置範囲情報」が検出されたことになる。
【０１２８】
トナーパターンＰＰ１およびＤＰ１の主方向の大きさとして「トナーパターンＹＰ１の主方向の大きさ（０．５ｍｍ）の３倍」を想定する。即ち、トナーパターンＰＰ１およびＤＰ１の主方向の大きさを１．５ｍｍであるとする。厳密には、｛（ｓ−１）×（発光部のピッチ）＋スポットの大きさ｝以上とすればよく、１．３ｍｍ以上であればスポットはトナーパターンを照射することができる。
前述のように、発光部Ｅｉのピッチ：０．５ｍｍ、発光部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：０．３ｍｍである。
予備検出工程でトナーパターンＹＰ１の主方向の位置が「発光部Ｅ５の位置」にあることが位置範囲情報として分かっており、トナーパターンＰＰ１、ＤＰ１の主方向の中心部が「トナーパターンＹＰ１の主方向の中心部と略同位置」であることが、トナーパターンＹＰ１、ＰＰ１、ＤＰ１の主方向の位置関係として分かっている。
従って本検出工程では、トナーパターンＰＰ１、ＤＰ１がそれぞれ検出領域を通過する間に、発光部Ｅ５とその両側の発光部Ｅ４、Ｅ６との３個の発光部の点滅により「検出光によるスポット走査」を繰り返せば、図３（ｄ）に示すように、トナーパターンＰＰ１、ＤＰ１は、これら３個の発光部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Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６により照射されて拡散反射光を発生させる。
【０１２９】
したがって、支持部材である転写ベルト１７の反射特性（ここでは正反射）と、トナーパターンによる反射特性（ここでは拡散反射）の差に基づいて、トナー情報を検出することができる。
【０１３０】
このように、予備検出工程によるトナーパターンＹＰ１の検出結果として、トナーパターンＰＰ１、ＤＰ１の「主方向の位置範囲」が絞り込まれるので、反射型光学センサにおける全ての発光部Ｅ１〜Ｅ９を順次点滅せずに、絞り込まれた位置範囲に応じて、上記の例の場合であれば３個の発行部Ｅ４〜Ｅ６によるスポット走査を行なうことにより、トナーパターンＰＰ１、ＤＰ１によるトナー情報を得ることができる。
【０１３１】
例えば、トナーパターンＰＰ１、ＤＰ１が反射型光学センサＯＳ１の検出領域を副方向に通過する間に、スポット走査を仮に６０回行なう必要があり、トナーパターンＹＰ１による予備検出工程に３０回のスポット走査を必要とする場合を考えてみる。
【０１３２】
予備検出工程ではＭ＝９個の発光部を全て使ってスポット走査を行うものとすると、予備検出工程における発光部の総発光回数は２７０回である。また、予備検出工程に続く本検出工程における発光部（３個）の総発光回数は、６０回のスポット走査に対して１８０回となり、予備検出工程・本検出工程を通じて発光回数は４５０回となる。
【０１３３】
これに対し、予備検出工程を行なうことなく、６０回のスポット走査によりトナーパターンＰＰ１、ＤＰ１からトナー情報を検出する場合、各スポット走査において発光部の発光回数は９回であるから、トナー情報の検出に必要な発光回数は５４０回となる。
【０１３４】
即ち、予備検出工程を行って、トナーパターンの位置範囲情報を得、その検出結果に基づき本検出工程における発光部数（＝ｓ）を設定することにより、上の例では、トナー情報検出に要する発光回数を５４０回から４５０回に低減させることができるのである。
【０１３５】
勿論、トナーパターンＹＰ１が検出領域で検出されてからトナーパターンＰＰ１、ＰＰ１が検出領域に移動する間に、反射型光学センサＯＳ１の取り付け状態が変わったり、環境条件の変化により反射型光学センサの移動や支持部材の斜行や蛇行したりするなど、様々な要因によりトナーパターンＰＰ１やＤＰ１の主方向の位置ずれが発生する可能性はあるが、このような位置ずれは「発光部の配列ピッチよりも小さい」ことが一般的である。 もし、それよりも大きくなることがある場合には、その位置ずれ量を見込んで、発光させる発光部の数ｓ個を決定できる。
【０１３６】
上記例からも分かるように、トナーパターンの主方向の位置ずれがあったとしても、トナーパターンの主方向の大きさが「｛（ｓ−１）×（発光部のピッチ）＋スポットの大きさ｝」より大きければ、転写ベルトの表面に形成されるＳ個のスポットのスポット走査から外れることはない。
【０１３７】
以上、図１、図２に示した形態に関して「検出光によるスポット走査による、予備検出工程用のトナーパターンＹＰ１の検出」について説明した。
以下、トナーパターンＰＰ１、ＤＰ１等を用いる各色トナー画像相互の副方向・主方向の位置関係の検出、即ち、トナーパターンの位置情報・トナー濃度情報の検出について説明する。
【０１３８】
図３（ｅ）〜（ｇ）は「トナーパターンＰＰ１による位置情報の検出」を説明図的に示している。
前述の如く、トナーパターンＰＰ１は、図３（ｅ）に示す如く、主方向に平行なライン状パターンＬＰＹ１、ＬＰＭ１、ＬＰＣ１、ＬＰＢ１と、主方向に対して斜めに傾斜したライン状パターンＬＰＹ２、ＬＰＭ２、ＬＰＣ２、ＬＰＢ２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る。
同様に、ライン状パターンＬＰＭ１とＬＰＭ２はペアをなしてマゼンタトナーで形成され、ライン状パターンＬＰＣ１とＬＰＣ２はペアをなしてシアントナーで形成され、ライン状パターンＬＰＢ１とＬＰＢ２はペアをなして黒トナーで形成される。
【０１３９】
これらの各トナーによるライン状パターンのペアは、副方向（図３（ｅ）〜（ｇ）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」される状態であれば、画像形成に供されるイエロー〜黒の各トナー画像は「副方向に適正な位置関係」をなすように形成される。
【０１４０】
副方向の位置関係が適正であるか否かの検出には、図３（ｅ）に示すように、位置検出パターン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、例えば発光部Ｅ５をパルス点灯させる。
位置検出パターンＰＰ１が移動するのに従って、発光部Ｅ５からの検出光によるスポットは支持部材に対して副方向に変位し、まず、ライン状パターンＬＰＹ１〜ＬＰＢ１を順次に照射する。発光部Ｅ５のパルス発光は「周期を十分に短く」し、これらライン状パターンをもれなく照射できるようにする。
【０１４１】
そして検出光がこれらライン状パターンの個々を照射するとき、正反射光を受光する受光部Ｄ５の出力が低下し、拡散反射光を受光する他の受光部の出力が上昇する。
従って、受光部Ｄ１〜Ｄ９の出力を時間的に追跡することにより、検出光が４本のライン状パターンを照射する時間の間隔を検出することができる。説明中の例では、予備検出工程によりトナーパターンＬＰＹ１〜ＬＰＢ１は、発光部Ｅ５からの検出光のスポットにより確実に照射されることが分かっており、検出光がトナーパターンを照射するときに、受光部Ｄ５の出力が減少することが分かっているので、基本的には受光部Ｄ５の出力を追跡するのみに出十分である。
上記時間間隔が等間隔であれば、トナー画像相互の副方向の位置関係は適正であり、等間隔でなければ相互の位置関係にずれがあり、そのずれ量を知ることもでき、このずれを補正するように画像形成用の光走査開始のタイミングを制御できる。
【０１４２】
「トナー画像相互の主方向のずれ」は、以下のようにして検出できる。この場合の検出をイエロートナー画像の場合につき、図３（ｆ）、（ｇ）に即して説明する。
【０１４３】
図３（ｆ）は、イエロートナー画像が主方向（図の左右方向）に適正な位置にある場合を示し、このとき発光部Ｅ３からの検出光のスポットがライン状パターンＬＰＹ１を照射してからライン状パターンＬＰＹ２を照射するまでの時間をＴとする。
図３（ｇ）は、イエロートナー画像が「主方向に於いてΔＳだけずれた場合」を示している。ライン状パターンＬＰＹ２はＬＰＹ１に対して傾いているので、このとき発光部Ｅ５からの検出光のスポットがライン状パターンＬＰＹ１を照射してからライン状パターンＬＰＹ２を照射するまでの時間はＴ＋ΔＴとなり、適正な位置にあるときの時間：Ｔとの時間差：ΔＴにより「主方向におけるずれ量」を知ることができる。
【０１４４】
即ち、ライン状パターンＬＰＹ２が主方向になす角を「θ」とし、支持部材である転写ベルト１７の副方向への移動速度をＶとすれば、
ΔＳ・ｔａｎθ＝Ｖ・ΔＴ
であるから、主方向のずれ量：ΔＳは、
ΔＳ＝Ｖ・ΔＴ・ｃｏｔθ
として知ることができる。
【０１４５】
上に説明したトナーパターンの「位置情報」の検出で、副方向の位置情報検出に用いられるトナーパターンＬＰＹ１〜ＬＰＢ１は「主方向に平行」に形成されているので、副方向の位置情報の検出の際には、上記発光部Ｅ５以外の発光部を発光させても、発光させた発光部Ｅｉ（ｉ≠５）の検出光のスポットが上記トナーパターンＬＰＹ１〜ＬＰＢ１を照射できる位置にあれば問題は無い。
【０１４６】
また「主方向に関する位置情報」を検出する場合に、例えば、上記の如く発光部Ｅ５をパルス発光させる場合であれば、この発光部Ｅ５に応じて前記時間：ΔＴが定まり、これに応じて、トナーパターンＬＰＹ１、ＬＰＹ２の主方向の位置が、発光部Ｅ５の主方向の位置を基準として定まることになる。
【０１４７】
しかしながら、反射型光学センサに対して「トナーパターンＬＰＹ１、ＬＰＹ２の主方向の位置ずれ」が大きい場合には、発光部Ｅ５を発光させても、この発光部Ｅ５からの検出光のスポットがトナーパターンＬＰＹ１、ＬＰＹ２を照射しない場合も考えられる。
【０１４８】
この場合、トナーパターンＬＰＹ１、ＬＰＹ２に対しても「発光部Ｅ１〜Ｅ９によるスポット走査」を行なえば、上記主方向の位置ずれが大きい場合でもこれらトナーパターンＬＰＹ１、ＬＰＹ２を確実に検出できるが、その場合には、発光部の発光回数は大きくなってしまう。
【０１４９】
このような場合であっても、この発明の場合には、予備検出工程により予備検出工程用のトナーパターンＹＰ１が検出されており、トナーパターンＹＰ１とトナーパターンＬＰＹ１、ＬＰＹ２は「主方向に関しては実質的に同位置に形成される」ことが分かっているから、本検出工程においてトナーパターンＬＰＹ１、ＬＰＹ２を確実に照射できるスポットを形成できる発光部Ｅｉを選択して発光させることにより、トナーパターンＰＰ１による位置検出を確実に行なうことができる。
【０１５０】
上には、位置検出用のトナーパターンＰＰ１の位置情報の検出に、１個の発光部（上の説明例で発光部Ｅ５）を用いる場合を説明したが、以下に説明するトナーパターンＤＰ１の濃度情報の検出の場合と同様、３個（ｓ＝３）の発光部を発光させることもできる。
【０１５１】
即ち、位置検出用のトナーパターンＰＰ１が反射型光学センサＯＳ１に近づくタイミングを計って、適当なタイミングで３個の発光部、例えば発光部Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６を順次点灯させてスポット走査を行なう。
【０１５２】
勿論、副方向に移動するトナーパターンＰＰ１の個々のライン状パターンが、反射型光学センサＯＳ１の検出領域を通過する時間内に、３個（ｓ＝３）の発光部からの検出光のスポットにより「主方向に少なくとも１回は走査」することが必要である。
【０１５３】
各発光部に着目したときの動作は上記と同様であるので、各発光部に対応して、３つの主方向のずれ量：ΔＳを知ることにより、例えば、この３つの平均値を求めるなどして検出精度を向上させることも可能である。
【０１５４】
なお、後述するように、上記の例において「予備検出工程で９個の発光部Ｅ１〜Ｅ９を同時に間欠発光」させ、本検出工程において上記３個の発光部（例えばＥ４〜Ｅ６）を同時に間欠発光させることもできる。
【０１５５】
次に、反射型光学センサにより、トナー濃度検出用のトナーパターンＤＰ１等を用いて、トナー濃度の検出を行う場合を説明する。
前述の如く、トナー濃度検知用のトナーパターンＤＰ１〜ＤＰ４は、イエロー、マゼンタ、シアン、黒のトナーの色ごとに形成される。
【０１５６】
１例として図３（ａ）に示されているトナーパターンＤＰ１はイエロートナーにより形成されている。
トナーパターンＤＰ１は、濃度を複数階調（図の例で５階調）に変化させて濃度ごとの各パターンを矩形状に形成したものである。
【０１５７】
即ち、トナーパターンＤＰ１は、濃度階調の異なる５個の「矩形状のトナーパターン」の集合である。これら濃度階調の異なる矩形状のトナーパターンは、光走査におけるレーザパワーまたは発光デューティの調整や現像バイアスの調整によって形成できる。
【０１５８】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、トナーパターンＤＰ１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ＤＰ１も「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ＤＰ１が検出領域に近づいた適当なタイミングで３個（ｓ＝３）の発光部を順次点滅制御する。
勿論、副方向に移動するトナーパターンＤＰ１の「個々の矩形状のトナーパターン」が反射型光学センサＯＳ１の検出領域を通過する時間内に、３個（ｓ＝３）の発光部を「主方向に少なくとも１回は走査」することが必要である。
【０１５９】
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は、反射光は正反射光であり、前述の如く、発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜９）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＝１〜９）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。
【０１６０】
説明中の例では、前述の如く、位置情報検出用のトナーパターンＹＰ１の予備検出工程を通じて、トナーパターンＤＰ１の「個々の矩形状パターン」の主方向の中心部が「発光部Ｅ５からの検出光のスポットで照射される位置」にあることが分かっている。
そこで、トナーパターンＤＰ１が検出領域に近づいた適当なタイミングで３個の発光部Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６を順次点滅制御すると、発光部Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６から放射された検出光がトナーパターンＤＰ１を照射しない状態では、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Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６で受光される。このとき、発光されない発光部に対応する受光部Ｄｊ（ｊ＝１、２、３、７、８、９）の受光量は０である。
【０１６１】
図３（ｃ）に示すように、発光部Ｅ５が点灯して検出光がトナーパターンＤＰ１（の何れか１つの矩形状パターン）を照射すると、検出光はトナーパターンＤＰ１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Ｄ５が受光する正反射光成分が減少する一方で、拡散反射光成分は他の受光部Ｄ１〜Ｄ９でも受光されるようになる。発光部Ｅ４、Ｅ６からの検出光でトナーパターンＤＰ１が照射された場合も同様である。
【０１６２】
そこで、受光部Ｄ１〜Ｄ９の出力を見ると、発光部Ｅ５（または発光部Ｅ４もしくはＥ６）が発光した状態では、発光部Ｅ５（または発光部Ｅ４もしくはＥ６）に対応する受光部Ｄ５（または発光部Ｄ４もしくはＤ６）の受光量は低いものとなり、他の受光部（Ｄｊ、ｊ≠４，５，６）での出力は０以外の値になる。
【０１６３】
トナーパターンＤＰ１は、濃度を複数階調に変化されており、階調に対応して、この受光部Ｄ５の受光量、および他の受光部の受光量が変化する（矩形状パターンのトナー濃度が高いほど拡散反射量が増大する。）のでこの変化からトナー濃度を得ることができる。
【０１６４】
即ち、トナーパターンのトナー濃度と、このトナーパターンに検出光のスポットを照射したときの各受光部の受光量のデータの関係をテーブルあるいは数式化して記憶しておき、各受光部の出力とトナー濃度の対応関係に応じてトナーパターンのトナー濃度を決定できる。
【０１６５】
先に説明したように、発光部Ｅ１〜Ｅ９、受光部Ｄ１〜Ｄ９を０．５ｍｍピッチで配列する場合の例として、トナーパターンＰＰ１（の各ライン状パターン）およびＤＰ１（の各矩形状パターン）の主方向の大きさを１．５ｍｍとした。
このような小さい反射型光学センサを用いることにより、トナーパターンＰＰ１およびＤＰ１の「副方向の大きさ」を従来と同じとしたとしても、従来の主方向幅が１５ｍｍ〜２５ｍｍであるので、トナーパターンの面積は１／１０〜１／１６となり、トナーパターンに消費される不寄与トナー量も面積に応じて減少できる。
【０１６６】
もちろん、発光部Ｅ１〜Ｅ９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（上記実施例では０．３ｍｍ）も従来のセンサに対して１／５〜１／１０程度に小さくできるので、当然のように副方向のトナーパターンの大きさも小さくすることができる。
【０１６７】
例えば、トナー位置検出用のトナーパターンＰＰ１であれば、副方向の大きさを従来の１ｍｍから、新たに０．５ｍｍ以下へ、またトナー濃度検出用のトナーパターンＤＰ１であれば、従来１５ｍｍ〜２５ｍｍから、新たに２ｍｍ程度に小さくできる。したがって、トナーパターンとしての面積比は１／２０〜１／２００程度へ小さくすることができる。
【０１６８】
上の実施の形態においては、予備検出工程用のトナーパターンＹＰ１の主方向の大きさを、トナーパターンＰＰ１、ＤＰ１の主方向の大きさよりも小さく設定している。
【０１６９】
予備検出工程用のトナーパターンＹＰ１は「トナーパターンが通過する主方向の位置」がどの発光部位置に近いかを決めるためのものであるので、その大きさは「隣接発光部が形成するスポット間」よりも大きければよく、少なくとも何れか1つの発光部が転写ベルトの表面に形成するスポットに照射されれば十分であるので小さくできる。
【０１７０】
これに対し、トナーパターンＰＰ１およびＤＰ１はトナー情報検出のためのトナーパターンであるので、小さくし過ぎるよりは「余裕をもった大きさ」とした方がよい。
なお、トナーパターンＹＰ１の主方向（および／または副方向）の大きさは、トナーパターンＰＰ１およびＤＰ１の大きさと等しくしてもよい。
【０１７１】
また、上の形態例では、予備検出工程での発光部Ｅ１〜Ｅ９の点滅制御を「発光部が順次に点灯消灯する」ように行なった。この場合、各受光部の受光状態は、常に１個の発光部の点灯によるので、受光信号のＳＮ比がよくなる。
しかし、これに限らず、複数の発光部（上の例では発光部Ｅ１〜Ｅ９）の断続的な発光を同時に行なうこともできる。
【０１７２】
説明の具体性のため、トナーパターンＹＰ１の主方向の中心部が「発光部Ｅ５からの検出光のスポットで照射される位置」にある場合を考える。
各受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜９）は、発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜９）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、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ので、発光部Ｅ１が点灯した場合には受光部Ｄ１のみが受光し、発光部Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ６、Ｅ７、Ｅ８、Ｅ９についても同様に、受光部Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９のみが受光する。
発光部Ｅ５が点灯すると、トナーパターンＹＰ１による拡散反射光のため、受光部Ｄ５の受光量は他の受光部より小さくなる。
発光部Ｅ１〜Ｅ９を同時に発光させた場合には、各受光部Ｄｉにおける受光量は「支持部材による正反射部分とトナーパターンによる拡散反射部分」の和になる。
即ち、各受光部が受光する受光量は、スポット走査において「各発光部が個別に発光しているときの受光量を全発光部について重ね合わせた」ものである。
【０１７３】
この場合、トナーパターンＹＰ１の主方向の中心部が「発光部Ｅ５からの検出光のスポットで照射される位置」にある場合であれば、受光部Ｄ５の受光する正反射光が「最も大きく減少する」ので、受光部Ｄ１〜Ｄ９のうち、受光部Ｄ５の受光量が最も小さくなる。
【０１７４】
各受光部の受光量は、発光部を順次点滅させるスポット走査の場合に比してＳＮ比においては劣るけれども、トナーパターンＹＰ１の位置を決定して、トナーパターンの位置範囲情報を得ることは可能である。そして、個々の発光部を順次に点滅してスポット走査を行なう場合よりも、予備検出工程の実行に要する時間を短縮できる利点がある。
【０１７５】
即ち、発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜９）を同時に点滅させたとき、受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜９）の出力をＳｉ（ｉ＝１〜９）とすると、検出光のスポットが何れもトナーパターンを照射していないときには、出力Ｓｉは互いに等しい。
検出光の出力Ｓｊがもっとも小さくなるときには、トナーパターンＹＰ１は受光部Ｄｊの位置にあることが分かる。出力Ｓｋ、Ｓｋ±１が小さくなった場合には、トナーパターンが主方向において受光部ＤｋとＤｋ±１との間にあることが分かる（ＳｋとＳｋ±１の大小関係により、受光部ＤｋとＤｋ±１のどちらよりにあるかも分かる。）。
【０１７６】
上には、位置情報用のトナーパターンＰＰ１、濃度情報用のトナーパターンＤＰ１の他に「予備検出工程専用のトナーパターンＹＰ１」を形成し、このトナーパターンＹＰ１に対して予備検出工程を実行する形態例を説明した。
別の例として、図３の形態例において、トナーパターンＹＰ１を除き、トナーパターンＰＰ１の副方向先頭のトナーパターン（ライン状パターンＬＰＹ１）を対象として予備検出工程を行なうようにすることもできる。
【０１７７】
即ち、ライン状パターンＬＰＹ１が検出領域に近づくタイミングで、ｒ個の発光部（例えば発光部Ｅ１〜Ｅ９）を順次に点滅させてスポット走査を行い、あるいはこれら発光部を同時に点滅させる方法によりライン状パターンＬＰＹに対する予備検出工程を行なって位置範囲情報を得、このようにして得られた位置範囲情報に基づき、ライン状パターンＬＰＭ１以降の各トナーパターンを対象として、ｓ（＜ｒ）個の発光部を用いて本検出工程を行なうようにすることができる。
【０１７８】
このようにすれば、予備検出工程に専用のトナーパターンＹＰ１を必要としないので、全体としてトナー情報の取得に要する時間を短縮できる。
トナーパターンＰＰ１よりも、トナーパターンＤＰ１の方が副方向の下流側に位置する場合には、トナーパターンＤＰ１のうちで副方向の先頭部にある矩形状パターンに対して予備検出工程を実行するようにすればよい。
【０１７９】
上に説明した形態例では、検出の前提として、反射型光学センサの発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜９）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＝１〜９）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場合を説明した。
【０１８０】
即ち、反射型光学センサの互いに同数の発光部・受光部の対応関係において、１つの発光部Ｅｉから放射された検出光が「トナーパターンが存在しない支持部材表面」に照射されたとき、この発光部に対応する受光部Ｄｉのみが「正反射された検出光」を検出する。
【０１８１】
例えば、発光部Ｅ５から放射された検出光は、その照射部にトナーパターンが存在しない場合には受光部Ｄ５のみに受光され、他の受光部には受光されない。
発光部Ｅ５から放射された検出光がトナーパターンを照射すると、検出光はトナーパターンにより拡散反射され、他の受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９にも受光される。
【０１８２】
この状態を説明図として図４に示す。
図４（ａ）は、発光部Ｅ５から放射された検出光が、トナーパターンが存在しない支持部材表面を照射して正反射されて受光部Ｄ５のみに受光され、他の受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９には受光されない場合における「受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜９）の出力分布」を示している。
【０１８３】
図４（ｂ）は、発光部Ｅ５から放射された検出光が、トナーパターンを照射して拡散反射され、受光部Ｄ５のみならず他の受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９にも受光されているときの「受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜９）の出力分布」を示している。
【０１８４】
トナーパターンによる反射の際の「正反射光」は、トナー濃度の増加に対して単調に減少し、「拡散反射光」はトナー濃度の増加に対して単調に増大するので、正反射光を受光する受光部Ｄ５の出力と、他の受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９の出力とは「トナー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、予め設定されている「トナー濃度の値を導くための演算処理」のアルゴリズムによりトナー濃度を検出することができる。
【０１８５】
例えば、上の場合に、受光部Ｄ５での出力の低下によりトナーパターンが主方向に「発光部Ｄ５」の位置にあることが知られるので、このときに他の受光部Ｄｉ（ｉ≠５）の出力の和をとると、これはトナーパターンのトナー濃度に比例的に変化する。従って、上記出力の和によりトナー濃度を検出することができる。このとき、受光部Ｄ５での出力の低下もトナー濃度決定のデータとして用いることができ、これを用いることにより、より精度よいトナー濃度検知が可能となる。
【０１８６】
上記のような場合、「支持部材による反射光」と「トナーパターンによる反射光」とは、発光部Ｅｉ（上の例でｉ＝５）に対応する受光部Ｄｉが受光する「正反射に起因する出力」である「正反射寄与出力」と、発光部Ｅｉに対応しない受光部Ｄｊ（ｊ≠ｉ）が受光する「拡散反射に起因する出力」である「拡散反射寄与出力」とに明確に分類できるので「トナー濃度の値を導くための演算処理」のアルゴリズムも簡単化される。
【０１８７】
しかしながら、反射型光学センサの形態によっては、各受光部の出力が「正反射寄与出力」と「拡散反射寄与出力」とに単純に分類できず、トナーパターンによる正反射光寄与出力と拡散反射寄与出力が混合してしまう可能性もある。
【０１８８】
例えば、図３に即して説明した反射型光学センサのように「９つの発光部Ｅ１〜Ｅ９とこれらに対応する受光部Ｄ１〜Ｄ９を有するもの」の場合でも、「発光部Ｅ１〜Ｅ９の配列ピッチ」が小さくなり、それに対応して「受光部Ｄ１〜Ｄ９の配列ピッチ」も小さくなった場合や、「発光部Ｅｉから照射される検出光が発散性で、支持部材表面で正反射された後も発散しつつ受光部に向かい、受光部の配置位置では受光部の配列ピッチ以上の光束幅に広がっている場合」、さらには、これら２つの場合が混合した場合などである。
【０１８９】
このような場合を、図３（ａ）〜（ｃ）に即して説明した場合を例として説明する。
前述の如く、図３において、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とする。
また、順次に発光する発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜９）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、正反射光は、発光部Ｅｉに対応する受光部Ｄｉとこれに隣接する受光部Ｄｊ（ｊ＝ｉ±１）とにより受光されるものとする。
【０１９０】
図５（ａ）は、発光部Ｅ５が点灯して「トナーパターン以外の部分」に検出光が照射されたときの「各受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜９）の出力」の様子を示している。
受光部Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６は「転写ベルト１７による正反射光」を受光しているが、受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９の出力はゼロである。
【０１９１】
上記の如く「発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜９）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、正反射光が、発光部Ｅｉに対応する受光部Ｄｉとこれに隣接する受光部Ｄｊ（ｊ＝ｉ±１）により受光される」という条件で、１例として、トナーパターンＤＰ１の主方向の中心部が「発光部Ｅ５からの検出光のスポットで照射される位置」にある場合を考える。
この場合、発光部Ｅ１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、受光部Ｄ１とＤ２で受光され、発光部Ｅ２から放射された検出光は受光部Ｄ１とＤ２とＤ３で受光される。発光部Ｅ３から放射された検出光は受光部Ｄ２とＤ３とＤ４で受光され、発光部Ｅ４から放射された検出光は受光部Ｄ３とＤ４とＤ５で受光される。
【０１９２】
同様に、発光部Ｅ８から放射された検出光は転写ベルト１７の表面で正反射して、Ｄ７とＤ８とＤ９で受光され、発光部Ｅ９から放射された検出光は、受光部Ｄ８とＤ９で受光される。発光部Ｅ６から放射された検出光は受光部Ｄ５とＤ６とＤ７で受光され、発光部Ｅ７から放射された検出光は受光部Ｄ６とＤ７とＤ８で受光される。
【０１９３】
発光部Ｅ５が点灯して検出光がトナーパターンＤＰ１を照射すると、検出光はトナーパターンＤＰ１により「正反射されると共に拡散反射」される。
そしてトナーパターンＤＰ１による拡散反射の影響により「受光部Ｄ４とＤ５とＤ６が受光する正反射光成分」が減少する一方、拡散反射光は受光部Ｄ５以外の他の受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９によっても受光される。
【０１９４】
この状態における「各受光部Ｄ１〜Ｄ９の出力」の様子は、図５（ｂ）に示す如くになる。
【０１９５】
図５（ａ）と（ｂ）の対比から理解されるように、発光部Ｅ５に対応する受光部Ｄ５の出力は「支持部材またはトナーパターンによる正反射」に起因する出力のみ（図５（ａ）に示す「正反射光による出力」が、（ｂ）では拡散反射により減少している。）である。 また、発光部Ｅ５に対応しない８つの受光部Ｄｊ（ｊ≠５）のうちの６つの受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９の出力は「トナーパターンによる拡散反射」に起因する出力のみである。
【０１９６】
これに対し、発光部Ｅ５に対応しない８つの受光部Ｄｊ（ｊ≠５）のうち、発光部Ｅ５の両側の２つの受光部Ｄ４とＤ６の出力は、支持部材による正反射成分（図５（ａ））と、トナーパターンによる拡散反射成分（図５（ｂ））とが混在したものとなる（受光部Ｄ４、Ｄ６の出力は、拡散反射成分を受光することにより図５（ａ）の状態より大きくなっている。）。
【０１９７】
図５（ａ）と（ｂ）との対比から明らかなように、受光部Ｄ１〜Ｄ９の出力の分布は、発光部Ｅ５からの検出光が「支持部材を照射しているか、トナーパターンを照射しているか」に応じて異なっているので、これら出力の差異をトナー情報として「トナーパターンにおけるトナー濃度」を演算することが可能である。
【０１９８】
しかし、演算のアルゴリズムを簡単化する観点からすれば、上記の如き「支持部材による正反射成分と、トナーパターンによる拡散反射成分とが混在する受光部（上の例で、受光部Ｄ４、Ｄ６）の出力」を演算に用いる情報から除去するのがよい。
【０１９９】
すなわち、受光手段のＮ個の受光部の出力を「各発光部Ｅｉに対応する受光部Ｄｉの出力は正反射寄与出力」とし「各発光部Ｅｉに対応しない受光部（Ｄｊ ｊ≠ｉかつｊ≠ｉ±１）の出力は拡散反射寄与出力」として分類し、これらの出力に基づきトナー濃度を演算的に検出できる。
【０２００】
これを上に説明した発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜９）、受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜９）の場合に当て嵌めて説明すると、発光部Ｅｉを発光させたときの受光部Ｄｊ（ｊ＝１〜９）の出力のうち、発光部Ｅｉからの検出光の正反射成分のみを受光する受光部Ｄｉを「発光部Ｅｉに対応する受光部」とし、その出力を「正反射寄与出力」とする。
【０２０１】
また、発光部Ｅｉを発光させたとき、拡散反射成分のみを受光する受光部Ｄｊ（ｊ≠ｉかつｊ≠ｉ±１）を「発光部Ｅｉに対応しない受光部」とし、それらの出力を「拡散反射寄与成分」とする。
【０２０２】
上の例で、発光部Ｅ５を発光させた場合であれば、発光部Ｅ５に対応するＤ５の出力が「正反射寄与出力」であり、発光部Ｅ５に対応しない受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９の出力が「拡散反射寄与出力」である。
【０２０３】
受光部Ｄ４、Ｄ６は「正反射光と拡散反射光とを受光」し、受光の対象が「正反射光のみでなく、拡散反射光のみでもない」ので、これら受光部Ｄ４、Ｄ６の出力は「正反射寄与出力」「拡散反射寄与出力」の何れにも分類しない。
【０２０４】
このようにして、受光部Ｄ１〜Ｄ９の出力を「正反射寄与出力と拡散反射寄与出力」とに分類し、正反射寄与出力・拡散反射寄与出力によりトナー濃度算出の演算を行うようにすれば、支持部材表面による正反射の影響と、トナーパターンによる拡散反射の影響とが分離しているので、演算のアルゴリズムを簡単化できる。
【０２０５】
即ち、発光部Ｅ５を点灯させた場合に付いて説明を補足すれば、発光部Ｅ５に対応する受光部Ｄ５の出力は「正反射寄与出力」であるが、発光部Ｅ５に対応しない６つの受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９の「支持部材での正反射に起因する出力」はゼロであり、これは「正反射寄与出力がゼロ」即ち「拡散反射寄与出力」であり、受光部Ｄ５の出力は「拡散反射寄与出力が０」と捉えることができる。
【０２０６】
ここで一般に、発光部Ｅｉに対応しない受光部Ｅｊは２以上あるので、これら受光部Ｅｊの「出力の和」を取ることにより、広く拡散されて複数の受光部に渡る拡散反射寄与出力が得られるので「拡散反射光の検出精度」を向上できる。
【０２０７】
例えば、発光部Ｅ５からの検出光によりトナーパターンＤＰＩが照射されているとき、発光部Ｅ５に対応する受光部Ｄ５の正反射寄与出力と、発光部Ｅ５に対応しない受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９の出力のうち、受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９からの出力は、トナーパターンによる拡散反射のみに関する拡散反射寄与出力であるので、これらを加算することにより、トナー濃度情報に対する情報量を大きくして濃度検出の制度を高めることができる。
【０２０８】
７つの受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ５、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９の出力を用いると、支持部材の反射特性（正反射寄与出力である受光部Ｄ５の出力）と、トナーパターンの反射特性（正反射寄与出力である受光部Ｄ５の出力と、拡散反射寄与出力である受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９の出力）の差（正反射寄与出力の差と拡散反射出力の差）に基づき、トナー濃度を検出できる。
演算に関連して、簡単に説明する。
反射特性として「正反射寄与出力のみ」に着目し、「支持部材による受光部Ｄ５の出力とトナーパターンによる受光部Ｄ５の出力との差」と「トナーパターンの画像濃度」との相関関係を算出したり、別例として、反射特性として「拡散反射寄与出力のみ」に着目し、「支持部材による受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９の出力和（＝０）とトナーパターンによる受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９の出力和との差」と「トナーパターンの画像濃度」との相関関係を算出したりすることによりトナー濃度を検出することができる。
【０２０９】
また、反射特性として「正反射寄与出力と拡散反射寄与出力の両方」に着目すれば、より高精度にトナー濃度を演算算出することも可能である。ここで、上記「差」は、所謂引き算だけを意図するものではなく「差異」の意味である。
【０２１０】
発光部Ｅ５に対応しない２つの受光部Ｄ４とＤ６の出力は「正反射の寄与による出力と拡散反射の寄与による出力とが混合」しているので、これらの受光部Ｄ４とＤ６からの出力を演算情報から除外することにより、演算のアルゴリズムの簡単化が図られ、より効率的な処理が可能となる。
【０２１１】
上記の如く、発光部Ｅ５に対応しない２つの受光部Ｄ４とＤ６の出力は「正反射の寄与による出力と拡散反射の寄与による出力とが混合」しているが、以下に説明する方法により、受光部Ｄ４とＤ６の出力を「正反射の寄与による出力成分と拡散反射の寄与による出力成分」とに分離できる。
【０２１２】
この方法によれば、演算のアルゴリズムは若干複雑になるが、全ての受光部の信号を有効に活用できる。
【０２１３】
上記の如く、発光部Ｅ５からの検出光によりトナーパターンＤＰＩ（矩形状パターンの何れか）が照射されているとき、トナーパターンからの正反射寄与出力は受光部Ｄ５の出力であるとした。
一方、上記検出光が支持部材表面を照射しているとき、支持部材表面からの正反射光は図５（ａ）に示すような出力分布で受光部Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６により受光される。
【０２１４】
即ち、トナーパターンの反射特性（図５（ｂ）に示す出力分布）および支持部材の反射特性（即ち「正反射特性」 図５（ａ）に示す出力分布）をそれぞれ、受光部Ｄ５の出力で規格化したものを図６に示す。
図６において「白い棒」はトナーパターンの反射特性（図５（ｂ））、「黒棒」はトナーパターンの反射特性のうちの「正反射寄与分」と考えることができる。規格化により、受光部Ｄ５の出力は、正反射特性の値と拡散反射特性の値とが等しくなっている。
【０２１５】
図６の出力分布において、白棒の大きさから黒棒の大きさを差し引くことにより、すなわち、トナーパターンの反射特性から、その正反射寄与分を差し引くことで、拡散反射寄与分を求めることができる。
即ち、図５（ｂ）の「トナーパターンの反射特性」を、正反射寄与分と拡散反射寄与分に分けると図７に示すようになる。図７に「白棒」で示す拡散反射寄与分は、図６における各「白棒」から「黒棒」を差し引いたものであり、図７における「黒棒」は、図６における「黒棒」と同一である。
【０２１６】
即ち、図７に示すように、発光部Ｅ５に対応しない２つの受光部Ｄ４とＤ６の出力は、「正反射の寄与による出力（黒棒）と拡散反射の寄与による出力（白棒）」とに分離されている。
９つの受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜９）の出力を用い、支持部材の反射特性（正反射寄与出力である受光部Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６の出力（黒棒））と、トナーパターンの反射特性（正反射寄与出力である受光部Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６の出力と、拡散反射寄与出力である受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９の出力（白棒））の差（正反射寄与出力の差と拡散反射出力の差）に基づき、トナー濃度を検出できる。
今まで説明してきた例では、個々の発光部Ｅｉ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と、これに隣接する受光部Ｄｊ（ｊ＝ｉ±１）とで受光されるものとした。
前述したように、支持部材が中間転写ベルト等の場合には「支持体表面で検出光を拡散反射させる場合」もある。
しかし、支持体による拡散反射と「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「複数受光部の出力の分布」が、支持体での拡散反射とトナーパターンによる拡散反射に応じて異なるので、上記出力の分布の差異から「トナー濃度の検出」が可能である。
【０２１７】
「支持部材表面が検出光を拡散反射する場合」の１例を説明する。
図８に示す例では、反射型光学センサの発光部Ｅｉの数：Ｍ＝受光部Ｄｉの数＝Ｎ＝７の場合を示している。
【０２１８】
発光部と受光部の数が７であることと、支持部材が「表面が滑らかでなく、検出光を拡散反射させる中間転写ベルト」であること以外は、図５の場合と同様である。
なお、図示の簡単のため「中間転写ベルトよりもトナーパターンの方が拡散反射による拡散の度合いが大きい」場合を想定している。逆の場合、即ち「中間転写ベルトの方がトナーパターンよりも拡散反射による拡散の度合いが大きい」場合には、以下の説明において「中間転写ベルトとトナーパターンを入れ替えて」考えればよい。
【０２１９】
図８（ａ）は、発光部Ｅ４が点灯した状態で、トナーパターン以外の部分（中間転写ベルト）に照射されたときの受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜７）の出力の様子を示す。
受光部Ｄ２〜Ｄ６では「中間転写ベルトによる正反射光および拡散反射光」を受光しているが、受光部Ｄ１、Ｄ７の出力はゼロである。
【０２２０】
発光部Ｅ４が点灯して「検出光がトナーパターンを照射したとき」の受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜７）の出力の様子を図８（ｂ）に示す。
【０２２１】
このときは、受光部Ｄ１〜Ｄ７で「トナーパターンによる正反射光および拡散反射光」を受光している。
この例では「中間転写ベルトよりもトナーパターンの方が拡散反射光の拡散の度合いが大きいと」しているため、図８（ａ）よりも図８（ｂ）の方が「受光部の出力分布の拡がり」が大きくなっている。
【０２２２】
図８（ａ）において、受光部の出力がゼロでない受光部Ｄ２〜Ｄ６のうち「拡散反射光による寄与が含まれる受光部」を特定したい。もちろん、発光部Ｅ４に対応する受光部Ｄ４の出力は正反射寄与出力である。
【０２２３】
中間転写ベルトの表面が滑らかであると仮定した場合に「正反射光を受光する受光部の範囲がどこまで及ぶか」については、反射型光学センサをモデリングした光学シミュレーションや、実際の反射型光学センサと表面が滑らかな転写ベルトを用いた実験によって別途同定することは容易である。
【０２２４】
したがって、予め正反射光による寄与が含まれる受光部を同定しておくことにより、図８（ａ）における受光部Ｄ２〜Ｄ６の出力のうち「拡散反射光による寄与のみが含まれる受光部」を特定できる。
【０２２５】
図８（ｃ）は「表面が滑らかな転写ベルトを用いた実験」により得られた「正反射光による寄与」をハッチングを付して示している。
図８の（ａ）と（ｃ）を比較することにより、図８（ａ）における受光部Ｄ４の出力は「中間転写ベルトによる正反射に起因する正反射寄与出力」を表し、受光部Ｄ２とＤ６の出力は「中間転写ベルトによる拡散反射に起因する拡散反射寄与出力」である。
また、図８（ａ）において受光部Ｄ１とＤ７の出力はゼロであるが、これは「拡散反射に起因する出力」がゼロと捉えることもできる。受光部Ｄ３とＤ５の出力は「正反射と拡散反射に起因する出力」が混合している。
【０２２６】
このことから、図８（ｂ）においても、受光部Ｄ４の出力は「トナーパターンによる正反射に起因する出力のみ」、受光部Ｄ１とＤ２とＤ６とＤ７の出力は「トナーパターンによる拡散反射に起因する出力のみ」であり、受光部Ｄ３とＤ５の出力は正反射と拡散反射に起因する出力が混合されている。
【０２２７】
即ち、発光部Ｅ４に対応する受光部Ｄ４の出力は正反射寄与出力、発光部Ｅ４に対応しない４つの受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ６、Ｄ７の出力は拡散反射寄与出力として分類可能である。
また、発光部Ｅ４に対応しない２つの受光部Ｄ３とＤ５の出力は「正反射成分と拡散反射成分」が混合しているのでトナー濃度の演算に取り入れない。
【０２２８】
上には、Ｍ＝Ｎ＝９の反射型センサと、支持部材として「表面が滑らかで検出光の反射が実質的に正反射である」と見なせる転写ベルトの組み合わせ（図５）の場合および、Ｍ＝Ｎ＝７の反射型センサと、支持部材として「表面が滑らかでなく，検出光を拡散反射させる」中間転写ベルトの組み合わせ（図８）の場合を説明したが、このような考え方は勿論「ＭやＮの数には依らず、また、いずれの種類の支持部材にも対応できる」ことは言うまでもない。
【０２２９】
図５や図８に示したように、正反射光を受光する受光部が「発光部に対応する受光部とその両隣りの受光部のみ」である場合においては、該「両隣りの受光部」には拡散反射の寄与が混合される。
この場合、拡散反射の寄与する受光部の数は（Ｎ−３）個（両端部の発光部では（Ｎ−２）個）となる。すなわち、特に「発光部や受光部のピッチが小さく」なり、支持部材により反射された検出光のスポット径が受光部のピッチより大きくなった場合でも「支持部材による正反射光が入射するのは「発光部に対応する受光部とその両隣りのみ」であり、拡散反射寄与出力となる受光部の数を最大とすることができ「拡散反射寄与の検出効率」を向上させることができる。
【０２３０】
上に、図４〜図８に即して説明した例は、トナーパターンＤＰ１に対して、反射型光学センサＯＳ１を用いて「トナー濃度情報」を本検出工程として検出する場合であり、説明例での前提として、予備検出工程によりトナーパターンの主方向の位置が、発光部Ｅ５からの検出光のスポットで照射される位置にあり、正反射光は受光部Ｄ５により受光されるとした。
【０２３１】
この例のように、予備検出工程により得られた位置範囲情報から、トナーパターンＤＰ１の主方向の位置が、受光部Ｄ５に対応する位置であることが分かっているような場合には、上記の如く、本検出工程で発光させる発光部を一つの発光部Ｅ５としてトナー濃度情報の検出を本検出として行なうことができる。
【０２３２】
敷衍すれば、予備検出工程によりトナーパターンＤＰ１の主方向の位置が、受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜９、またはｉ＝１〜７）に対応する位置であることが分かっている場合には、上記の如く、本検出工程で発光させる発光部を一つの発光部Ｅｉとしてトナー濃度情報の検出を本検出として行なうことができる。
【０２３３】
予備検出された位置範囲情報がもう少し広い場合には、１個の発光部の発光部のみをもちいるのでなく、例えば３個の発光部Ｅｉ、Ｅｉ±１（上記の例の場合であれば、発光部Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６）を発光させて、本検出工程を行なえばよく、トナー濃度検出の考え方は上記の場合と同様である。濃度検出に用いる信号量が増えることにより、精度のよい検出が可能である。
【０２３４】
以下、実施の別形態を説明する。
前述の如く、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〜Ｅ９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Ｅ９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「スキャン時間」と呼ぶことにする。
【０２３５】
上には、予備検出工程を行なう際、発光部Ｅ１〜Ｅ９を順次点滅してトナーパターンＹＰ１に対するスポット走査を行う場合を説明したが、この場合、スキャン時間中、トナーパターンＹＰ１は、反射型光学センサによるスポット走査領域（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であり、前述の検出領域である）に存在しなければならない。換言すれば、発光部Ｅ１〜Ｅ９は、トナーパターンＹＰ１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。
【０２３６】
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濃度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ない。
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（例えば２００個）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。
この発明では、本検出工程において位置検出用のトナーパターンＰＰ１や、トナー濃度検出用のトナーパターンＤＰ１に対するトナー情報を検出する際には、これらトナーパターンの支持部材上の位置が、予備検出工程により得られた位置範囲情報に基づき、予めある程度絞り込まれており、それに応じて少数のＳ個の発光部を発光させるのみであるので、トナー情報を検出する本検出工程ではスキャン時間を有効に短縮できる。
【０２３７】
しかし、位置範囲情報を得るための予備検出工程では、発光部数：Ｍの増加に伴い、スキャン時間が長くなることは否めない。
【０２３８】
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「Ｖ」とすれば、スキャン時間内に支持部材は「Ｖ・ｓｔ」だけ副方向に変位することになる。
【０２３９】
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、予備検出工程でトナーパターン（上の例ではトナーパターンＹＰ１）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あり、このような場合には適正な予備検出工程が困難になってしまう。
【０２４０】
図９（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９（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。
なお、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。
【０２４１】
予備検出工程は、図３に示したトナーパターンＹＰ１に対して行なうものとして説明する。
【０２４２】
図９（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、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、図示されないトナーパターンＹＰ１は副方向へ速度：Ｖで移動している。
この場合、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。
【０２４３】
この時間：ｓｔ／３の間に、図示されないトナーパターンＹＰ１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
を満足するように設定すれば、発光部Ｅ１〜Ｅ１５によるトナーパターンＹＰ１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。
【０２４４】
図９（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、主方向（図９（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。
【０２４５】
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ＹＰ１（図示されず）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。
【０２４６】
図１０に示す実施の形態では、以下のようにして予備検出工程におけるスポット走査の適正化を図っている。
【０２４７】
この図においても、反射型光学センサは１５個の発光部５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。
【０２４８】
図１０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、主方向（図面の上下方向）に略平行となっている。
【０２４９】
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。
【０２５０】
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濃度検知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。
【０２５１】
即ち、予備検出工程で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。
【０２５２】
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ＹＰ１（図示されず）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。
【０２５３】
なお、図１０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１０に示す位置」に残し、他の発光部・受光部を図９（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」で傾けて配列してもよい。
【０２５４】
図９、図１０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ＹＰ１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。
【０２５５】
これら図９、図１０に示す例で、１５個の発光部による上記の如きスポット走査で、トナーパターンＹＰ１に対する予備検出工程で位置範囲情報が知られたら、この位置範囲情報に基づき、位置情報検出用のトナーパターンＰＰ１やトナー濃度検出用のトナーパターンＤＰ１のスポット検出を確実に行ない得るｓ個の発光部によるスポット走査による本検出を行なえばよい。
【０２５６】
前述の如く、この発明の実施に用いられる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。
【０２５７】
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１１に示す。
【０２５８】
図１１（ａ）に示す形態例は、Ｎ＝１５とし、Ｍ＝３０とした例である。
発光手段は発光部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。
【０２５９】
１５個の受光部Ｄ１〜Ｄｉ〜Ｄ１５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Ｄ２ｉ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。
【０２６０】
このような場合、図１１（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。
【０２６１】
図１１（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。
【０２６２】
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１１（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。
【０２６３】
先に図２〜図１１（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。
【０２６４】
図１１（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〜Ｄｊ〜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」ことが可能である。
【０２６５】
なお、反射型光学センサを主走査方向に対して、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、主走査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。
【０２６６】
発光部や受光部の配列ピッチが比較的大きい場合には、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ことができる。
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」であり、配列ピッチとしては１ｍｍ程度の実装が可能である。
【０２６７】
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１２に２例示す。
【０２６８】
図１２（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だ反射型光学センサＯＳ１１を示している。
【０２６９】
図１２（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だ反射型光学センサＯＳ１２を示している。
【０２７０】
図１２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１１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。
【０２７１】
なお、図１２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。
【０２７２】
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、予備検出工程や「位置情報を得るための本検出工程」において、空間分解能を大きく向上させることが可能となる。
なお、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１２（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。
【０２７３】
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。
【０２７４】
また、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。
【０２７５】
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８００ｎｍ〜１０００ｎｍであるので、発光素子や受光素子を選択して用いることが好ましい。
【０２７６】
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。
【０２７７】
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、反射型光学センサは、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で、検出光のスポット照射を実現できる。
【０２７８】
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。
【０２７９】
このような場合の実施の形態を以下に説明する。
図１３に示す実施の形態について説明すると、図１３（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を主方向に等ピッチで１列に配列してなり、照射手段は、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。
【０２８０】
図１３（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１３（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ＤＰはトナー濃度検出用のトナーパターンを示す。
【０２８１】
トナー濃度検出の動作は、図２、図３に即して説明したとおりであり「図示されない予備検出工程用のトナーパターンに対して予備検出工程」を行なって、トナーパターンＤＰに対する主方向の位置範囲情報を得たのち、少数の発光部（例えば、発光部Ｅ３あるいは発光部Ｅ２〜Ｅ４）の発光により本検出工程を行なう。
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。そして反射光は、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。
【０２８２】
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１３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。
【０２８３】
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１４に示す実施の形態では、反射型光学素子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１４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対し、主走査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。
また、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。
【０２８４】
また、照明用光学系は、図１４（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１３（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。
【０２８５】
図１５には、さらに、別の形態例を２例示す。
図１５（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。
【０２８６】
図１５（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１５（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１５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１５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。
【０２８７】
照明用光学系や受光用光学系は、図９や図１０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。
【０２８８】
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。
【０２８９】
図１６に即して、反射型光学センサ装置を説明する。
反射型光学センサ装置は、反射型光学センサ１４１と演算処理部１４２とを有する。
反射型光学センサ１４１は、先に図３、図４、図６、図７等に即して説明した物を用いることができる。
【０２９０】
演算処理部１４２は、反射型光学センサ１４１のＭ個の発光部の発光を、上に説明した予備検出工程および本検出工程、さらには検出に必要な演算を実行するように制御する。
【符号の説明】
【０２９１】
ＯＳ１ 反射型光学センサ
Ｅ１〜Ｅ５ 発光部（ＬＥＤ）
Ｄ１〜Ｄ５ 受光部（ＰＤ）
ＹＰ１ 予備検出工程用のトナーパターン
ＤＰ１ トナー濃度検出用のトナーパターン
１７ 支持部材（転写ベルト）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２９２】
【特許文献１】特開昭６４− ３５４６６号公報
【特許文献２】特開２００４−３０９２９２号公報
【特許文献３】特開２００４− ２１１６４号公報
【特許文献４】特開２００２− ７２６１２号公報
【特許文献５】特開２００３− ８４５３０号公報
【特許文献６】特開２００２− ２３４５８号公報
【特許請求の範囲】
【請求項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１以上形成し、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／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、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位置および／またはトナー濃度に関する情報を検出するトナー情報検出方法であって、
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／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、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、
上記照射手段におけるｒ（≦Ｍ）個の発光部を発光させてトナーパターンの位置範囲情報を予備的に検出する予備検出工程と、
この予備検出工程による検出結果に基づき、上記照射手段において発光させるｓ（＜ｒ）個の発光部を選択して発光させ、トナーパターンの位置および／またはトナー濃度に関する情報を検出する本検出工程と、を行なうことを特徴とするトナー情報検出方法。
【請求項２】
請求項１記載のトナー情報検出方法において、
トナーパターンが副方向において検出光の照射領域を通過する時間内に、ｒ個の発光部および／またはｓ個の発光部を順次に発光させることを特徴とするトナー情報検出方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のトナー情報検出方法において、
予備検出工程に際して、トナーパターンの位置範囲情報を検出できるｒ（＜Ｍ）個の発光部を選択することを特徴とするトナー情報検出方法。
【請求項４】
請求項１〜３の任意の１に記載のトナー情報検出方法において、
予備検出工程により位置範囲情報を検出するための予備検出工程専用のトナーパターンを、支持部材表面に、他のトナーパターンよりも副方向の先頭に形成することを特徴とするトナー情報検出方法。
【請求項５】
請求項１〜３の任意の１に記載のトナー情報検出方法において、
本検出工程によりトナーパターンの位置および／またはトナー濃度に関する情報を検出するためのトナーパターンが、予備検出工程で位置範囲情報を検出するためのトナーパターンを兼ねていることを特徴とするトナー情報検出方法。
【請求項６】
請求項１〜５の任意の１に記載のトナー情報検出方法において、
検出対象としてのトナー情報が、少なくとも、トナーパターンの支持部材上における位置情報であることを特徴とするトナー情報検出方法。
【請求項７】
請求項６記載のトナー情報検出方法において、
検出対象としてのトナー情報が、トナー濃度と位置情報とであり、
本検出工程において、検出対象としてのトナー情報が、トナー濃度のときと位置情報のときとで、発光させるｓ個の発光部の個数を異ならせることを特徴とするトナー情報検出方法。
【請求項８】
請求項６または７記載のトナー情報検出方法において、
検出対象としてのトナー情報が位置情報であるとき、発光させる発光部の数：ｓ＝１であることを特徴とするトナー情報検出方法。
【請求項９】
請求項６〜８の任意の１に記載のトナー情報検出方法において、
検出対象としてのトナー情報がトナー濃度であるとき、発光させる発光部の数：ｓ＞１であることを特徴とするトナー情報検出方法。
【請求項１０】
請求項１〜９の任意の１に記載のトナー情報検出方法の実施に用いられる反射型光学センサ装置であって、
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、
上記Ｍ個の発光部の発光を予備検出工程および本検出工程に応じて制御する制御手段と、を有する反射型光学センサ装置。
【請求項１１】
トナーによる画像を形成する画像形成装置において、
トナー情報を検出するための反射型光学センサとして、請求項１０に記載の反射型光学センサ装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１１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、色ごとのトナー情報が検出されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項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１以上形成し、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／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、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位置および／またはトナー濃度に関する情報を検出するトナー情報検出方法であって、
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／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、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、
上記照射手段におけるｒ（≦Ｍ）個の発光部を発光させてトナーパターンの位置範囲情報を予備的に検出する予備検出工程と、
この予備検出工程による検出結果に基づき、上記照射手段において発光させるｓ（＜ｒ）個の発光部を選択して発光させ、トナーパターンの位置および／またはトナー濃度に関する情報を検出する本検出工程と、を行なうことを特徴とするトナー情報検出方法。
【請求項２】
請求項１記載のトナー情報検出方法において、
トナーパターンが副方向において検出光の照射領域を通過する時間内に、ｒ個の発光部および／またはｓ個の発光部を順次に発光させることを特徴とするトナー情報検出方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のトナー情報検出方法において、
予備検出工程に際して、トナーパターンの位置範囲情報を検出できるｒ（＜Ｍ）個の発光部を選択することを特徴とするトナー情報検出方法。
【請求項４】
請求項１〜３の任意の１に記載のトナー情報検出方法において、
予備検出工程により位置範囲情報を検出するための予備検出工程専用のトナーパターンを、支持部材表面に、他のトナーパターンよりも副方向の先頭に形成することを特徴とするトナー情報検出方法。
【請求項５】
請求項１〜３の任意の１に記載のトナー情報検出方法において、
本検出工程によりトナーパターンの位置および／またはトナー濃度に関する情報を検出するためのトナーパターンが、予備検出工程で位置範囲情報を検出するためのトナーパターンを兼ねていることを特徴とするトナー情報検出方法。
【請求項６】
請求項１〜５の任意の１に記載のトナー情報検出方法において、
検出対象としてのトナー情報が、少なくとも、トナーパターンの支持部材上における位置情報であることを特徴とするトナー情報検出方法。
【請求項７】
請求項６記載のトナー情報検出方法において、
検出対象としてのトナー情報が、トナー濃度と位置情報とであり、
本検出工程において、検出対象としてのトナー情報が、トナー濃度のときと位置情報のときとで、発光させるｓ個の発光部の個数を異ならせることを特徴とするトナー情報検出方法。
【請求項８】
請求項６または７記載のトナー情報検出方法において、
検出対象としてのトナー情報が位置情報であるとき、発光させる発光部の数：ｓ＝１であることを特徴とするトナー情報検出方法。
【請求項９】
請求項６〜８の任意の１に記載のトナー情報検出方法において、
検出対象としてのトナー情報がトナー濃度であるとき、発光させる発光部の数：ｓ＞１であることを特徴とするトナー情報検出方法。
【請求項１０】
請求項１〜９の任意の１に記載のトナー情報検出方法の実施に用いられる反射型光学センサ装置であって、
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、
上記Ｍ個の発光部の発光を予備検出工程および本検出工程に応じて制御する制御手段と、を有する反射型光学センサ装置。
【請求項１１】
トナーによる画像を形成する画像形成装置において、
トナー情報を検出するための反射型光学センサとして、請求項１０に記載の反射型光学センサ装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１１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、色ごとのトナー情報が検出されることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−６８９７１（Ｐ２０１３−６８９７１Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２７８４９２（Ｐ２０１２−２７８４９２）
【出願日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【分割の表示】特願２００８−３０９１２６（Ｐ２００８−３０９１２６）の分割
【原出願日】平成２０年１２月３日（２００８．１２．３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【分割の表示】特願２００８−３０９１２６（Ｐ２００８−３０９１２６）の分割
【原出願日】平成２０年１２月３日（２００８．１２．３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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