(57)【要約】【課題】反射面との角度の変化による出力電圧の変動を小さくできる反射型フォトセンサ、及び、該フォトセンサを有する画像形成装置を低コストで提供する。また、このような反射型フォトセンサの組立方法を提供する。【解決手段】反射型フォトセンサ７０には、搬送ベルト２９の表面２９ａで正反射された反射光Ｒをフォトトランジスタ７２Ｂの受光軸ＰＲに対して所定の屈折方向に向けて屈折させる屈折レンズ９７を備えたレンズ部材９６と、レンズ部材９６をケース７４に取り付けるレンズ部材収容穴９８と、が設けられている。そして、屈折レンズ９７が、屈折方向をフォトトランジスタ７２Ｂの受光チップ８１Ｒにおける受光軸ＰＲに対する位置ずれ方向に一致させるようにして、反射光規制開口部７６１ａに重ねられている。【選択図】図７
2010256118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）反射面と間隔をあけて配置されるケースと、（ｂ）前記反射面に向けて前記ケースに保持された発光手段と、（ｃ）前記ケース内部に設けられた収容室と、（ｄ）前記ケースにおける前記反射面と相対する位置に、前記収容室と前記ケース外部とを連通して設けられた開口部と、（ｅ）前記収容室に収容されて、前記発光手段の照射光が前記反射面で正反射された反射光を、前記開口部を通じて受光する樹脂モールド型の受光手段と、（ｆ）前記開口部に該開口部を塞ぐように設けられた反射光規制部材と、（ｇ）前記反射光規制部材を貫通して設けられ、前記反射光に通過されるとともに前記受光手段の受光部の外径より開口径を小さく形成された反射光規制開口部と、を有する反射型フォトセンサにおいて、
前記反射光を前記受光手段の受光軸に対して所定の屈折方向に向けて屈折させる１又は複数の屈折レンズを備えたレンズ部材と、前記レンズ部材を前記ケースに取り付けるレンズ部材取付手段と、が設けられ、そして、
前記屈折レンズの１つが、前記屈折方向を前記受光手段の受光素子における前記受光軸に対する位置ずれ方向に一致させるようにして、前記反射光規制開口部に重ねられている
ことを特徴とする反射型フォトセンサ。
【請求項２】
前記レンズ部材の外形が正多角形状に形成されているとともに、前記レンズ部材の中央部分には、前記屈折レンズの１つが設けられ、
前記レンズ部材取付手段には、前記反射光規制開口部が底部に配置された断面凹形状のレンズ部材収容穴が設けられ、そして、
前記レンズ部材収容穴の内壁部が、前記レンズ部材の複数の側面に当接して前記レンズ部材を保持するように形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の反射型フォトセンサ。
【請求項３】
前記レンズ部材の外形が正多角形状又は円形状に形成されているとともに、前記レンズ部材の中央部分には、前記屈折レンズの１つが設けられ、
前記レンズ部材取付手段には、前記レンズ部材の中心を回転軸として、前記レンズ部材を回転可能に保持する回転保持構造が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の反射型フォトセンサ。
【請求項４】
前記回転保持構造には、
前記レンズ部材に該レンズ部材の中心と同軸に配設された軸部と、
前記ケースの前記反射光規制開口部近傍に配設された、前記軸部を回転可能に軸支する軸受部が備えられたレンズホルダと、
が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の反射型フォトセンサ。
【請求項５】
前記回転保持構造には、
前記反射光規制開口部が中心に配置された平面視円形状又は平面視円環状のレンズ部材係止穴と、
前記レンズ部材に該レンズ部材の中心を囲むように立設され、前記レンズ部材係止穴にその周方向に沿ってスライド可能に係止するように形成された複数の係止爪と、
が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の反射型フォトセンサ。
【請求項６】
前記レンズ部材が円板状に形成されているとともに、前記複数の屈折レンズと前記反射光を屈折させないように形成された少なくとも１つの非屈折レンズとが前記レンズ部材の外縁に沿って互いに間隔をあけて前記レンズ部材に設けられ、
前記レンズ部材取付手段には、前記レンズ部材の中心を回転軸として、前記レンズ部材を回転可能に保持するとともに、前記レンズ部材の回転に応じて、前記複数の屈折レンズと前記少なくとも１つの非屈折レンズとを前記反射光規制開口部に順次重ねるように移動させる回転移動構造が設けられ、そして、
前記複数の屈折レンズが、前記反射光規制開口部に重ねられたときにそれぞれの前記屈折方向が互いに異なる方向を向くように形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の反射型フォトセンサ。
【請求項７】
反射面としての表面に粉体が付着される像担持体と、前記像担持体の前記表面に付着された前記粉体で形成された像の位置を検知するための反射型フォトセンサと、を少なくとも有する画像形成装置において、前記反射型フォトセンサとして請求項１〜６のいずれか一項に記載された反射型フォトセンサを有していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
反射面としての表面に粉体が付着される像担持体と、前記像担持体の前記表面に付着された前記粉体の付着量を検知するための反射型フォトセンサと、を少なくとも有する画像形成装置において、前記反射型フォトセンサとして、請求項１〜６のいずれか一項に記載の反射型フォトセンサを有していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
（ａ）反射面と間隔をあけて配置されるケースと、（ｂ）前記反射面に向けて前記ケースに保持された発光手段と、（ｃ）前記ケース内部に設けられた収容室と、（ｄ）前記ケースにおける前記反射面と相対する位置に、前記収容室と前記ケース外部とを連通して設けられた開口部と、（ｅ）前記収容室に収容されて、前記発光手段の照射光が前記反射面で正反射された反射光を、前記開口部を通じて受光する樹脂モールド型の受光手段と、（ｆ）前記開口部に該開口部を塞ぐように設けられた反射光規制部材と、（ｇ）前記反射光規制部材を貫通して設けられ、前記反射光に通過されるとともに前記受光手段の受光部の外径より開口径を小さく形成された反射光規制開口部と、を有する反射型フォトセンサにおいて用いられる組立方法であって、
前記発光手段によって前記反射面に向けて一定量の前記照射光を照射する第１工程と、
前記受光手段の受光軸に対する前記反射面の角度を変化させながら前記受光手段が受光する前記反射光の光量を計測する第２工程と、
前記第２工程で計測した前記反射光の光量に基づいて、前記受光手段の受光素子における前記受光軸に対する位置ずれ方向を検出する第３工程と、
前記第３工程で前記位置ずれ方向が検出されたとき、前記反射光を前記受光軸に対して所定の屈折方向に向けて屈折させる屈折レンズを備えたレンズ部材を、前記屈折レンズを前記反射光規制開口部に重ねるとともに前記屈折方向と前記位置ずれ方向とを一致させて、前記ケースに取り付ける第４工程と、
を順次有していることを特徴とする反射型フォトセンサの組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの電子写真方式を用いた画像形成装置が備える像担持体上にトナー等の粉体で形成される像の位置又は粉体の付着量を検知するための反射型フォトセンサ、該反射型フォトセンサを備えた画像形成装置、及び、該反射型フォトセンサの組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述した画像形成装置は、例えば、粉体としてのトナーと磁性粒子とを含む二成分現像剤が用いられており、画像形成装置が備える感光体や中間転写ベルト等の像担持体の表面にトナーを付着させてトナー像を形成し、該トナー像を転写紙に転写して画像を形成する。そして、このような画像形成装置では、所望の画像濃度を得るために、像担持体の表面に、例えば、階調パターンからなる濃度検知用トナーパッチを形成して、このトナーパッチの濃度、即ち、トナー付着量を光学的検知手段により検知して、その検知結果に基づき感光体上への潜像形成用のレーザ光強度や、帯電バイアス、現像バイアスなどを調整して、形成される画像の濃度調整を行っている。
【０００３】
また、フルカラーの画像形成装置は、一般的にイエロー、マゼンダ、シアン、黒などの複数の色のトナー像を中間転写ベルトなどの像担持体上に形成するとともに、それぞれのトナー像を互いに重ね合わせてカラー画像を形成している。そして、このようなカラー画像を形成する画像形成装置では、例えば、装置内の温度変化などにより中間転写ベルトの伸縮などが生じて、トナー像の位置がずれることがある。そのため、トナー像の位置ずれ量を検知するために、像担持体の表面に、所定の形状のトナー像からなる位置検知用トナーパッチを形成して、この位置検知用トナーパッチの位置を上述した光学的検知手段などにより検知してその位置ずれ量を求め、この位置ずれ量に基づき潜像形成用のレーザ光照射タイミングや、像担持体の回転速度などを調整してトナー像の位置ずれ補正を行っている。
【０００４】
このようなトナー付着量やトナー像の位置の検知に用いられる光学的検知手段として、発光手段としての発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）と、受光手段としてのフォトダイオード又はフォトトランジスタと、を備えた反射型フォトセンサが一般的に知られている。図３６に、反射型フォトセンサの一例を示す。
【０００５】
図３６に示す反射型フォトセンサ７７０は、像担持体としての搬送ベルト２９の表面２９ａ（即ち、反射面）に向けて照射光Ｌを照射するＬＥＤ７１１と、表面２９ａ又は表面２９ａ上に形成された位置検知用トナーパッチ９０で正反射された反射光Ｒを受光するフォトトランジスタ７１２と、ケース７１４と、基板７９５と、を備えている。また、図中の照射光Ｌ及び反射光Ｒを示す各矢印はそれぞれの光の光路を示しており、照射光Ｌ及び反射光Ｒを示す各矢印に沿う点線は、各光路の太さ（以下、光路径ともいう）を概念的に示している。
【０００６】
光半導体部品８０としてのＬＥＤ７１１及びフォトトランジスタ７１２のそれぞれは、図３７〜図３９に示すように、いわゆる砲弾形状に形成された合成樹脂からなる封止部材８３の内部に、リード線８２上に実装された光学素子８１としての発光チップ８１Ｌ又は受光チップ８１Ｒを封止してなる樹脂モールド型のものである。この砲弾形状とは、円柱状の胴部８５と、該胴部８５の一端に連接して一体形成された半球状の頭部８４と、を少なくとも備えた形状のことをいい、さらに、図のように胴部８５の他端にフランジ部８６を備えていても良い。胴部８５の軸は、ＬＥＤ７１１及びフォトトランジスタ７１２の軸Ｐ（ＬＥＤ７１１においては発光軸ＰＬ、フォトトランジスタ７１２においては受光軸ＰＲという）と一致する。頭部８４は、その外径が胴部８５の外径Ｄと同じに形成されており、その中心が軸Ｐ上に配置されている。また、フォトトランジスタ７１２の頭部８４は、受光部として機能し、その半球状の表面で受光した光を集束させて受光チップ８１Ｒに導く。光学素子８１は、軸Ｐ上に配置されており、そのため、軸Ｐと光学素子８１の光軸（即ち、照射光Ｌの光路又は反射光Ｒの光路）とが一致している。
【０００７】
ケース７１４には、図３６に示すように、ケース７１４を貫通する断面円形の２つの収容孔７７５、７７６が設けられている。収容孔７７５は、内径がＬＥＤ７１１の胴部８５の外径Ｄと同一に形成されている。収容孔７７５の搬送ベルト２９側の開口部７７５ａには、それを塞ぐ照射光規制部材７７７が設けられている。この照射光規制部材７７７には、開口径がＬＥＤ７１１の胴部８５の外径Ｄより小さく形成された照射光規制開口部７７７ａが、照射光規制部材７７７の中央部を貫通して設けられている。収容孔７７５には、ＬＥＤ７１１が収容される。照射光規制開口部７７７ａは、照射光Ｌの光路径を規制して、照射光Ｌが不要に広がって表面２９ａに到達することを防いでいる。
【０００８】
収容孔７７６は、内径がフォトトランジスタ７１２の胴部８５の外径Ｄと同一に形成されている。収容孔７７６の搬送ベルト２９側の開口部７７６ａには、それを塞ぐ反射光規制部材７７８が設けられている。この反射光規制部材７７８には、開口径がフォトトランジスタ７１２の胴部８５の外径Ｄより小さく形成された反射光規制開口部７７８ａが、反射光規制部材７７８の中央部を貫通して設けられている。収容孔７７６には、フォトトランジスタ７１２が収容される。反射光規制開口部７７８ａは、収容孔７７６に進入する反射光Ｒの光路径を規制するとともに、不要な光がフォトトランジスタ７１２に受光されないように収容孔７７６内に進入する光を規制している。基板７９５の表面には、ケース７１４の１つの面が密に重ねられて配設されている。反射型フォトセンサ７７０は、ＬＥＤ７１１及びフォトトランジスタ７１２を搬送ベルト２９の表面２９ａに向けるようにして、該表面２９ａと間隔をあけて相対して配置される。
【０００９】
上述した画像形成装置は、反射型フォトセンサ７７０を用いて、次のようにしてトナー像の位置ずれ量を求める。まず、図４０に示すように、搬送ベルト２９の表面２９ａに、上述した位置検知用トナーパッチ９０を形成する。この位置検知用トナーパッチ９０は、例えば、黒トナーで高濃度（いわゆるベタ）に形成された複数の矩形状トナー像であって、搬送ベルト２９の表面移動方向に沿って等間隔に配列されている。そして、駆動ローラ２７を回転させて、搬送ベルト２９（即ち、位置検知用トナーパッチ９０）を表面移動方向に沿って等速移動させつつ、反射型フォトセンサ７７０によって、搬送ベルト２９の表面２９ａにおける反射光量を検知する。この反射型フォトセンサ７７０で検知した反射光量は、図４１に示すフォトトランジスタ７１２の出力電圧波形として表される。
【００１０】
黒トナーは光をほとんど反射しない性質を有しているため、位置検知用トナーパッチ９０の有無によって、搬送ベルト２９の表面２９ａでの反射光量が大きく変化する。すなわち、図４１の出力電圧波形において、出力電圧が高い（即ち、反射光量が多い）部分が、搬送ベルト２９の表面２９ａで直接反射された反射光を検知していることを示しており、出力電圧が低く落ち込んでいる（即ち、反射光量が少ない）部分が位置検知用トナーパッチ９０で反射された反射光を検知していることを示している。この出力電圧が低く落ち込んでいる部分（以下、出力電圧の谷部という）は、位置検知用トナーパッチ９０の矩形状トナー像の位置を示している。そして、図４１の出力電圧波形の一部を拡大した図４２に示すように、出力電圧の谷部において、所定の電圧値（例えば、０．６Ｖ）となる２つの時間の中間点を矩形状トナー像の位置（時間）として、複数の矩形状トナー像のそれぞれの位置を検知して、互いの位置（時間）の間隔Ｔを基準値と比較することにより、矩形状トナー像の位置ずれ量を検知する。
【００１１】
ところで、画像形成装置においては、駆動ローラ２７の軸振れや搬送ベルト２９の波打ちの有無（図４３、図４４に例示する）などにより、反射型フォトセンサ７７０と搬送ベルト２９の表面２９ａ（即ち、反射面）との距離や角度などの相対位置が変化することがある。一般的に、反射型フォトセンサは、反射面との距離や角度の変化により出力電圧が変動することが知られている。図４５〜図４９に、反射面との距離及び角度と、反射型フォトセンサ７７０（即ち、フォトトランジスタ７１２）の出力電圧との関係の概略を示す。
【００１２】
図４５における左右方向をｘ軸とし、奥−手前方向をｙ軸とし、そして、上下方向をｚ軸、として、各図においてそれぞれの方向を便宜的に示す。ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は互いに直交している。反射面は、ｘ軸及びｙ軸と平行に配置されている。反射型フォトセンサ７７０は、ケース７１４と反射面とがｚ軸に沿って互いに距離ｈの間隔をあけて配置されている。また、反射型フォトセンサ７７０は、ＬＥＤ７１１の発光軸ＰＬとフォトトランジスタ７１２の受光軸ＰＲとが、それぞれｘ軸及びｚ軸と平行な面（入射面ともいう）に含まれるように、且つ、発光軸ＰＬと受光軸ＰＲとが、反射面上の点Ｑから垂直に引いた直線Ｋについて線対称となるように、配置されている。また、搬送ベルト２９の表面移動方向は、図４５の奥から手前（図４６においては右から左）に向かい、つまり、ｙ軸に沿う方向と一致する。
【００１３】
図４７に示すように、反射型フォトセンサ７７０は、反射面との距離ｈが所定の値Ｈのときに出力電圧がピークとなり、この所定の値Ｈから離れるにしたがって出力電圧が低下する。
【００１４】
また、図４８に示すように、反射型フォトセンサ７７０は、反射面との角度、即ち、反射面におけるｘ軸に対する角度α（図４５に示す、以下、スキュー角度αという）が、所定の値ａ（通常、０度）のときに出力電圧がピークとなり、この所定の値ａから離れるにしたがって出力電圧が低下する。
【００１５】
また、図４９に示すように、反射型フォトセンサ７７０は、反射面との角度、即ち、反射面におけるｙ軸に対する角度β（図４６に示す、以下、あおり角度βという）が、所定の値ｂ（通常、０度）のときに出力電圧がピークとなり、この所定の値ｂから離れるにしたがって出力電圧が低下する。
【００１６】
そして、このような駆動ローラ２７の軸振れや搬送ベルト２９の波打ちなどは、トナー付着量やトナー像の位置ずれとは無関係であるので、反射型フォトセンサにおいては、反射面との距離や角度の変化による出力電圧の変動が小さいことが、トナー付着量やトナー像の位置の検知誤差を防ぐために重要である。
【００１７】
上述した反射型フォトセンサ７７０が備えるフォトトランジスタ７１２は、リード線８２に接続された受光チップ８１Ｒが透明なエポキシ樹脂などの封止部材８３で封止されて構成された樹脂モールド型のものであり、比較的安価に製造できる。しかしながら、このような樹脂モールド型のフォトトランジスタ７１２は、受光チップ８１Ｒの位置精度が低く、本来、配置が正常であると、図５０に示すフォトトランジスタ７１２Ａのように、その受光軸ＰＲ上に受光チップ８１Ｒが配置されるところ、図５１に示すフォトトランジスタ７１２Ｂのように、その受光軸ＰＲ上からずれて（即ち、受光軸ＰＲに対して該受光軸ＰＲに直交する一方向（即ち、位置ずれ方向）にずれて）受光チップ８１Ｒが不正に配置されてしまうことがある。そして、図５２、図５３で比較されるように、この受光チップ８１Ｒの配置が受光軸ＰＲ上からずれて不正な配置をされることによって、出力電圧が最大となる反射光Ｒの光路（即ち、入射角度）が、受光軸ＰＲからずれてしまうことがあった。
【００１８】
そして、本発明者らは、受光チップの配置、反射面との角度、及び、出力電圧の関係を確認するため、これらの受光チップ８１Ｒの配置が正常なフォトトランジスタ７１２Ａ（センサＡ）及び受光チップ８１Ｒの配置が不正なフォトトランジスタ７１２Ｂ（センサＢ）のそれぞれを用いて、反射面との角度（あおり角度β）に対する出力電圧を実測した。この実測結果のグラフを図５４に示す。
【００１９】
図５４によると、受光チップ８１Ｒの配置が正常なフォトトランジスタ７１２Ａの出力電圧のグラフは、あおり角度βが０度付近において、ほぼ水平であるのに対し、受光チップ８１Ｒの配置が不正なフォトトランジスタ７１２Ｂの出力電圧のグラフは、あおり角度βが０度付近において大きく傾いている。そのため、受光チップ８１Ｒの配置が正常なフォトトランジスタ７１２Ａを用いた場合は、あおり角度βの変化による出力電圧の変動が小さく、その一方で、受光チップ８１Ｒの配置が不正なフォトトランジスタ７１２Ｂを用いた場合は、あおり角度βの変化による出力電圧の変動が大きくなることが判る。
【００２０】
この原因は、以下のように推察される。反射型フォトセンサ７７０では、反射光規制開口部７７８ａによって収容孔７７６に進入する反射光Ｒの光路径を規制しているので、図５５に示すように、反射光Ｒがフォトトランジスタ７１２の頭部８４の一部のみを照らす。そのため、フォトトランジスタ７１２の頭部８４での反射光Ｒの受光領域Ｅ１が小さくなり、受光チップ８１Ｒの位置での反射光Ｒの受光領域Ｅ２も小さくなる。そして、反射面との角度によって反射光Ｒの光路（即ち、入射角度）が変化すると、受光領域Ｅ２の位置がずれる。
【００２１】
このとき、受光チップ８１Ｒの配置が正常なフォトトランジスタ７１２Ａでは、図５６〜図６１に示すように、受光領域Ｅ２の位置がずれても、受光領域Ｅ２と受光チップ８１Ｒとが重なる面積がほぼ同一（図５８、図６１）となり、受光量に大きな変化はない。しかしながら、受光チップ８１Ｒの配置が不正なフォトトランジスタ７１２Ｂでは、図６２〜図６７に示すように、受光領域Ｅ２の位置がずれると、受光領域Ｅ２と受光チップ８１Ｒとが重なる面積が増減（図６４、図６７）して、受光量が大きく変化する。これにより、図６８、図６９に示すように、受光チップ８１Ｒの配置が正常なフォトトランジスタ７１２Ａと、受光チップ８１Ｒの配置が不正なフォトトランジスタ７１２Ｂと、において、搬送ベルト２９の波打ちなどによって生じるあおり角度βの変化に伴う出力電圧の変動の違いが生じる。また、受光チップ８１Ｒの位置ずれ方向によっては、スキュー角度αの変化による出力電圧の変動についても、同様のことが起こりうる。
【００２２】
このように受光チップの配置がずれたフォトトランジスタを用いて、トナー付着量やトナー像の位置の検知を行った場合、搬送ベルト２９に波打ちなどがあるときとないときとで、反射面との角度の変化によって出力電圧波形が大きく変化してしまい、そのため、トナー付着量やトナー像の位置の検知誤差が生じてしまうという問題があった。そして、このような問題を解決する構成として、特許文献１に提案されているトナー付着量測定装置がある。
【００２３】
このトナー付着量測定装置は、回路基板上に投光素子及び受光素子（受光チップに相当）を直接実装することにより、受光素子の位置精度を保つことができた。そして、上述した反射型フォトセンサ７７０においても同様に、基板７９５上に受光チップを直接実装することにより、受光チップの位置精度を保つことができ、そのため、受光チップの配置ずれを防いで、トナー付着量やトナー像の位置の検知誤差を防ぐことができた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
しかしながら、上述したように受光チップを基板上に直接実装するためには、専用の設備や高度な技術が必要となるので、製造にかかるコストが増加してしまうという問題があった。
【００２５】
本発明は、上記課題に係る問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、反射面との角度の変化による出力電圧の変動を小さくできる反射型フォトセンサ、及び、該フォトセンサを有する画像形成装置を低コストで提供することを目的としている。また、このような反射型フォトセンサの組立方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、（ａ）反射面と間隔をあけて配置されるケースと、（ｂ）前記反射面に向けて前記ケースに保持された発光手段と、（ｃ）前記ケース内部に設けられた収容室と、（ｄ）前記ケースにおける前記反射面と相対する位置に、前記収容室と前記ケース外部とを連通して設けられた開口部と、（ｅ）前記収容室に収容されて、前記発光手段の照射光が前記反射面で正反射された反射光を、前記開口部を通じて受光する樹脂モールド型の受光手段と、（ｆ）前記開口部に該開口部を塞ぐように設けられた反射光規制部材と、（ｇ）前記反射光規制部材を貫通して設けられ、前記反射光に通過されるとともに前記受光手段の受光部の外径より開口径を小さく形成された反射光規制開口部と、を有する反射型フォトセンサにおいて、前記反射光を前記受光手段の受光軸に対して所定の屈折方向に向けて屈折させる１又は複数の屈折レンズを備えたレンズ部材と、前記レンズ部材を前記ケースに取り付けるレンズ部材取付手段と、が設けられ、そして、前記屈折レンズの１つが、前記屈折方向を前記受光手段の受光素子における前記受光軸に対する位置ずれ方向に一致させるようにして、前記反射光規制開口部に重ねられていることを特徴とする反射型フォトセンサである。
【００２７】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記レンズ部材の外形が正多角形状に形成されているとともに、前記レンズ部材の中央部分には、前記屈折レンズの１つが設けられ、前記レンズ部材取付手段には、前記反射光規制開口部が底部に配置された断面凹形状のレンズ部材収容穴が設けられ、そして、前記レンズ部材収容穴の内壁部が、前記レンズ部材の複数の側面に当接して前記レンズ部材を保持するように形成されていることを特徴とするものである。
【００２８】
請求項３に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記レンズ部材の外形が正多角形状又は円形状に形成されているとともに、前記レンズ部材の中央部分には、前記屈折レンズの１つが設けられ、前記レンズ部材取付手段には、前記レンズ部材の中心を回転軸として、前記レンズ部材を回転可能に保持する回転保持構造が設けられていることを特徴とするものである。
【００２９】
請求項４に記載された発明は、請求項３に記載された発明において、前記回転保持構造には、前記レンズ部材に該レンズ部材の中心と同軸に配設された軸部と、前記ケースの前記反射光規制開口部近傍に配設された、前記軸部を回転可能に軸支する軸受部が備えられたレンズホルダと、が設けられていることを特徴とするものである。
【００３０】
請求項５に記載された発明は、請求項３に記載された発明において、前記回転保持構造には、前記反射光規制開口部が中心に配置された平面視円形状又は平面視円環状のレンズ部材係止穴と、前記レンズ部材に該レンズ部材の中心を囲むように立設され、前記レンズ部材係止穴にその周方向に沿ってスライド可能に係止するように形成された複数の係止爪と、が設けられていることを特徴とするものである。
【００３１】
請求項６に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記レンズ部材が円板状に形成されているとともに、前記レンズ部材には、前記複数の屈折レンズと前記反射光を屈折させないように形成された少なくとも１つの非屈折レンズとが外縁に沿って互いに間隔をあけて設けられ、前記レンズ部材取付手段には、前記レンズ部材の中心を回転軸として、前記レンズ部材を回転可能に保持するとともに、前記レンズ部材の回転に応じて、前記複数の屈折レンズと前記少なくとも１つの非屈折レンズとを前記反射光規制開口部に順次重ねるように移動させる回転移動構造が設けられ、そして、前記複数の屈折レンズが、前記反射光規制開口部に重ねられたときにそれぞれの前記屈折方向が互いに異なる方向を向くように形成されていることを特徴とするものである。
【００３２】
請求項７に記載された発明は、上記目的を達成するために、反射面としての表面に粉体が付着される像担持体と、前記像担持体の前記表面に付着された前記粉体で形成された像の位置を検知するための反射型フォトセンサと、を少なくとも有する画像形成装置において、前記反射型フォトセンサとして請求項１〜６のいずれか一項に記載された反射型フォトセンサを有していることを特徴とする画像形成装置である。
【００３３】
請求項８に記載された発明は、上記目的を達成するために、反射面としての表面に粉体が付着される像担持体と、前記像担持体の前記表面に付着された前記粉体の付着量を検知するための反射型フォトセンサと、を少なくとも有する画像形成装置において、前記反射型フォトセンサとして、請求項１〜６のいずれか一項に記載の反射型フォトセンサを有していることを特徴とする画像形成装置である。
【００３４】
請求項９に記載された発明は、上記目的を達成するために、（ａ）反射面と間隔をあけて配置されるケースと、（ｂ）前記反射面に向けて前記ケースに保持された発光手段と、（ｃ）前記ケース内部に設けられた収容室と、（ｄ）前記ケースにおける前記反射面と相対する位置に、前記収容室と前記ケース外部とを連通して設けられた開口部と、（ｅ）前記収容室に収容されて、前記発光手段の照射光が前記反射面で正反射された反射光を、前記開口部を通じて受光する樹脂モールド型の受光手段と、（ｆ）前記開口部に該開口部を塞ぐように設けられた反射光規制部材と、（ｇ）前記反射光規制部材を貫通して設けられ、前記反射光に通過されるとともに前記受光手段の受光部の外径より開口径を小さく形成された反射光規制開口部と、を有する反射型フォトセンサにおいて用いられる組立方法であって、前記発光手段によって前記反射面に向けて一定量の前記照射光を照射する第１工程と、前記受光手段の受光軸に対する前記反射面の角度を変化させながら前記受光手段が受光する前記反射光の光量を計測する第２工程と、前記第２工程で計測した前記反射光の光量に基づいて、前記受光手段の受光素子における前記受光軸に対する位置ずれ方向を検出する第３工程と、前記第３工程で前記位置ずれ方向が検出されたとき、前記反射光を前記受光軸に対して所定の屈折方向に向けて屈折させる屈折レンズを備えたレンズ部材を、前記屈折レンズを前記反射光規制開口部に重ねるとともに前記屈折方向と前記位置ずれ方向とを一致させて、前記ケースに取り付ける第４工程と、を順次有していることを特徴とする反射型フォトセンサの組立方法である。
【発明の効果】
【００３５】
請求項１、９に記載された発明によれば、反射光を受光手段の受光軸に対して所定の屈折方向に向けて屈折させる１又は複数の屈折レンズを備えたレンズ部材が、ケースに取り付けられ、そして、このレンズ部材における屈折レンズの１つが、その屈折方向を受光手段の受光素子における受光軸に対する位置ずれ方向に一致（略一致を含む）させるようにして、反射光規制開口部に重ねられているので、反射光規制開口部を通過する反射光を、受光素子の位置ずれ方向に向けて屈折させて、不正に配置された受光素子に反射光を正しく向けることができ、そのため、駆動ローラの軸振れや搬送ベルトの波打ちなどによって、反射面との角度が変化した場合においても、反射光が受光素子を大きく外れることがなく、受光素子の受光量の変化を防止できる。したがって、受光チップ（受光素子）の配置にずれのある安価な樹脂モールド型の受光手段を用いた場合でも、反射面との角度の変化にかかわらず、受光チップの受光量が変化することを防止して、出力電圧の変動を防ぐことができる。したがって、反射面との角度の変化による出力電圧の変動を小さくできる反射型フォトセンサを低コストで提供できる。
【００３６】
請求項２に記載された発明によれば、レンズ部材の外形が正多角形状に形成されているとともに、レンズ部材の中央部分には、屈折レンズの１つが設けられ、レンズ部材取付手段には、反射光規制開口部が底部に配置された断面凹形状のレンズ部材収容穴が設けられ、そして、レンズ部材収容穴の内壁部が、レンズ部材の複数の側面に当接してレンズ部材を保持するように形成されているので、レンズ部材をレンズ部材収容穴に収容してケースに取り付けることができるとともに、レンズ部材の中心と多角形の各頂点とを結ぶ各線分が互いになす角度を１つの回転角単位として、この回転角単位毎に屈折レンズの１つにおける屈折方向の向きを変えて、屈折方向を任意の方向に概ね向けることができ、そのため、受光素子の位置ずれ方向ごとにレンズ部材を用意することなく、屈折方向を任意の位置ずれ方向に簡易的に合わせることが可能となり、部材にかかるコストを低減できる。
【００３７】
請求項３に記載された発明によれば、レンズ部材の外形が正多角形状又は円形状に形成されているとともに、レンズ部材の中央部分には、屈折レンズの１つが設けられ、レンズ部材取付手段には、レンズ部材の中心を回転軸として、レンズ部材を回転可能に保持する回転保持構造が設けられているので、回転保持構造によって、レンズ部材を回転させて屈折レンズの１つにおける屈折方向を任意の方向に向けることができ、そのため、受光素子の位置ずれ方向ごとにレンズ部材を用意することなく、屈折方向を任意の位置ずれ方向に高精度で合わせることが可能となり、部材にかかるコストを低減できるとともに、受光手段による検知精度を向上させることができる。
【００３８】
請求項４に記載された発明によれば、回転保持構造には、レンズ部材に該レンズ部材の中心と同軸に配設された軸部と、ケースの反射光規制開口部近傍に配設された、軸部を回転可能に軸支する軸受部が備えられたレンズホルダと、が設けられているので、簡易な構造の部材を用いて、レンズ部材を回転可能に保持して、屈折レンズの１つにおける屈折方向を任意の方向に向けることができ、そのため、部材にかかるコストを低減できる。
【００３９】
請求項５に記載された発明によれば、回転保持構造には、反射光規制開口部が中心に配置された平面視円形状又は平面視円環状のレンズ部材係止穴と、レンズ部材に該レンズ部材の中心を囲むように立設され、レンズ部材係止穴にその周方向に沿ってスライド可能に係止するように形成された複数の係止爪と、が設けられているので、より少数の部材を用いて、レンズ部材を回転可能に保持して、屈折レンズの１つにおける屈折方向を任意の方向に向けることができ、そのため、部材にかかるコストをさらに低減できるとともに、組み立てにかかるコストを低減できる。
【００４０】
請求項６に記載された発明によれば、レンズ部材が円板状に形成されているとともに、レンズ部材には、複数の屈折レンズと反射光を屈折させないように形成された少なくとも１つの非屈折レンズとが外縁に沿って互いに間隔をあけて設けられ、レンズ部材取付手段には、レンズ部材の中心を回転軸として、レンズ部材を回転可能に保持するとともに、レンズ部材の回転に応じて、複数の屈折レンズと少なくとも１つの非屈折レンズとを反射光規制開口部に順次重ねるように移動させる回転移動構造が設けられ、そして、複数の屈折レンズが、前記反射光規制開口部に重ねられたときにそれぞれの前記屈折方向が互いに異なる方向を向くように形成されているので、レンズ部材を回転させることにより複数の屈折レンズのうち屈折方向が受光素子の位置ずれ方向と一致又は略一致する屈折レンズの１つを反射光規制開口部に重ねて配置することができ、受光素子の位置ずれ方向ごとにレンズ部材を用意することなく、屈折方向を任意の位置ずれ方向に簡易的に合わせることが可能となり、部材にかかるコストを低減することができる。また、レンズ部材には、反射光を屈折させないように形成された非屈折レンズが設けられているので、この非屈折レンズを反射光規制開口部に重ねることで、受光素子の位置ずれがない場合にも対応することができ、そのため、反射型フォトセンサの組み立て工程において、受光素子の位置ずれ方向を検出する工程を省略することができ、作業性を向上させることができる。
【００４１】
請求項７に記載された発明によれば、反射面としての表面に粉体が付着される像担持体と、前記像担持体の前記表面に付着された前記粉体で形成された像の位置を検知するための反射型フォトセンサと、を少なくとも有する画像形成装置において、前記反射型フォトセンサとして請求項１〜６のいずれか一項に記載された反射型フォトセンサを有しているので、反射面との角度の変化による出力電圧の変動を小さくして、粉体で形成される像の位置を正確に検知できる画像形成装置を低コストで提供できる。
【００４２】
請求項８に記載された発明によれば、反射面としての表面に粉体が付着される像担持体と、前記像担持体の前記表面に付着された前記粉体の付着量を検知するための反射型フォトセンサと、を少なくとも有する画像形成装置において、前記反射型フォトセンサとして、請求項１〜６のいずれか一項に記載の反射型フォトセンサを有しているので、反射面との角度の変化による出力電圧の変動を小さくして、粉体の付着量を正確に検知できる画像形成装置を低コストで提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明にかかる反射型フォトセンサの第１の実施形態を示す断面図（正面視）である。
【図２】反射光の光路径を説明する図である。
【図３】（ａ）は、図１の反射型フォトセンサが備えるレンズ部材の斜視図であり、（ｂ）は、該レンズ部材の上面図であり、（ｃ）は、（ｂ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】図１の反射型フォトセンサのケースを下方から見た図である。
【図５】図１の反射型フォトセンサの組立方法を説明する該反射型フォトセンサの下面図である。
【図６】（ａ）は、受光チップがｘ軸正方向にずれている場合におけるフォトトランジスタの出力電圧のグラフ概略形状を示す図であり、（ｂ）は、受光チップがｘ軸負方向にずれている場合におけるフォトトランジスタの出力電圧のグラフ概略形状を示す図であり、（ｃ）は、受光チップがｙ軸負方向にずれている場合におけるフォトトランジスタの出力電圧のグラフ概略形状を示す図であり、（ｄ）は、受光チップがｙ軸正方向にずれている場合におけるフォトトランジスタの出力電圧のグラフ概略形状を示す図である。
【図７】受光チップが不正に配置されたフォトトランジスタを備えた図１に示す反射型フォトセンサにおいて、反射光がフォトトランジスタの受光軸ＰＲに沿って入射したとき（あおり角度β＝０）の状態を模式的に示す図（右側面視）である。
【図８】図７の状態において、フォトトランジスタの頭部での受光領域を模式的に示す図である。
【図９】図７の状態において、フォトトランジスタの受光チップの位置での受光領域を模式的に示す図である。
【図１０】受光チップが不正に配置されたフォトトランジスタを備えた図１に示す反射型フォトセンサにおいて、反射光がフォトトランジスタの受光軸ＰＲからずれて入射したとき（あおり角度β≠０）の状態を模式的に示す図（右側面視）である。
【図１１】図１０の状態において、フォトトランジスタの頭部での受光領域を模式的に示す図である。
【図１２】図１０の状態において、フォトトランジスタの受光チップの位置での受光領域を模式的に示す図である。
【図１３】（ａ）は、図１の反射型フォトセンサが備えるレンズ部材の変形例の構成を示す上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図１４】（ａ）は、図１の反射型フォトセンサが備えるレンズ部材の他の変形例の構成を示す上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図１５】本発明にかかる反射型フォトセンサの第２の実施形態を示す断面図（正面視）である。
【図１６】図１５の反射型フォトセンサが備える光屈折ユニットの断面図である。
【図１７】（ａ）は、図１６の光屈折ユニットが備えるレンズユニットの上面図であり、（ｂ）は、該レンズユニットの側面図であり、（ｃ）は、該レンズユニットの下面図である。
【図１８】（ａ）は、図１６の光屈折ユニットが備えるホルダ本体部の下面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図１９】（ａ）は、図１６の光屈折ユニットが備える蓋部の下面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図２０】図１５の反射型フォトセンサの組立方法を説明する該反射型フォトセンサの下方からの斜視図である。
【図２１】（ａ）は、本発明にかかる反射型フォトセンサの第３の実施形態を示す断面図（正面視）であり、（ｂ）は、（ａ）の反射型フォトセンサの反射光規制開口部近傍の拡大断面図である。
【図２２】（ａ）は、図２１の反射型フォトセンサが備えるレンズユニットの上面図であり、（ｂ）は、該レンズユニットの側面図である。
【図２３】図２１の反射型フォトセンサが備えるケースの下面図である。
【図２４】図２１の反射型フォトセンサの組立方向を説明する反射光規制開口部近傍の拡大断面図である。
【図２５】本発明にかかる反射型フォトセンサの第４の実施形態を示す断面図（正面視）である。
【図２６】（ａ）は、図２５の反射型フォトセンサが備えるレンズユニットの上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図２７】図２５の反射型フォトセンサが備えるケースの下面図である。
【図２８】図２５の反射型フォトセンサの組立方法を説明する該反射型フォトセンサの下方からの斜視図である。
【図２９】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す断面図である。
【図３０】図２９が備えるプロセスカートリッジの断面図である。
【図３１】図３０のプロセスカートリッジの変形例の構成を示す断面図である。
【図３２】受光チップの位置ずれ量が０．０５ｍｍのフォトトランジスタを用いて、反射面とのあおり角度βに対する出力電圧の変化を実測したグラフである。
【図３３】受光チップの位置ずれ量が０．１０ｍｍのフォトトランジスタを用いて、反射面とのあおり角度βに対する出力電圧の変化を実測したグラフである。
【図３４】受光チップの位置ずれ量が０．１５ｍｍのフォトトランジスタを用いて、反射面とのあおり角度βに対する出力電圧の変化を実測したグラフである。
【図３５】受光チップの位置ずれ量が０．２０ｍｍのフォトトランジスタを用いて、反射面とのあおり角度βに対する出力電圧の変化を実測したグラフである。
【図３６】従来の反射型フォトセンサを示す断面図である。
【図３７】樹脂モールド型の光半導体部品の一例を示す側面図である。
【図３８】図３７の光半導体部品の下面図である。
【図３９】図３７の光半導体部品の正面図である。
【図４０】反射型フォトセンサ、搬送ベルト、及び、位置検知用トナーパッチの位置関係を模式的に示す図である。
【図４１】図３６の反射型フォトセンサの出力電圧の一例を示すグラフである。
【図４２】図４１の一部を拡大したグラフである。
【図４３】搬送ベルトの波打ちがない状態を模式的に示す図である。
【図４４】搬送ベルトの波打ちがある状態を模式的に示す図である。
【図４５】図３６の反射型フォトセンサを正面方向から見た図である。
【図４６】図３６の反射型フォトセンサを右側面方向から見た図である。
【図４７】反射面との距離に対する出力電圧の変化を模式的に示す図である。
【図４８】反射面との角度（スキュー角度α）に対する出力電圧の変化を模式的に示す図である。
【図４９】反射面との角度（あおり角度β）に対する出力電圧の変化を模式的に示す図である。
【図５０】受光チップが正常に配置されたフォトトランジスタの正面図である。
【図５１】受光チップが不正に配置されたフォトトランジスタの正面図である。
【図５２】図５０のフォトトランジスタにおける出力電圧が最大となる反射光の光路を説明する図である。
【図５３】図５１のフォトトランジスタにおける出力電圧が最大となる反射光の光路を説明する図である。
【図５４】受光チップが正常に配置されたフォトトランジスタ及び受光チップが不正に配置されたフォトトランジスタにおける反射面との角度に対する出力電圧の変化を実測したグラフである。
【図５５】フォトトランジスタの頭部での受光領域、及び、フォトトランジスタの受光チップの位置での受光領域、を模式的に示した図である。
【図５６】受光チップが正常に配置されたフォトトランジスタを備えた図３６に示す反射型フォトセンサにおいて、反射光がフォトトランジスタの軸ＰＲに沿って入射したとき（あおり角度β＝０）の状態を模式的に示す図である。
【図５７】図５６の状態において、フォトトランジスタの頭部での受光領域を模式的に示す図である。
【図５８】図５６の状態において、フォトトランジスタの受光チップの位置での受光領域を模式的に示す図である。
【図５９】受光チップが正常に配置されたフォトトランジスタを備えた図３６に示す反射型フォトセンサにおいて、反射光がフォトトランジスタの軸ＰＲからずれて入射したとき（あおり角度β≠０）の状態を模式的に示す図である。
【図６０】図５９の状態において、フォトトランジスタの頭部での受光領域を模式的に示す図である。
【図６１】図５９の状態において、フォトトランジスタの受光チップの位置での受光領域を模式的に示す図である。
【図６２】受光チップが不正に配置されたフォトトランジスタを備えた図３６に示す反射型フォトセンサにおいて、反射光がフォトトランジスタの軸ＰＲに沿って入射したとき（あおり角度β＝０）の状態を模式的に示す図である。
【図６３】図６２の状態において、フォトトランジスタの頭部での受光領域を模式的に示す図である。
【図６４】図６２の状態において、フォトトランジスタの受光チップの位置での受光領域を模式的に示す図である。
【図６５】受光チップが不正に配置されたフォトトランジスタを備えた図３６に示す反射型フォトセンサにおいて、反射光がフォトトランジスタの軸ＰＲからずれて入射したとき（あおり角度β≠０）の状態を模式的に示す図である。
【図６６】図６５の状態において、フォトトランジスタの頭部での受光領域を模式的に示す図である。
【図６７】図６５の状態において、フォトトランジスタの受光チップの位置での受光領域を模式的に示す図である。
【図６８】受光チップが正常に配置されたフォトトランジスタにおける、反射面の波打ちの有無による出力電圧の変動を示したグラフである。
【図６９】受光チップが不正に配置されたフォトトランジスタにおける、反射面の波打ちの有無による出力電圧の変動を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
（反射型フォトセンサの第１の実施形態）
以下、本発明の反射型フォトセンサの第１の実施形態を、図１〜図１２を参照して説明する。なお、図１における左右方向をｘ軸とし、奥−手前方向をｙ軸とし、そして、上下方向をｚ軸、として、各図においてそれぞれの方向を便宜的に示す。また、図１において、左から右に向かう方向をｘ軸正方向、その反対をｘ軸負方向とし、奥から手前に向かう方向をｙ軸正方向、その反対をｙ軸負方向とし、下から上に向かう方向をｚ軸正方向、その反対をｚ軸負方向とする。ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は互いに直交しており、また、それぞれの正方向に向けて矢印を付している。なお、明細書中の上下左右等の方向は相対的な位置関係を示すために便宜的に用いており、反射型フォトセンサの実装方向とは必ずしも一致するものではない。
【００４５】
反射型フォトセンサ７０は、図１に示すように、発光手段としての発光ダイオード７１と、受光手段としてのフォトトランジスタ７２と、ケース７４と、基板９５と、レンズ部材９６と、レンズ部材収容穴９８と、を備えている。
【００４６】
この反射型フォトセンサ７０は、図示しない支持部材などによって、後述する搬送ベルト２９と間隔をあけて相対して配置されている。反射型フォトセンサ７０は、この搬送ベルト２９の表面２９ａ（請求項中の反射面に相当）に形成された位置検知用トナーパッチ９０の位置を検知する。搬送ベルト２９は、ｘ軸及びｙ軸と平行に配置されている。この位置検知用トナーパッチ９０（以下、トナーパッチ９０ともいう）は、黒トナーで高濃度（いわゆるベタ）に形成された複数の矩形状トナー像であって、搬送ベルト２９の表面移動方向（ｙ軸正方向）に沿って等間隔に配列されている。また、反射型フォトセンサ７０が組み込まれる画像形成装置の構成によっては、反射型フォトセンサ７０が像担持体としての感光体ドラムや中間転写ベルトなどに相対して配置され、これらの像担持体の表面に形成されたトナーパッチ９０の位置を検知してもよい。
【００４７】
発光ダイオード７１（以下、ＬＥＤ７１という）は、電流を流すことにより発光する周知の光半導体部品である。ＬＥＤ７１は、図３７〜図３９に示すように、透明又は半透明の合成樹脂からなる封止部材８３と、該封止部材８３に封止された発光チップ８１Ｌと、該発光チップ８１Ｌに接続された一対のリード線８２と、からなる樹脂モールド型のものである。ＬＥＤ７１の封止部材８３は、円柱状の胴部８５と、胴部８５の一端に一体形成された半球状の頭部８４と、胴部８５の他端に一体形成されたフランジ部８６と、を備えており、いわゆる砲弾形状に形成されている。胴部８５の軸は、ＬＥＤ７１１の軸Ｐ（即ち、発光軸ＰＬ）と一致する。頭部８４は、その外径が胴部８５の外径Ｄと同じに形成されており、その中心が軸Ｐ上に配置されている。ＬＥＤ７１の発光チップ８１Ｌには、例えば、ピーク発光波長が９５０ｎｍとなるＧａＡｓ素子が用いられている。ＬＥＤ７１の一対のリード線８２は、それぞれの一端が発光チップ８１Ｌに接続されており、それぞれの他端が、胴部８５の他端からフランジ部８６を貫通して突出されている。発光チップ８１Ｌが発光軸ＰＬ上に正しく配置されているとき、発光軸ＰＬと照射光Ｌの光路とが一致する。本実施形態では、砲弾形状のＬＥＤ７１を用いているが、これに限らず、光を照射するものであればＬＥＤ７１の形状は任意である。
【００４８】
フォトトランジスタ７２は、受光した光量に応じて電圧を生じる周知の光半導体部品である。なお、フォトトランジスタ７２は、ＬＥＤ７１の構成と、受光チップ８１Ｒと発光チップ８１Ｌとのいずれか一方を備える点以外は同様の構成であるため、ＬＥＤ７１と同様に図３７〜図３９を用いて構成を説明する。フォトトランジスタ７２は、透明の合成樹脂からなる封止部材８３と、該封止部材８３に封止された受光チップ８１Ｒと、該受光チップ８１Ｒに接続された一対のリード線８２と、からなる。フォトトランジスタ７２の封止部材８３は、上述したＬＥＤ７１と同一の砲弾形状に形成されている。もちろん、フォトトランジスタ７２とＬＥＤ７１とで互いに異なる形状であっても良い。胴部８５の軸は、フォトトランジスタ７１２の軸Ｐ（即ち、受光軸ＰＲ）と一致する。頭部８４は、その外径が胴部８５の外径Ｄと同じに形成されており、その中心が軸Ｐ上に配置されている。また、フォトトランジスタ７２の頭部８４は、受光部として機能し、その半球状の表面で受光した光を集束させて受光チップ８１Ｒに導く。フォトトランジスタ７２の受光チップ８１Ｒには、例えば、ピーク分光感度波長が８００ｎｍのＳｉ素子が用いられている。フォトトランジスタ７２の一対のリード線８２は、それぞれの一端が受光チップ８１Ｒに接続されており、それぞれの他端が、胴部８５の他端からフランジ部８６を貫通して突出されている。また、受光チップ８１Ｒが受光軸ＰＲ上に正しく配置されているとき、受光軸ＰＲと光路が一致する反射光Ｒを受光すると出力電圧が最大となる。
【００４９】
また、本実施形態においては、受光手段としてフォトトランジスタを用いているが、これに限らず、フォトダイオードや、フォトダーリントンなどの、受光した光量に応じた電圧又は電流を生じるものであれば、受光手段として用いることができる。また、フォトトランジスタなどの受光手段の形状を砲弾形状としているが、これに限らず、受光部を備え且つ受光チップが合成樹脂などからなる封止部材に封止された樹脂モールド型のものであれば、受光手段の形状は任意である。また、本実施形態においては、受光部である頭部８４の外径と胴部８５の外径Ｄとが同じに形成されているが、これに限らず、受光部の外径と胴部８５の外径Ｄとが異なるものであっても良い。
【００５０】
ケース７４は、非透光性の合成樹脂からなり、図１に示すように長方体状に形成されて、それぞれ断面円形の収容孔７５及び収容孔７６がケース７４内部に設けられている。ケース７４は、搬送ベルト２９の表面２９ａとｚ軸に沿って間隔をあけて配置される。また、このとき、ケース７４の図中下方に位置する面（以下、下面７４１という）が、搬送ベルト２９の表面２９ａと平行に相対して位置づけられる。
【００５１】
収容孔７５は、内径がＬＥＤ７１の胴部８５の外径Ｄと同一に形成されており、下面７４１とケース７４の図中上方に位置する面（以下、上面７４２という）とを貫通している。つまり、収容孔７５の下面７４１側の開口部７５ａと収容孔７５の上面７５２側の開口部７５ｂとは、収容孔７５内部とケース７４外部とを連通している。
【００５２】
開口部７５ｂは、ＬＥＤ７１のフランジ部８６の外径より大きく形成されている。これにより、収容孔７５に、頭部８４からＬＥＤ７１を挿入したときに、ＬＥＤ７１のフランジ部８６が収容孔７５内でケース７４に当接して位置決めされる。このとき、収容孔７５の軸にＬＥＤ７１の発光軸ＰＬが重ねられて収容される。ＬＥＤ７１は、搬送ベルト２９の表面２９ａと相対するように収容孔７５に収容されている。つまり、ＬＥＤ７１はケース７４によって搬送ベルト２９の表面２９ａに向けて保持されている。収容孔７５は、正面方向（ｙ軸正方向からｙ軸負方向に向かう方向）から見たとき、その軸が搬送ベルト２９の表面２９ａに対し所定の角度をなし、右側面方向（ｘ軸正方向からｘ軸負方向に向かう方向）から見たとき、その軸が下面７４１に直交するように形成されている。これにより、ＬＥＤ７１の照射光Ｌが、上記所定の角度で搬送ベルト２９の表面２９ａに入射される。
【００５３】
開口部７５ａには、それを塞ぐように形成された照射光規制部材７５１が、ケース７４と一体に設けられている。この照射光規制部材７５１には、開口径がＬＥＤ７１の胴部８５の外径Ｄより小さく形成された照射光規制開口部７５１ａが、照射光規制部材７５１の中央部を貫通して設けられている。この照射光規制開口部７５１ａは、ＬＥＤ７１の照射光Ｌに通過されるとともに、照射光Ｌの光路径を規制して照射光Ｌが不要に広がることを防ぐ。ここで、照射光Ｌの光路径とは、図２に例示するように、該照射光Ｌの光量がそのピーク値の５０％以上である領域の幅（半値全幅：ＦＷＨＭ）により規定する。反射光Ｒにおける光路径についても同様である。また、収容孔７５は、照射光規制部材７５１を設けない構成でも良い。
【００５４】
収容孔７６は、内径がフォトトランジスタ７２の胴部８５の外径Ｄと同一に形成されており、下面７４１と上面７４２とを貫通している。つまり、収容孔７６の下面７４１側の開口部７６ａと収容孔７６の上面７４２側の開口部７６ｂとは、収容孔７６内部とケース７４外部とを連通している。収容孔７６は、請求項中の収容室に相当する。
【００５５】
開口部７６ｂは、フォトトランジスタ７２のフランジ部８６の外径より大きく形成されている。これにより、収容孔７６に、頭部８４からフォトトランジスタ７２を挿入したときに、フォトトランジスタ７２のフランジ部８６が収容孔７６内でケース７４に当接して位置決めされる。このとき、収容孔７６の軸にフォトトランジスタ７２の受光軸ＰＲが重ねられて収容される。フォトトランジスタ７２は、搬送ベルト２９の表面２９ａと相対するように収容孔７６に収容されている。つまり、フォトトランジスタ７２はケース７４によって搬送ベルト２９の表面２９ａに向けて保持されている。収容孔７６は、正面方向から見たとき、その軸が搬送ベルト２９の表面２９ａに対し収容孔７５の軸と反対方向に上記所定の角度をなし、右側面方向から見たとき、その軸が下面７４１に直交するように形成されている。即ち、フォトトランジスタ７２の受光軸ＰＲは搬送ベルト２９の表面２９ａと所定の角度をなして配置されている。
【００５６】
開口部７６ａには、それを塞ぐように形成された反射光規制部材７６１が、ケース７４と一体に設けられている。この反射光規制部材７６１には、開口径がフォトトランジスタ７２の胴部８５の外径Ｄより小さく形成された反射光規制開口部７６１ａが、反射光規制部材７６１の中央部を貫通して設けられている。この反射光規制開口部７６１ａは、収容孔７６に進入する反射光Ｒの光路径を規制するとともに、フォトトランジスタ７２に不要な光が受光されることを規制する。
【００５７】
収容孔７５及び収容孔７６は、それぞれの軸が、搬送ベルト２９の表面２９ａと直交する１つの平面（即ち、ｘ軸及びｚ軸と平行な面、入射面ともいう）に沿って並べられて設けられ、且つ、それぞれの軸が、上述した照射光Ｌが入射される搬送ベルト２９の表面２９ａ（即ち、トナーパッチ９０）上の点Ｑから垂直に引いた直線Ｋについて線対称となるように形成されている。換言すると、フォトトランジスタ７２の受光軸ＰＲとＬＥＤ７１の発光軸ＰＬとのそれぞれが、直線Ｋに対して同じ角度で互いに逆方向に傾斜されている。これにより、ＬＥＤ７１は、照射光規制開口部７５１ａを通じて、搬送ベルト２９の表面２９ａ及びそれ上に形成された位置検知用トナーパッチ９０に向けて、照射光Ｌを照射し、そして、フォトトランジスタ７２は、ＬＥＤ７１の照射光Ｌが搬送ベルト２９の表面２９ａ及びそれ上に形成された位置検知用トナーパッチ９０で正反射された反射光Ｒを、反射光規制開口部７６１ａを通じて受光する。
【００５８】
基板９５は、合成樹脂からなる平板の表面に薄膜金属の回路配線が設けられた周知のプリント配線基板である。基板９５は、一方の表面に、上述したケース７４の後面（前面７４ａに対向する反対側の面）が密に重ねられて配置されているとともに、ＬＥＤ７１及びフォトトランジスタ７２のそれぞれに備えられた一対のリード線８２の他端が、はんだ付けされている。これらＬＥＤ７１及びフォトトランジスタ７２は、基板９５を介して図示しない制御部に電気的に接続されており、制御部からの制御信号を受けて照射光Ｌを照射するとともに、受光した反射光Ｒの光量に応じた電圧を該制御部に出力する。
【００５９】
レンズ部材９６は、図３に示すように、透光性を有するガラス又は合成樹脂からなり、外形が正八角形の板状に形成されている。レンズ部材９６の上面９６ａ及び下面９６ｂは互いに平行に配置されている。また、レンズ部材９６には、上面９６ａの外縁及び下面９６ｂの外縁を取り囲むとともにこれらを互いに連接するように、８個の側面９６ｃが設けられている。レンズ部材９６の中央部分には、屈折レンズ９７が設けられている。
【００６０】
屈折レンズ９７は、所定の厚み増加方向Ｗに向けて徐々に厚みが増すように形成された板状の部位である。屈折レンズ９７の下面は、レンズ部材９６の下面９６ｂと面一に形成されている。屈折レンズ９７の上面９７ａは、レンズ部材９６の上面９６ａをレンズ部材９６の厚み方向に掘り下げた位置に、下面９６ｂに対して角度θ（≠０度、望ましくは４度程度）をなして平面状に形成されている。これにより、屈折レンズ９７は、通過する光を、厚み増加方向Ｗ側に向けて所定の屈折角度に屈折させる。即ち、屈折レンズ９７の厚み増加方向Ｗは、屈折レンズ９７の屈折方向Ｗとなる。また、屈折レンズ９７は、受光チップ８１Ｒの位置ずれ量に応じて、角度θを変えても良い。また、屈折レンズ９７は、上述した形状以外にも、凸レンズ形状や凹レンズ形状など、通過する光を屈折させる形状であれば任意である。
【００６１】
レンズ部材収容穴９８は、図４に示すように、平面視正方形状で且つ断面凹形状に形成された平たい四角柱形状の穴であり、ケース７４の下面７４１に設けられている。レンズ部材収容穴９８は、正方形状の平面である底部９８ａと、底部９８ａの４つの縁部からそれぞれ垂直に立設され且つ互いに連接された４つの内壁部９８ｂと、を備えている。
【００６２】
レンズ部材収容穴９８の底部９８ａの中央には、反射光規制開口部７６１ａが配置されている。レンズ部材収容穴９８の深さは、レンズ部材９６の厚みと同一又は略同一にされている。また、レンズ部材収容穴９８における互いに対向して配置された一対の内壁部９８ｂの間隔Ｇは、レンズ部材９６における互いに対向して配置された一対の側面９６ｃの間隔Ｆと同一又は略同一にされている。これにより、レンズ部材収容穴９８は、底部９８ａとレンズ部材９６の上面９６ａとを重ねるようにしてレンズ部材９６を内部に収容し、且つ、レンズ部材９６の複数の側面９６ｃに４つの内壁部９８ｂを当接して、レンズ部材９６が脱落しないように保持する。また、さらに接着剤などを用いて、レンズ部材収容穴９８にレンズ部材９６をより強固に固定してもよい。そして、レンズ部材収容穴９８に、レンズ部材９６を収容することで、屈折レンズ９７が反射光規制開口部７６１ａに重ねて配置される。レンズ部材収容穴９８は、請求項中のレンズ部材取付手段に相当する。また、レンズ部材収容穴９８は、底部９８ａに反射光規制開口部７６１ａが配置されているということから、レンズ部材収容穴９８はケース７４に設けられていることが自明である。
【００６３】
レンズ部材収容穴９８は、レンズ部材９６の外形が正八角形に形成されているので、レンズ部材９６の中心と正八角形の各頂点とを結ぶ各線分が互いになす角度（即ち、４５度）を１つの回転角単位として、この回転角単位毎に屈折レンズ９７における屈折方向Ｗの向きを変えて、レンズ部材９６を保持することができる。換言すると、レンズ部材収容穴９８は、屈折レンズ９７の屈折方向Ｗの向きを、４５度ずつ向きが異なる８つの方向（図５、Ｄ１〜Ｄ８）に向けて、レンズ部材９６を保持することができる。
【００６４】
次に、上述した反射型フォトセンサ７０の組立方法の一例を説明する。
【００６５】
［手順１］まず、ケース７４の収容孔７５に、開口部７５ｂからＬＥＤ７１を挿入して収容し、ケース７４の収容孔７６に、開口部７６ｂからフォトトランジスタ７２を挿入して収容する。次に、基板９５にケース７４の後面を重ねて接着剤などの図示しない固定手段で固定するとともに、ＬＥＤ７１の一対のリード線８２の他端及びフォトトランジスタ７２の一対のリード線８２の他端を、基板９５上の回路配線にはんだ付けする。
【００６６】
［手順２］続いて、ケース７４を搬送ベルト２９の表面２９ａ（以下、反射面２９ａ）と間隔をあけて配置し、ケース７４の下面７４１と反射面２９ａとを互いに平行に相対して位置づける。そして、ＬＥＤ７１に一定量の電流を流して、一定光量の照射光Ｌを反射面２９ａに照射する（第１工程）。それから、ＬＥＤ７１の照射光Ｌが入射される反射面２９ａ上の点Ｑを中心として、反射面２９ａにおけるｘ軸に対する角度（即ち、スキュー角度α）を変化させて、このときのフォトトランジスタ７２の出力電圧を計測し、また、上記点Ｑを中心として、反射面２９ａにおけるｙ軸に対する角度（即ち、あおり角度β）を変化させて、このときのフォトトランジスタ７２の出力電圧を計測する（第２工程）。なお、スキュー角度α及びあおり角度βを変化させるということは、フォトトランジスタ７２の受光軸ＰＲに対する反射面２９ａの角度を変化させるということでもある。
【００６７】
［手順３］そして、スキュー角度αを変化させたときの出力電圧のグラフ、及び、あおり角度βを変化させたときの出力電圧のグラフ、に基づいて、フォトトランジスタ７２の受光チップ８１Ｒの位置ずれ方向を検出する（第３工程）。
【００６８】
受光チップ８１Ｒの位置ずれ方向の検出は、具体的には以下のように行う。図１において（即ち、反射型フォトセンサ７０を正面方向から見た場合において）、点Ｑを中心として、反射面２９ａを反時計回りに傾ける方向をスキュー角度αの正方向（α＋）、反射面２９ａを時計回りに傾ける方向をスキュー角度αの負方向（α−）とし、また、図７において（即ち、反射型フォトセンサ７０を右側面方向から見た場合において）、点Ｑを中心として、反射面２９ａを反時計回りに傾ける方向をあおり角度βの正方向（β＋）、反射面２９ａを時計回りに傾ける方向をあおり角度βの負方向（β−）とする。そして、スキュー角度αを変化させたときの出力電圧のグラフにおいて、スキュー角度αが＋２度、−２度のときのそれぞれの出力電圧の差が０．３Ｖ以上のとき、受光チップ８１Ｒにおけるｘ軸に沿う方向（以下、ｘ軸方向ともいう）の位置ずれがあるものと判定する。同様に、あおり角度βを変化させたときの出力電圧のグラフにおいて、あおり角度βが＋２度、−２度のときのそれぞれの出力電圧の差が０．３Ｖ以上のとき、受光チップ８１Ｒにおけるｙ軸に沿う方向（以下、ｙ軸方向ともいう）の位置ずれがあるものと判定する。なお、これら位置ずれの有無の基準となる出力電圧の差は、０．３Ｖに限らず、反射型フォトセンサの構成やＬＥＤ７１の照射光量、フォトトランジスタ７２の受光感度等によって適宜定める。
【００６９】
そして、受光チップ８１Ｒにおけるｘ軸方向又はｙ軸方向の位置ずれがあるものと判定したとき、上記グラフの概略形状から位置ずれ方向を次のように特定する。スキュー角度αを変化させたときの出力電圧のグラフにおいて、出力ピーク時のスキュー角度αが負方向寄り（図６（ａ））のとき、受光チップ８１Ｒがｘ軸正方向にずれており、出力ピーク時のスキュー角度αが正方向寄り（図６（ｂ））のとき、受光チップ８１Ｒがｘ軸負方向にずれている。また、あおり角度βを変化させたときの出力電圧のグラフにおいて、出力ピーク時のあおり角度βが負方向寄り（図６（ｃ））のとき、受光チップ８１Ｒがｙ軸負方向にずれており、ピーク時のあおり角度βが正方向寄り（図６（ｄ））のとき、受光チップ８１Ｒがｙ軸正方向にずれている。このようにして、受光チップ８１Ｒの位置ずれ方向を検出する。
【００７０】
［手順４］そして、受光チップ８１Ｒの位置ずれ方向が検出されたとき、屈折レンズ９７の屈折方向Ｗを、検出された位置ずれ方向と一致又は略一致させるようにして、レンズ部材９６を、レンズ部材収容穴９８に収容してケース７４に取り付ける（第４工程）。例えば、受光チップ８１Ｒがｘ軸正方向のみにずれているとき、屈折レンズ９７の屈折方向Ｗを、図５のＤ１方向（ｘ軸正方向）に向けて、レンズ部材９６をケース７４に取り付ける。また、受光チップ８１Ｒがｙ軸正方向のみにずれているとき、屈折レンズ９７の屈折方向Ｗを、図５のＤ７方向（ｙ軸正方向）に向けて、レンズ部材９６をケース７４に取り付ける。また、受光チップ８１Ｒが、ｘ軸負方向且つｙ軸負方向にずれているとき、屈折レンズ９７の屈折方向Ｗを、図５のＤ４方向（ｘ軸負方向とｙ軸負方向との中間方向）に向けて、レンズ部材９６をケース７４に取り付ける。そして、組み立てを終える。また、受光チップ８１Ｒの位置ずれが検出（即ち、位置ずれがあるものと判定）されなかったとき、レンズ部材９６をケース７４に取り付けずに組み立てを終える。このようにして、反射型フォトセンサ７０が組み立てられる。
【００７１】
次に、上述した反射型フォトセンサ７０の本発明に係る動作（作用）の一例について、図７〜図１２を参照して説明する。
【００７２】
反射型フォトセンサ７０は、受光チップ８１Ｒが受光軸ＰＲに対してｙ軸正方向にずれて配置されたフォトトランジスタ７２（フォトトランジスタ７２Ｂ）を備えている。そして、屈折レンズ９７の屈折方向ＷをＤ７方向（ｙ軸正方向）に向けて、レンズ部材９６がケース７４に取り付けられている。そして、このような反射型フォトセンサ７０において、搬送ベルト２９の表面２９ａ（即ち、反射面）におけるあおり角度βが変化したときの、受光チップ８１Ｒの受光状態を以下に説明する。
【００７３】
図７に示すように、フォトトランジスタ７２Ｂを備えた反射型フォトセンサ７０において、搬送ベルト２９の表面２９ａにおけるあおり角度βが０度のとき、反射光Ｒは、受光軸ＰＲに沿ってレンズ部材９６の屈折レンズ９７に入射する。そして、屈折レンズ９７は、反射光規制開口部７６１ａを通過する反射光Ｒを、屈折方向Ｗであるｙ軸正方向に向けて屈折させる。すると、図８に示すように、頭部８４での反射光Ｒの受光領域Ｅ１が受光軸ＰＲよりｙ軸正方向側にずれ、そのため、図９に示すように、受光チップ８１Ｒの位置での反射光Ｒの受光領域Ｅ２内の中心に、受光チップ８１Ｒが位置づけられる。即ち、反射光Ｒを不正に配置された受光チップ８１Ｒに正しく向けることができる。
【００７４】
また、図１０に示すように、フォトトランジスタ７２Ｂを備えた反射型フォトセンサ７０において、搬送ベルト２９の波打ちなどによって、搬送ベルト２９の表面２９ａにおけるあおり角度βが変化した（β＞０度）とき、反射光Ｒは、受光軸ＰＲからずれて（受光軸ＰＲに対して角度をなして）屈折レンズ９７に入射する。そして、屈折レンズ９７は、反射光規制開口部７６１ａを通過する反射光Ｒを屈折方向Ｗであるｙ軸正方向に向けて屈折させる。すると、図１１に示すように、頭部８４での反射光Ｒの受光領域Ｅ１が、あおり角度が０度のときよりさらにｙ軸正方向側にずれ、そのため、図１２に示すように、受光チップ８１Ｒの位置での反射光Ｒの受光領域Ｅ２も、さらにｙ軸正方向にずれる。しかしながら、あおり角度βが０度のときに受光チップ８１Ｒが受光領域Ｅ２の中心に位置づけられていたので、あおり角度βが変化して受光領域Ｅ２がさらにｙ軸正方向にずれたとしても、受光領域Ｅ２が受光チップ８１Ｒを大きくはずれることがなく、受光領域Ｅ２に受光チップ８１Ｒのほぼすべてが含まれる。上記は搬送ベルト２９の表面２９ａにおけるあおり角度βが変化した場合について記載したものであるが、スキュー角度αについても、屈折レンズ９７の屈折方向Ｗと受光チップ８１Ｒの位置ずれ方向とを一致させることで、上記と同様の動作（作用）となる。
【００７５】
このように、受光チップ８１Ｒがずれて配置されたフォトトランジスタ７２Ｂを備えた反射型フォトセンサ７０において、搬送ベルト２９の波打ちなどによって、搬送ベルト２９の表面２９ａとの角度が変化した場合でも、受光チップ８１Ｒの位置での反射光Ｒの受光領域Ｅ２内に受光チップ８１Ｒを含めることができ、受光領域Ｅ２と受光チップ８１Ｒとが重なって、受光チップ８１Ｒの受光量が変化することを防止できる。
【００７６】
以上より、本発明によれば、反射光Ｒをフォトトランジスタ７２の受光軸ＰＲに対して所定の屈折方向Ｗに向けて屈折させる屈折レンズ９７を備えたレンズ部材９６が、ケース７４に取り付けられ、そして、このレンズ部材９６における屈折レンズ９７が、その屈折方向Ｗをフォトトランジスタ７２の受光チップ８１Ｒにおける受光軸ＰＲに対する位置ずれ方向に一致させるようにして、反射光規制開口部７６１ａに重ねられているので、反射光規制開口部７６１ａを通過する反射光Ｒを、受光チップ８１Ｒの位置ずれ方向に向けて屈折させて、不正に配置された受光チップ８１Ｒに正しく向けることができ、そのため、駆動ローラの軸振れや搬送ベルト２９の波打ちなどによって、搬送ベルト２９の表面２９ａとの角度（即ち、スキュー角度α、あおり角度β）が変化した場合においても、反射光Ｒが受光チップ８１Ｒを大きく外れることがなく、受光チップ８１Ｒの受光量の変化を防止できる。したがって、受光チップ８１Ｒの配置にずれのある安価な樹脂モールド型の受光手段を用いた場合でも、搬送ベルト２９の表面２９ａとの角度の変化にかかわらず、受光チップ８１Ｒの受光量が変化することを防止して、出力電圧の変動を防ぐことができる。したがって、搬送ベルト２９の表面２９ａとの角度の変化による出力電圧の変動を小さくできる反射型フォトセンサ７０を低コストで提供できる。
【００７７】
また、レンズ部材９６の外形が正八角形状に形成されているとともに、レンズ部材９６の中央部分には、屈折レンズ９７が設けられている。また、レンズ部材９６は、反射光規制開口部７６１ａが底部９８ａに配置された断面凹形状のレンズ部材収容穴９８によって、ケース７４に取り付けられている。また、レンズ部材収容穴９８の内壁部９８ｂが、レンズ部材９６の複数の側面９６ｃに当接してレンズ部材９６を保持するように形成されている。そして、反射型フォトセンサ７０は、このような構成を備えているので、レンズ部材９６をレンズ部材収容穴９８に収容してケース７４に取り付けることができるとともに、レンズ部材９６の中心と八角形の各頂点とを結ぶ各線分が互いになす角度（即ち、４５度）を１つの回転角単位として、この回転角単位毎に屈折レンズ９７における屈折方向Ｗの向きを変えて、屈折方向Ｗを８方向に向けることができ、そのため、受光チップ８１Ｒの位置ずれ方向ごとにレンズ部材９６を用意することなく、受光チップ８１Ｒにおける任意の位置ずれ方向に屈折方向Ｗを簡易的に合わせることが可能となり、部材にかかるコストを低減できる。
【００７８】
また、レンズ部材９６及びレンズ部材収容穴９８が、簡易な形状であって且つ安価な部材を用いることができ、そのため、搬送ベルト２９の表面２９ａとの角度の変化による出力電圧の変動を小さくできる反射型フォトセンサ７０をさらに低コストで提供できる。
【００７９】
本実施形態において、レンズ部材９６の外形は正八角形状としていたが、正六角形状や正十二角形状などの、他の正多角形状であっても良く、また、このような正多角形状は本発明の目的に反しない限り、概ね正多角形状であればよい。また、レンズ部材収容穴９８の形状は、レンズ部材９６を収容して保持できる形状であれば、例えば、レンズ部材と同様に平面視正多角形状にするなど、任意である。また、レンズ部材９６は、図１３、図１４に示すように、屈折方向Ｗ側に位置する外縁に、レンズ部材９６の中心に向けて切り込んだ切り欠き部９６ｄを設けたり、屈折方向Ｗ側に位置する外縁を切り落として大きくした側面９６ｅを設けたりしてもよい。このようにすることで、屈折レンズ９７の屈折方向Ｗが認識しやすくなり、レンズ部材９６の取り付けミスなどを防いで、作業性を向上できる。
【００８０】
また、本実施形態において、レンズ部材９６は、レンズ部材収容穴９８に収容されるものであったが、これに限定されるものではない。例えば、ケース７４にレンズ部材収容穴９８を設けず、反射光規制開口部７６１ａをケース７４の下面７４１に配置し、この反射光規制開口部７６１ａに屈折レンズ９７を重ねるようにして、レンズ部材９６を下面７４１に取り付ける構成としてもよい。この場合、レンズ部材９６の外形は、正八角形などの正多角形状に限らず、本発明の目的に反しない限り任意であり、また、レンズ部材９６は、レンズ部材取付手段としての接着剤などの固定手段を用いて取り付けられる。また、上述したような構成において、レンズ部材９６は、例えば、通過する反射光の屈折角度が異なる複数の屈折レンズを備え、受光チップ８１Ｒの位置ずれ量に応じて適切な屈折角度となる屈折レンズを選択して反射光規制開口部７６１ａに重ねるように配置しても良い。また、レンズ部材９６は、反射光規制開口部７６１ａ内に嵌め込まれていても良く、本発明の目的に反しない限り、反射光規制開口部７６１ａ又はその近傍に設けられていれば良い。
【００８１】
（反射型フォトセンサの第２の実施形態）
以下、本発明の反射型フォトセンサの第２の実施形態を、図１５〜図２０を参照して説明する。
【００８２】
反射型フォトセンサ７０Ａは、図１５に示すように、発光手段としての発光ダイオード７１と、受光手段としてのフォトトランジスタ７２と、ケース７４と、基板９５と、光屈折ユニット１００と、取付溝１１９と、を備えている。なお、各図において、上述した第１の実施形態と同一の部材には、同一符号を付して説明を省略する。また、位置関係を便宜的に示すｘ軸、ｙ軸及びｚ軸、並びに、スキュー角度α及びあおり角度βについても、第１の実施形態と同一である。
【００８３】
光屈折ユニット１００は、図１６に示すように、レンズユニット１０１と、レンズホルダ１１０と、を備えている。
【００８４】
レンズユニット１０１は、透光性を有するガラス又は合成樹脂からなり、図１７に示すように、レンズ部材１０２と、軸部１０４と、を備えている。レンズ部材１０２は、円板状に形成されている。レンズ部材１０２の上面１０２ａ及び下面１０２ｂは互いに平行に配置されている。また、レンズ部材１０２には、上面１０２ａの外縁及び下面１０２ｂの外縁を取り囲むとともにこれらを互いに連接するように周面１０２ｃが設けられている。レンズ部材１０２の中央部分には、屈折レンズ１０３が設けられている。本実施形態において、レンズ部材１０２は円板状（即ち、外形が円形状）に形成されていたが、これに限らず、外形を正多角形状に形成するなど、本発明の目的に反しない限り、レンズ部材１０２の形状は任意である。
【００８５】
屈折レンズ１０３は、所定の厚み増加方向Ｗに向けて徐々に厚みが増すように形成された板状の部位である。屈折レンズ１０３の下面は、レンズ部材１０２の下面１０２ｂと面一に形成されている。屈折レンズ１０３の上面１０３ａは、レンズ部材１０２の上面１０２ａをレンズ部材１０２の厚み方向に掘り下げた位置に、下面１０２ｂに対して角度θ（≠０度、望ましくは４度程度）をなして平面状に形成されている。これにより、屈折レンズ１０３は、通過する光を、厚み増加方向Ｗ側に向けて所定の屈折角度に屈折させる。即ち、屈折レンズ１０３の厚み増加方向Ｗは、屈折レンズ１０３の屈折方向Ｗとなる。また、屈折レンズ１０３は、受光チップ８１Ｒの位置ずれ量に応じて、角度θを変えても良い。また、屈折レンズ１０３は、上述した形状以外にも、凸レンズ形状や凹レンズ形状など、通過する光を屈折させる形状であれば任意である。
【００８６】
軸部１０４は、レンズ部材１０２の下面１０２ｂに、レンズ部材１０２と一体に設けられている。軸部１０４は円柱状に形成されており、その径は、レンズ部材１０２の径より小さく且つ屈折レンズ１０３と概ね重なるように形成されている。軸部１０４は円筒状に形成されていてもよい。軸部１０４は、その軸がレンズ部材１０２の軸Ｃ１と同一になるように配置されている。軸部１０４の一方の端部１０４ａに入射した光は、レンズ部材１０２の屈折レンズ１０３に向けて導かれる。
【００８７】
レンズホルダ１１０は、図１６に示すように、ホルダ本体部１１１と、蓋部１１６と、を備えている。
【００８８】
ホルダ本体部１１１は、図１８に示すように、肉厚の矩形板状（即ち、直方体状）に形成されている。ホルダ本体部１１１の短手方向（図１８（ａ）における上下方向）の長さは、ケース７４の厚み（即ち、前面７４ａから後面に向かう方向）の長さと同一又は略同一にされている。ホルダ本体部１１１の下面１１１ｂの中央部分には、第１孔部１１２が設けられ、上面１１１ａの中央部分には、第２孔部１１３が設けられている。第１孔部１１２及び第２孔部はともに円柱状の空間であり、それぞれの軸が同一に配置されて（軸Ｃ２）互いに連通されている。つまり、第１孔部１１２と第２孔部１１３とでホルダ本体部１１１を厚み方向に貫通している。第２孔部１１３の径は、第１孔部１１２の径より小さく且つ反射光規制開口部７６１ａの径より大きくされている。
【００８９】
第１孔部１１２の軸方向の高さは、レンズ部材１０２の厚みと同一又は略同一にされている。また、第１孔部１１２の径は、レンズ部材１０２の径と同一又は略同一にされている。また、第１孔部１１２の軸Ｃ２は、ホルダ本体部１１１の１つの側面１１１ｃからの距離が、レンズ部材１０２の半径より短くされている。そのため、第１孔部１１２は、該側面１１１ｃに開口１１２ａを有し、この開口１１２ａを通じてホルダ本体部１１１外部と連通されている
【００９０】
第１孔部１１２には、レンズ部材１０２が、上面１０２ａを第２孔部１１３側に向けて収容される。そして、第１孔部１１２にレンズ部材１０２が収容されると、レンズ部材１０２の外縁の一部が、第１孔部１１２の開口１１２ａから突出して、レンズ部材１０２の周面１０２ｃがホルダ本体部１１１（即ち、レンズホルダ１１０）の外部に露出される。
【００９１】
蓋部１１６は、図１９に示すように、ホルダ本体部１１１と平面視形状が同一の矩形板状で、厚みがレンズユニット１０１の軸部１０４の軸方向の長さと同一又は略同一に形成されている。蓋部１１６の中央部分には、その厚み方向に貫通する軸受部としての軸受穴１１７が設けられている。軸受穴１１７は円柱状に形成されており、その径が、軸部１０４の径と同一又は略同一にされている。軸受穴１１７は、軸部１０４が嵌め込まれて、軸部１０４を回転可能に軸支する。また、軸部１０４に嵌め込まれた軸部１０４は、その一方の端部１０４ａが、蓋部１１６の下面１１６ｂ側に露出される。蓋部１１６は、その上面１１６ａをホルダ本体部１１１の下面１１１ｂに重ねて、ホルダ本体部１１１に取り付けられる。このとき、軸受穴１１７の軸Ｃ３は、ホルダ本体部１１１の軸Ｃ２と同軸に位置づけられる。
【００９２】
光屈折ユニット１００は、以下のように組み立てられる。まず、ホルダ本体部１１１の第１孔部１１２に、レンズユニット１０１のレンズ部材１０２を、その上面１０２ａを第２孔部１１３側に向けて収容し、そして、蓋部１１６の軸受穴１１７にレンズユニット１０１の軸部１０４を嵌め込みつつ、蓋部１１６をホルダ本体部１１１に重ねて取り付ける。
【００９３】
光屈折ユニット１００において、レンズユニット１０１は、その軸Ｃ１をレンズホルダ１１０の軸Ｃ２、Ｃ３と同一に位置づけられて、レンズホルダ１１０内に収容されて保持されている。そして、軸部１０４が軸受穴１１７に回転可能に軸支され且つレンズ部材１０２の周面１０２ｃが開口１１２ａから露出されている。そのため、この周面１０２ｃを周方向に沿って移動させることにより、レンズユニット１０１を軸Ｃ１を中心に回転させて、レンズユニット１０１が備える屈折レンズ１０３における屈折方向Ｗを、軸Ｃ１を中心にして任意の方向に向けることができる。
【００９４】
本実施形態において、光屈折ユニット１００は、軸部１０４と、該軸部１０４を回転可能に軸支する軸受穴１１７を備えていたが、これに限らず、例えば、レンズ部材１０２を円板状に形成して、レンズ部材１０２自体を軸部とし、第１孔部１１２を軸受部としてレンズ部材１０２を回転可能に軸支するように形成するなど、本発明の目的に反しない限り、軸部及び軸受部の構成は任意である。
【００９５】
取付溝１１９は、図２０に示すように、ケース７４の下面７４１に設けられた、ケース７４の前面７４ａから後面に向かう方向（即ち、ｙ軸に沿う方向）に沿って断面コ字状に形成された溝である。取付溝１１９は、矩形状の平面である底部１１９ａと、底部１１９ａの互いに対向する縁部から垂直に立設された一対の内壁部１１９ｂと、を備えている。
【００９６】
取付溝１１９の底部１１９ａの中央には、反射光規制開口部７６１ａが配置されている。取付溝１１９の深さは、レンズホルダ１１０の厚み（図１６における上下方向の長さ）と同一又は略同一にされている。取付溝１１９の幅（即ち、一対の内壁部１１９ｂの間隔）は、レンズホルダ１１０の長手方向の長さ（図１６における左右方向の長さ）と同一又は略同一にされている。また、ケース７４の厚みとレンズホルダ１１０（即ち、ホルダ本体部１１１）の短手方向の長さとは同一又は略同一にされている。これにより、取付溝１１９は、底部１１９ａとホルダ本体部１１１の上面１１１ａとを重ねるようにして光屈折ユニット１００を内部に収容し、且つ、光屈折ユニット１００を一対の内壁部１１９ｂで狭持して、光屈折ユニット１００が脱落しないように保持する。また、さらに接着剤などを用いて、取付溝１１９に光屈折ユニット１００をより強固に固定してもよい。取付溝１１９に、光屈折ユニット１００を収容することで、屈折レンズ１０３が反射光規制開口部７６１ａに重ねて配置される。上記説明から明らかなように、レンズユニット１０１の軸部１０４、レンズホルダ１１０、及び、取付溝１１９は、請求項中のレンズ部材取付手段に相当し、レンズユニット１０１の軸部１０４及びレンズホルダ１１０は、請求項中の回転保持構造を構成する。
【００９７】
次に、上述した反射型フォトセンサ７０Ａの組立方法の一例を説明する。
【００９８】
［手順１］、［手順２］までは、第１の実施形態と同一である。
【００９９】
［手順３Ａ］そして、スキュー角度αを変化させたときの出力電圧のグラフ、及び、あおり角度βを変化させたときの出力電圧のグラフ、に基づいて、フォトトランジスタ７２の受光チップ８１Ｒの位置ずれの有無を検出する。
【０１００】
受光チップ８１Ｒの位置ずれの有無の検出は、具体的には以下のように行う。スキュー角度αを変化させたときの出力電圧のグラフにおいて、スキュー角度αが＋２度、−２度のときのそれぞれの出力電圧の差が０．３Ｖ以上のとき、受光チップ８１Ｒにおけるｘ軸に沿う方向（以下、ｘ軸方向ともいう）の位置ずれがあるものと判定する（即ち、位置ずれの検出）。同様に、あおり角度βを変化させたときに出力電圧のグラフにおいて、あおり角度βが＋２度、−２度のときのそれぞれの出力電圧の差が０．３Ｖ以上のとき、受光チップ８１Ｒにおけるｙ軸に沿う方向（以下、ｙ軸方向ともいう）の位置ずれがあるものと判定する（即ち、位置ずれの検出）。なお、これら位置ずれの有無の基準となる出力電圧の差は、０．３Ｖに限らず、反射型フォトセンサの構成や照射光量等によって適宜定める。
【０１０１】
［手順４Ａ］そして、受光チップ８１Ｒの位置ずれが検出されたとき、図２０に示すように、光屈折ユニット１００（即ち、レンズ部材１０２）を、取付溝１１９に収容して、ケース７４に取り付ける。そして、スキュー角度αとあおり角度βとを基準値（０度）に戻し、再度ＬＥＤ７１に一定量の電流を流して、一定光量の照射光Ｌを反射面２９ａに照射する。そして、レンズユニット１０１を、軸Ｃ１を中心に３６０度回転させて、そのときの出力電圧を測定し、出力電圧が最大となる方向を受光チップ８１Ｒの位置ずれ方向として、その方向に屈折レンズ１０３の屈折方向Ｗを合わせる。そして、組み立てを終える。また、受光チップ８１Ｒの位置ずれが検出されなかったとき、光屈折ユニット１００をケース７４に取り付けずに組み立てを終える。このようにして、反射型フォトセンサ７０Ａが組み立てられる。
【０１０２】
上述した反射型フォトセンサ７０Ａの本発明に係る動作（作用）の一例については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【０１０３】
以上より、本発明によれば、反射光Ｒをフォトトランジスタ７２の受光軸ＰＲに対して所定の屈折方向Ｗに向けて屈折させる屈折レンズ１０３を備えたレンズ部材１０２が、ケース７４に取り付けられ、そして、このレンズ部材１０２における屈折レンズ１０３が、その屈折方向Ｗをフォトトランジスタ７２の受光チップ８１Ｒにおける受光軸ＰＲに対する位置ずれ方向に一致させるようにして、反射光規制開口部７６１ａに重ねられているので、反射光規制開口部７６１ａを通過する反射光Ｒを、受光チップ８１Ｒの位置ずれ方向に向けて屈折させて、不正に配置された受光チップ８１Ｒに正しく向けることができ、そのため、駆動ローラの軸振れや搬送ベルト２９の波打ちなどによって、搬送ベルト２９の表面２９ａとの角度が変化した場合においても、反射光Ｒが受光チップ８１Ｒを大きく外れることがなく、受光チップ８１Ｒの受光量の変化を防止できる。したがって、受光チップ８１Ｒの配置にずれのある安価な樹脂モールド型のフォトトランジスタ７２を用いた場合でも、搬送ベルト２９の表面２９ａとの角度の変化にかかわらず、受光チップ８１Ｒの受光量が変化することを防止して、出力電圧の変動を防ぐことができる。したがって、搬送ベルト２９の表面２９ａとの角度の変化による出力電圧の変動を小さくできる反射型フォトセンサ７０Ａを低コストで提供できる。
【０１０４】
また、レンズ部材１０２が円板状に形成されているとともに、レンズ部材１０２の中央部分には、屈折レンズ１０３が設けられ、該レンズ部材１０２を備えた光屈折ユニット１００には、レンズ部材１０２の中心Ｃ１を回転軸として、レンズ部材１０２を回転可能に保持する回転保持構造としての軸部１０４とレンズホルダ１１０とが設けられているので、これらによって、レンズ部材１０２を回転させて屈折レンズ１０３における屈折方向Ｗを、軸Ｃ１を中心として任意の方向に向けることができ、そのため、受光チップ８１Ｒの位置ずれ方向ごとに専用のレンズ部材１０２を用意することなく、屈折方向Ｗを任意の位置ずれ方向に高精度で合わせることが可能となり、部材にかかるコストを低減できるとともに、フォトトランジスタ７２による検知精度を向上させることができる。
【０１０５】
また、回転保持構造として、レンズ部材１０２にその中心としての軸Ｃ１と同軸に配設された軸部１０４と、ケース７４の反射光規制開口部７６１ａ近傍に配設された、軸部１０４を回転可能に軸支する軸受穴１１７が備えられたレンズホルダ１１０と、が設けられているので、簡易な構造の部材を用いて、レンズ部材１０２を回転可能に保持して、屈折レンズ１０３における屈折方向Ｗを任意の方向に向けることができ、そのため、部材にかかるコストを低減できる。
【０１０６】
（反射型フォトセンサの第３の実施形態）
以下、本発明の反射型フォトセンサの第３の実施形態を、図２１〜図２４を参照して説明する。
【０１０７】
反射型フォトセンサ７０Ｂは、図２１に示すように、発光手段としての発光ダイオード７１と、受光手段としてのフォトトランジスタ７２と、ケース７４と、基板９５と、レンズユニット１２０と、レンズ部材係止穴１３０と、を備えている。なお、各図において、上述した第１の実施形態と同一の部材には、同一符号を付して説明を省略する。また、位置関係を便宜的に示すｘ軸、ｙ軸及びｚ軸、並びに、スキュー角度α及びあおり角度βについても、第１の実施形態と同一である。
【０１０８】
レンズユニット１２０は、透光性を有するガラス又は合成樹脂からなり、図２２に示すように、レンズ部材１２１と、複数の係止爪１２３と、を備えている。レンズ部材１２１は、円板状に形成されている。レンズ部材１２１の上面１２１ａ及び下面１２１ｂは互いに平行に配置されている。また、レンズ部材１２１には、上面１２１ａの外縁及び下面１２１ｂの外縁を取り囲むとともにこれらを互いに連接するように周面１２１ｃが設けられている。レンズ部材１２１の中央部分には、屈折レンズ１２２が設けられている。本実施形態において、レンズ部材１２１は円板状（即ち、外形が円形状）に形成されていたが、これに限らず、外形を正多角形状に形成するなど、本発明の目的に反しない限り、レンズ部材１２１の形状は任意である。
【０１０９】
屈折レンズ１２２は、所定の厚み増加方向Ｗに向けて徐々に厚みが増すように形成された板状の部位である。屈折レンズ１２２の下面は、レンズ部材１２１の下面１２１ｂと面一に形成されている。屈折レンズ１２２の上面１２２ａは、レンズ部材１２１の上面１２１ａをレンズ部材１２１の厚み方向に掘り下げた位置に、下面１２１ｂに対して角度θ（≠０度、望ましくは４度程度）をなして平面状に形成されている。これにより、屈折レンズ１２２は、通過する光を、厚み増加方向Ｗ側に向けて所定の屈折角度に屈折させる。即ち、屈折レンズ１２２の厚み増加方向Ｗは、屈折レンズ１２２の屈折方向Ｗとなる。また、屈折レンズ１２２は、受光チップ８１Ｒの位置ずれ量に応じて、角度θを変えても良い。また、屈折レンズ１２２は、上述した形状以外にも、凸レンズ形状や凹レンズ形状など、通過する光を屈折させる形状であれば任意である。
【０１１０】
複数の係止爪１２３は、レンズ部材１２１の上面１２１ａにおける外縁に垂直に立設されており、互いに等間隔をあけて４つ設けられている。係止爪１２３の一方の端部は、レンズ部材１２１に連接され、そして、他方の端部は、段部１２３ａを有する爪形状に形成されている。段部１２３ａは、レンズ部材１２１の周面１２１ｃの法線方向に向けて、レンズ部材１２１の外縁より外側に突出して設けられている。複数の係止爪１２３は、レンズ部材１２１の中心としての軸Ｃ４に向けて弾性変形可能に形成されている。これら複数の係止爪１２３は、後述するレンズ部材係止穴１３０に周方向に沿ってスライド可能に係止する。本実施形態において、複数の係止爪１２３の数は４つであるが、本発明の目的に反しない限り、その数は任意である。また、複数の係止爪１２３の形状についても、後述するレンズ部材係止穴１３０に周方向に沿ってスライド可能に係止するものであれば、任意である。
【０１１１】
レンズ部材係止穴１３０は、図２３に示すように、平面視円形状で断面略凹形状に形成された穴であり、ケース７４の下面７４１に設けられている。レンズ部材係止穴１３０は、円形状の平面である底部１３０ａと、その周縁に垂直に立設された内壁部１３０ｂと、を備えている。内壁部１３０ｂは、第１径部１３１と、第２径部１３２とを備えている。
【０１１２】
底部１３０ａの中央には、反射光規制開口部７６１ａが配置されている。第１径部１３１と第２径部１３２とは、軸Ｃ５方向に沿って互いに連接されている。第１径部１３１は、ケース７４の下面７４１と連接され、その径がレンズ部材１２１の径と同一又は略同一に形成されている。第２径部１３２は、底部１３０ａと連接され、その径が第１径部１３１の径より大きく形成されている。これにより、図２１（ｂ）に示すように、レンズ部材係止穴１３０は、底部１３０ａとレンズ部材１２１の上面１２１ａとが相対するようにしてレンズユニット１２０を内部に収容し、且つ、レンズユニット１２０の複数の係止爪１２３をレンズ部材係止穴１３０の第２径部１３２に係止して、レンズ部材１２１が脱落しないように保持する。このように、レンズ部材係止穴１３０に、レンズ部材１２１を収容することで、屈折レンズ１２２が反射光規制開口部７６１ａに、間隔をあけて重ねて配置される。また、レンズ部材係止穴１３０の底部１３０ａの中央に反射光規制開口部７６１ａが配置されている、即ち、反射光規制開口部７６１ａを中心にしていることから、レンズ部材係止穴１３０はケース７４に設けられていることが自明である。
【０１１３】
また、このとき、レンズ部材係止穴１３０の軸Ｃ５とレンズ部材１２１の軸Ｃ４とが同軸に位置づけられているとともに、複数の係止爪１２３は、レンズ部材係止穴１３０にその周方向に沿ってスライド可能に係止する。そのため、レンズユニット１２０を、軸Ｃ４を中心に回転させて、レンズユニット１２０が備える屈折レンズ１２２における屈折方向Ｗを、軸Ｃ４を中心にして任意の方向に向けることができる。上記説明から明らかなように、レンズユニット１２０の複数の係止爪１２３及びレンズ部材係止穴１３０は、請求項中のレンズ部材取付手段に相当し、且つ、請求項中の回転保持構造を構成する。本実施形態において、レンズ部材係止穴１３０は、平面視円形状に形成されているが、これに限らず、平面視円環状に形成されていても良く、複数の係止爪１２３に、周方向に沿ってスライド可能に掛止される形状であれば、その形状は任意である。
【０１１４】
次に、上述した反射型フォトセンサ７０Ｂの組立方法の一例を説明する。
【０１１５】
［手順１］、［手順２］、［手順３Ａ］までは、第２の実施形態と同一である。
【０１１６】
［手順４Ｂ］そして、受光チップ８１Ｒの位置ずれが検出されたとき、図２４に示すように、レンズユニット１２０（即ち、レンズ部材１２１）を、レンズ部材係止穴１３０に挿入する。すると、複数の係止爪１２３がレンズ部材１２１の軸Ｃ４に向けて倒れるように弾性変形し、その後、複数の係止爪１２３が第２径部１３２に到達するとその形状が復元して、段部１２３ａが第２径部１３２に係止する。このようにして、レンズユニット１２０をレンズ部材係止穴１３０に収容して、ケース７４に取り付ける。そして、スキュー角度αとあおり角度βとを基準値（０度）に戻し、再度ＬＥＤ７１に一定量の電流を流して、一定光量の照射光Ｌを反射面２９ａに照射する。そして、レンズユニット１２０を、軸Ｃ４を中心に３６０度回転させて、そのときの出力電圧を測定し、出力電圧が最大となる方向を受光チップ８１Ｒの位置ずれ方向として、その方向に屈折レンズ１２２の屈折方向Ｗを合わせる。そして、組み立てを終える。また、受光チップ８１Ｒの位置ずれが検出されなかったとき、レンズユニット１２０をケース７４に取り付けずに組み立てを終える。このようにして、反射型フォトセンサ７０Ｂが組み立てられる。
【０１１７】
上述した反射型フォトセンサ７０Ｂの本発明に係る動作（作用）の一例については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【０１１８】
以上より、本発明によれば、反射光Ｒをフォトトランジスタ７２の受光軸ＰＲに対して所定の屈折方向Ｗに向けて屈折させる屈折レンズ１２２を備えたレンズ部材１２１が、ケース７４に取り付けられ、そして、このレンズ部材１２１における屈折レンズ１２２が、その屈折方向Ｗをフォトトランジスタ７２の受光チップ８１Ｒにおける受光軸ＰＲに対する位置ずれ方向に一致させるようにして、反射光規制開口部７６１ａに重ねられているので、反射光規制開口部７６１ａを通過する反射光Ｒを、受光チップ８１Ｒの位置ずれ方向に向けて屈折させて、不正に配置された受光チップ８１Ｒに正しく向けることができ、そのため、駆動ローラの軸振れや搬送ベルト２９の波打ちなどによって、搬送ベルト２９の表面２９ａとの角度が変化した場合においても、反射光Ｒが受光チップ８１Ｒを大きく外れることがなく、受光チップ８１Ｒの受光量の変化を防止できる。したがって、受光チップ８１Ｒの配置にずれのある安価な樹脂モールド型のフォトトランジスタ７２を用いた場合でも、搬送ベルト２９の表面２９ａとの角度の変化にかかわらず、受光チップ８１Ｒの受光量が変化することを防止して、出力電圧の変動を防ぐことができる。したがって、搬送ベルト２９の表面２９ａとの角度の変化による出力電圧の変動を小さくできる反射型フォトセンサ７０Ｂを低コストで提供できる。
【０１１９】
また、レンズ部材１２１が円板状に形成されているとともに、レンズ部材１２１の中央部分には、屈折レンズ１２２が設けられ、そして、このレンズ部材１２１がケース７４に取り付けられるとともに、レンズ部材１２１の中心としての軸Ｃ４を回転軸として、レンズ部材１２１を回転可能に保持する回転保持構造としての複数の係止爪１２３とレンズ部材係止穴１３０とが設けられているので、これらによって、レンズ部材１２１を回転させて屈折レンズ１２２における屈折方向Ｗを任意の方向に向けることができ、そのため、受光チップ８１Ｒの位置ずれ方向ごとにレンズ部材１２１を用意することなく、屈折方向Ｗを任意の位置ずれ方向に高精度で合わせることが可能となり、部材にかかるコストを低減できるとともに、フォトトランジスタ７２による検知精度を向上させることができる。
【０１２０】
また、回転保持構造として、反射光規制開口部７６１ａが中心に配置された平面視円形状のレンズ部材係止穴１３０と、レンズ部材１２１にその中心としての軸Ｃ４を囲むように立設され、レンズ部材係止穴１３０にその周方向に沿ってスライド可能に係止するように形成された複数の係止爪１２３と、が設けられているので、より少数の部材を用いて、レンズ部材１２１を回転可能に保持して、屈折レンズ１２２における屈折方向Ｗを任意の方向に向けることができ、そのため、部材にかかるコストをさらに低減できるとともに、組み立てにかかるコストを低減できる。
【０１２１】
（反射型フォトセンサの第４の実施形態）
以下、本発明の反射型フォトセンサの第４の実施形態を、図２５〜図２８を参照して説明する。
【０１２２】
反射型フォトセンサ７０Ｃは、図２５に示すように、発光手段としての発光ダイオード７１と、受光手段としてのフォトトランジスタ７２と、ケース７４と、基板９５と、レンズユニット１４０と、軸受穴１５０と、を備えている。なお、各図において、上述した第１の実施形態と同一の部材には、同一符号を付して説明を省略する。また、位置関係を便宜的に示すｘ軸、ｙ軸及びｚ軸、並びに、スキュー角度α及びあおり角度βについても、第１の実施形態と同一である。
【０１２３】
レンズユニット１４０は、透光性を有するガラス又は合成樹脂からなり、図２６に示すように、レンズ部材１４１と、軸部１４４と、を備えている。レンズ部材１４１は、円板状に形成されている。レンズ部材１４１の上面１４１ａ及び下面１４１ｂは互いに平行に配置されている。また、レンズ部材１４１には、上面１４１ａの外縁及び下面１４１ｂの外縁を取り囲むとともにこれらを互いに連接するように周面１４１ｃが設けられている。レンズ部材１４１には、複数の屈折レンズ１４２と、１つの非屈折レンズ１４３が、レンズ部材１４１の外縁に沿って、互いに間隔をあけて設けられている。また、レンズ部材１４１の上面１４１ａ中央部分には、円柱状の軸部１４４がレンズ部材１４１の軸Ｃ６と同軸に設けられている。軸部１４４の径は、レンズ部材１４１の径より小さく且つ複数の屈折レンズ１４２及び非屈折レンズ１４３に干渉しないように形成されている。
【０１２４】
複数の屈折レンズ１４２は、所定の厚み増加方向Ｗに向けて徐々に厚みが増すように形成された板状の部位である。本実施形態では、８個の屈折レンズ１４２が設けられている。屈折レンズ１４２の下面は、レンズ部材１４１の下面１４１ｂと面一に形成されている。屈折レンズ１４２の上面１４２ａは、レンズ部材１４１の上面１４１ａをレンズ部材１４１の厚み方向に掘り下げた位置に、下面１４１ｂに対して角度θ（≠０度、望ましくは４度程度）をなして平面状に形成されている。これにより、屈折レンズ１４２は、通過する光を、厚み増加方向Ｗ側に向けて所定の屈折角度に屈折させる。即ち、屈折レンズ１４２の厚み増加方向Ｗは、屈折レンズ１４２の屈折方向Ｗとなる。また、屈折レンズ１４２は、受光チップ８１Ｒの位置ずれ量に応じて、角度θを変えても良い。また、屈折レンズ１４２は、上述した形状以外にも、凸レンズ形状や凹レンズ形状など、通過する光を屈折させる形状であれば任意である。複数の屈折レンズ１４２は、反射光規制開口部７６１ａに重ねられたときに、それぞれの屈折方向Ｗが互いに異なる方向（例えば、４５度ずつ角度が異なる８つの方向）を向くように形成されている。図２６（ａ）において、屈折レンズ１４２は、網掛けの濃い方から薄い方に向けて屈折レンズの厚みが増すように形成されている。本実施形態において、複数の屈折レンズ１４２の数は８つであるが、本発明の目的に反しない限り、その数は任意である。
【０１２５】
非屈折レンズ１４３は、厚みが均一に形成された板状の部位である。非屈折レンズの下面は、レンズ部材１４１の下面１４１ｂと面一に形成されている。非屈折レンズ１４３の上面１４３ａは、レンズ部材１４１の上面１４１ａをレンズ部材１４１の厚み方向に掘り下げた位置に、下面１４１ｂに対して平行な平面状に形成されている。これにより、非屈折レンズ１４３は、光を屈折させることなく通過させる。本実施形態において、非屈折レンズ１４３の数は１つであるが、少なくとも１つ以上備えていれば、本発明の目的に反しない限り、その数は任意である。
【０１２６】
軸受穴１５０は、図２７に示すように、ケース７４の下面７４１に、反射光規制開口部７６１ａに隣接して設けられた円柱状の穴である。軸受穴１５０の径は、レンズユニット１４０の軸部１４４の径と同一又は略同一にされている。また、軸受穴１５０の深さは、軸部１４４の軸Ｃ６方向の長さと同一又は略同一にされている。軸受穴１５０は、軸部１４４が嵌め込まれて、軸部１４４を回転可能に保持する。このとき、レンズユニット１４０の軸Ｃ６は、軸受穴１５０の軸Ｃ７と同一に位置づけられる。また、軸受穴１５０は、レンズ部材１４１がケース７４に取り付けられたときに、複数の屈折レンズ１４２及び非屈折レンズ１４３が、反射光規制開口部７６１ａに重ねて配置される位置に設けられている。つまり、レンズ部材１４１の半径方向に沿う、軸Ｃ６から複数の屈折レンズ１４２又は非屈折レンズ１４３までの長さと、軸受穴１５０の軸Ｃ７から反射光規制開口部７６１ａまでの長さと、が同一又は略同一にされている。軸部１４４及び軸受穴１５０によって、レンズ部材１４１は、ケース７４に取り付けられ、そして、レンズ部材１４１の回転に応じて、複数の屈折レンズ１４２及び非屈折レンズ１４３が反射光規制開口部７６１ａに重なるように順次移動される。また、複数の屈折レンズ１４２は、反射光規制開口部７６１ａに重ねられたとき、それぞれの屈折方向Ｗが互いに異なる方向を向く。以上から明らかなように、軸部１４４と軸受穴１５０とは、請求項中のレンズ部材取付手段に相当し、且つ、請求項中の回転移動構造を構成する。
【０１２７】
次に、上述した反射型フォトセンサ７０Ｃの組立方法の一例を説明する。
【０１２８】
［手順１］までは、第１の実施形態と同一である。
【０１２９】
［手順２Ａ］続いて、図２８に示すように、ケース７４の下面７４１に設けられた軸受穴１５０に、レンズユニット１４０の軸部１４４を嵌め込んで、レンズ部材１４１をケース７４に取り付ける。
【０１３０】
［手順３Ｂ］
そして、スキュー角度αとあおり角度βとを基準値（０度）に合わせ、ＬＥＤ７１に一定量の電流を流して、一定光量の照射光Ｌを反射面２９ａに照射する。そして、レンズ部材１４１を軸Ｃ６を中心に３６０度回転させて、複数の屈折レンズ１４２及び非屈折レンズ１４３を順次反射光規制開口部７６１ａに重ねて、そのときの出力電圧を測定する。この出力電圧が最大となる屈折レンズ１４２は、その屈折方向Ｗと受光チップ８１Ｒの位置ずれ方向とが一致又は略一致している。また、非屈折レンズ１４３において出力電圧が最大となるときは、受光チップ８１Ｒは位置ずれなく配置されている。そして、出力電圧が最大となる屈折レンズ１４２又は非屈折レンズ１４３方向を反射光規制開口部７６１ａに重ねて、組み立てを終える。
【０１３１】
以上より、本発明によれば、反射光Ｒをフォトトランジスタ７２の受光軸ＰＲに対して所定の屈折方向Ｗに向けて屈折させる複数の屈折レンズを備えたレンズ部材１４１が、ケース７４に取り付けられ、そして、このレンズ部材１４１における屈折レンズ１４２の１つが、その屈折方向Ｗをフォトトランジスタ７２の受光チップ８１Ｒにおける受光軸ＰＲに対する位置ずれ方向に一致させるようにして、反射光規制開口部７６１ａに重ねられているので、反射光規制開口部７６１ａを通過する反射光Ｒを、受光チップ８１Ｒの位置ずれ方向に向けて屈折させて、不正に配置された受光チップ８１Ｒに正しく向けることができ、そのため、駆動ローラの軸振れや搬送ベルト２９の波打ちなどによって、搬送ベルト２９の表面２９ａとの角度が変化した場合においても、反射光Ｒが受光チップ８１Ｒを大きく外れることがなく、受光チップ８１Ｒの受光量の変化を防止できる。したがって、受光チップ８１Ｒの配置にずれのある安価な樹脂モールド型のフォトトランジスタ７２を用いた場合でも、搬送ベルト２９の表面２９ａとの角度の変化にかかわらず、受光チップ８１Ｒの受光量が変化することを防止して、出力電圧の変動を防ぐことができる。したがって、搬送ベルト２９の表面２９ａとの角度の変化による出力電圧の変動を小さくできる反射型フォトセンサ７０Ｃを低コストで提供できる。
【０１３２】
また、レンズ部材１４１が円板状に形成されているとともに、レンズ部材１４１には、複数の屈折レンズ１４２と反射光Ｒを屈折させないように形成された１つの非屈折レンズ１４３とが外縁に沿って互いに間隔をあけて設けられている。また、このレンズ部材１４１が、回転移動構造としての軸部１４４と軸受穴１５０とによって回転可能に保持されて、ケース７４に取り付けられている。また、該レンズ部材１４１の回転に応じて、複数の屈折レンズ１４２と非屈折レンズ１４３とが反射光規制開口部７６１ａに順次重ねるように移動され、そして、複数の屈折レンズ１４２が、反射光規制開口部７６１ａに重ねられたときにそれぞれの屈折方向Ｗが互いに異なる方向を向くように形成されている。反射型フォトセンサ７０Ｃは、このような構成を備えているので、レンズ部材１４１を回転させることにより複数の屈折レンズ１４２のうち屈折方向Ｗが受光チップ８１Ｒの位置ずれ方向と一致又は略一致する屈折レンズ１４２の１つを反射光規制開口部７６１ａに重ねて配置することができ、受光チップ８１Ｒの位置ずれ方向ごとにレンズ部材を用意することなく、屈折方向Ｗを任意の位置ずれ方向に簡易的に合わせることが可能となり、部材にかかるコストを低減することができる。また、レンズ部材１４１には、反射光Ｒを屈折させないように形成された非屈折レンズ１４３が設けられているので、この非屈折レンズ１４３を反射光規制開口部７６１ａに重ねることで、受光チップ８１Ｒの位置ずれがない場合にも対応することができ、そのため、反射型フォトセンサ７０Ｃの組立工程において、受光チップ８１Ｒの位置ずれ方向を検出する工程を省略することができ、作業性を向上させることができる。
【０１３３】
（画像形成装置の実施形態）
次に、上述した反射型フォトセンサを有する画像形成装置の一実施形態について、図２９、図３０を参照して説明する。
【０１３４】
画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像即ちカラー画像を、一枚の転写材としての記録紙７（図２９に示す）に形成する。なお、イエロー、マゼンダ、シアン、黒の各色に対応するユニットなどを、以下、符号の末尾に各々Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを付けて示す。
【０１３５】
画像形成装置１は、図２９に示すように、装置本体２と、給紙ユニット３と、レジストローラ対１０と、転写ユニット４と、定着ユニット５と、複数のレーザ書き込みユニット２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋと、複数のプロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋと、上述した反射型フォトセンサ７０と、を少なくとも備えている。また、反射型フォトセンサ７０に代えて、上述した反射型フォトセンサ７０Ａ、７０Ｂ、又は、７０Ｃ、を備えていても良い。
【０１３６】
装置本体２は、例えば、箱状に形成され、フロア上などに設置される。装置本体２は、給紙ユニット３と、レジストローラ対１０と、転写ユニット４と、定着ユニット５と、複数のレーザ書き込みユニット２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋと、複数のプロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋと、反射型フォトセンサ７０と、を収容している。
【０１３７】
給紙ユニット３は、装置本体２の下部に複数設けられている。給紙ユニット３は、前述した記録紙７を重ねて収容するとともに装置本体２に出し入れ自在な給紙カセット２３と、給紙ローラ２４とを備えている。給紙ローラ２４は、給紙カセット２３内の一番上の記録紙７に押し当てられている。給紙ローラ２４は、前述した一番上の記録紙７を、転写ユニット４の後述する搬送ベルト２９と、プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの後述する現像装置１３の感光体ドラム８との間に送り出す。
【０１３８】
レジストローラ対１０は、給紙ユニット３から転写ユニット４に搬送される記録紙７の搬送経路に設けられており、一対のローラ１０ａ，１０ｂを備えている。レジストローラ対１０は、一対のローラ１０ａ，１０ｂ間に記録紙７を挟み込み、該挟み込んだ記録紙７をトナー像に重ね合わせ得るタイミングで、転写ユニット４とプロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋとの間に送り出す。
【０１３９】
転写ユニット４は、給紙ユニット３の上方に設けられている。転写ユニット４は、駆動ローラ２７と、従動ローラ２８と、搬送ベルト２９と、転写ローラ３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋとを備えている。駆動ローラ２７は、記録紙７の搬送方向の下流側に配置されており、駆動源としてのモータなどによって回転駆動される。従動ローラ２８は、装置本体２に回転自在に支持されており、記録紙７の搬送方向の上流側に配置されている。搬送ベルト２９は、無端環状に形成されており、前述した駆動ローラ２７と従動ローラ２８との双方に掛け渡されている。搬送ベルト２９は、駆動ローラ２７が回転駆動されることで、前述した駆動ローラ２７と従動ローラ２８との回りを図中反時計回りに循環（無端走行）する。
【０１４０】
反射型フォトセンサ７０は、搬送ベルト２９の駆動ローラ２７の近傍に配設されている。反射型フォトセンサ７０のケース７４の下面７４１は、搬送ベルト２９の表面２９ａに間隔をあけて平行に相対して配置されている。反射型フォトセンサ７０は、搬送ベルト２９の表面２９ａに形成された濃度検知用トナーパッチのトナー付着量を検出し、該付着量に応じた電圧を出力する。また、反射型フォトセンサ７０は、搬送ベルト２９の表面２９ａに形成された位置検知用トナーパッチ９０の位置を検出し、該位置に応じた電圧を出力する。反射型フォトセンサ７０が出力する上記各電圧は、図示しない制御部に送られる。この制御部はマイクロコンピュータなどによって構成されている。
【０１４１】
転写ローラ３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋは、それぞれ、プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの感光体ドラム８との間に搬送ベルト２９と該搬送ベルト２９上の記録紙７とを挟む。転写ユニット４は、転写ローラ３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋが、給紙ユニット３から送り出された記録紙７を各プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの感光体ドラム８の外表面に押し付けて、感光体ドラム８上のトナー像を記録紙７に転写する。転写ユニット４は、トナー像を転写した記録紙７を定着ユニット５に向けて送り出す。
【０１４２】
定着ユニット５は、転写ユニット４の記録紙７の搬送方向の下流に設けられ、互いの間に記録紙７を挟む一対のローラ５ａ，５ｂを備えている。定着ユニット５は、一対のローラ５ａ，５ｂ間に転写ユニット４から送り出されてきた記録紙７を押圧加熱することで、感光体ドラム８から記録紙７上に転写されたトナー像を、該記録紙７に定着させる。
【０１４３】
レーザ書き込みユニット２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋは、それぞれ、装置本体２の上部に取り付けられている。レーザ書き込みユニット２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋは、それぞれ、一つのプロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋに対応している。レーザ書き込みユニット２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋは、プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの後述の帯電ローラ９により一様に帯電された感光体ドラム８の外表面にレーザ光を照射して、静電潜像を形成する。
【０１４４】
プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋは、それぞれ、転写ユニット４と、レーザ書き込みユニット２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋとの間に設けられている。プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋは、装置本体２に着脱自在である。プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋは、記録紙７の搬送方向に沿って、互いに並設されている。
【０１４５】
プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋは、図３０に示すように、カートリッジケース１１と、帯電装置としての帯電ローラ９と、像担持体（感光体ともいう）としての感光体ドラム８と、クリーニング装置としてのクリーニングブレード１２と、現像装置１３と、現像剤供給装置３５を備えている。このため、画像形成装置１は、帯電ローラ９と、感光体ドラム８と、クリーニングブレード１２と、現像装置１３と、現像剤供給装置３５を少なくとも備えている。
【０１４６】
カートリッジケース１１は、装置本体２に着脱自在で、かつ帯電ローラ９と、感光体ドラム８と、クリーニングブレード１２と、現像装置１３と、現像剤供給装置３５を収容している。帯電ローラ９は、感光体ドラム８の外表面を一様に帯電する。
【０１４７】
感光体ドラム８は、現像装置１３の後述する現像ローラ１５と間隔をあけて配されている。感光体ドラム８は、軸芯を中心として回転自在な円柱状又は円筒状に形成されている。感光体ドラム８は、帯電ローラ９に印加されたＡＣ電圧とＤＣ電圧とを重畳させた帯電バイアスによって、その外表面が一様に帯電（例えば、−５００Ｖ〜−７００Ｖ）されたのち、対応するレーザ書き込みユニット２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋによってレーザ光が照射されて、その外表面上に静電潜像が形成される。感光体ドラム８は、外表面上に形成されかつ担持する静電潜像にトナー３６が吸着して現像し、こうして得られたトナー像を搬送ベルト２９との間に位置付けられた記録紙７に転写する。クリーニングブレード１２は、記録紙７にトナー像を転写した後に、感光体ドラム８の外表面に残留したトナー３６を除去する。
【０１４８】
現像装置１３は、図３０に示すように、現像剤供給部１４と、ケース２５と、規制部材としての規制ブレード１６と、現像剤担持体としての現像ローラ１５と、を少なくとも備えている。
【０１４９】
現像剤供給部１４は、収容槽１７と、攪拌部材としての一対の攪拌スクリュー１８と、を備えている。収容槽１７は、感光体ドラム８と長さが略等しい箱状に形成されている。また、収容槽１７内には、該収容槽１７の長手方向に沿って延びた仕切壁１９が設けられている。仕切壁１９は、収容槽１７内を第１空間２０と、第２空間２１とに区画している。また、第１空間２０と第２空間２１とは、両端部が互いに連通している。
【０１５０】
収容槽１７は、第１空間２０と第２空間２１との双方に現像剤２６を収容する。現像剤２６は、粉体としてのトナー３６と、磁性キャリアとを含んでいる。第１空間２０と、第２空間２１とのうち現像ローラ１５から離れた側の第１空間２０の一端部には、供給孔３７が開口している。トナー３６は、供給孔３７を通して、後述する現像剤供給装置３５により適宜供給される。
【０１５１】
トナー３６は、乳化重合法又は懸濁重合法により製造された球状の微粒子である。なお、トナー３６は、種々の染料又は顔料を混入・分散した合成樹脂で構成される塊を粉砕して得られても良い。トナー３６の平均粒径は、３μｍ以上でかつ７μｍ以下である。また、トナー３６は、粉砕加工などにより形成されても良い。
【０１５２】
磁性キャリアは、第１空間２０と第２空間２１との双方に収容されている。磁性キャリアの平均粒径は、２０μｍ以上でかつ３５μｍ以下である。磁性キャリアは、磁性材料としてのフェライトで構成された球状の芯材と、アクリルなどの熱可塑性樹脂とメラミン樹脂とを架橋させた樹脂成分と帯電調整剤とを含有しかつ前記芯材の外表面を被覆した樹脂コート膜と、樹脂コート膜に分散された球状のアルミナ粒子と、を備えている。
【０１５３】
攪拌スクリュー１８は、第１空間２０と第２空間２１それぞれに収容されている。攪拌スクリュー１８の長手方向は、収容槽１７、現像ローラ１５及び感光体ドラム８の長手方向と平行である。攪拌スクリュー１８は、軸芯周りに回転自在に設けられており、軸芯周りに回転することで、トナー３６と磁性キャリアとを攪拌するとともに、該軸芯に沿って現像剤２６を搬送する。
【０１５４】
図示例では、第１空間２０内の攪拌スクリュー１８は、現像剤２６を前述した一端部から他端部に向けて搬送する。第２空間２１内の攪拌スクリュー１８は、現像剤２６を他端部から一端部に向けて搬送する。
【０１５５】
前述した構成によれば、現像剤供給部１４は、第１空間２０の一端部に供給されたトナー３６を磁性キャリアと攪拌しながら、他端部に搬送し、この他端部から第２空間２１の他端部に搬送する。そして、現像剤供給部１４は、第２空間２１内でトナー３６と磁性キャリアとを攪拌し、軸芯方向に搬送しながら、現像ローラ１５の外周面に供給する。
【０１５６】
ケース２５は、箱状に形成され、前述した現像剤供給部１４の収容槽１７に取り付けられて、該収容槽１７とともに、現像ローラ１５などを覆う。また、ケース２５の感光体ドラム８と相対する部分には、開口部２５ａが設けられている。
【０１５７】
規制ブレード１６は、平板状に形成され、かつ収容槽１７の感光体ドラム８寄りの端部即ち後述する現像スリーブ３２の回転方向の収容槽１７と感光体ドラム８との間に設けられている。規制ブレード１６は、収容槽１７から現像ローラ１５に向かって突出した状態で収容槽１７に取り付けられている。規制ブレード１６は、現像スリーブ３２の外表面と間隔をあけた状態で、前述したケース２５に取り付けられている。規制ブレード１６は、所望の厚さを越える現像スリーブ３２の外表面上の現像剤２６を収容槽１７内にそぎ落として、現像領域３１に搬送される現像スリーブ３２の外表面上の現像剤２６を所望の厚さにする。
【０１５８】
現像ローラ１５は、円柱状に形成され、第２空間２１と、感光体ドラム８との間でかつ前述した開口部２５ａの近傍に設けられている。現像ローラ１５は、感光体ドラム８と収容槽１７との双方と平行である。現像ローラ１５は、感光体ドラム８と間隔をあけて配されている。現像ローラ１５と感光体ドラム８との間の隙間は、現像剤２６のトナー３６を感光体ドラム８に吸着させて、静電潜像を現像してトナー像を得る現像領域３１をなしている。現像領域３１では、現像ローラ１５と感光体ドラム８とが相対する。
【０１５９】
現像ローラ１５は、図３０に示すように、円柱状の芯金３４と、円筒状のマグネットローラ（磁石体ともいう）３３と、非磁性円筒体としての前述した現像スリーブ３２とを備えている。芯金３４は、長手方向が感光体ドラム８の長手方向と平行に配され、前述したケース２５に回転することなく固定されている。
【０１６０】
マグネットローラ３３は、磁性材料で構成され、かつ円筒状に形成されているとともに、複数の固定磁極が設けられている。マグネットローラ３３は、芯金３４の外周に軸芯回りに回転することなく固定されている。
【０１６１】
固定磁極は、長尺で棒状の磁石であり、マグネットローラ３３のローラ本体３３ａに取り付けられている。固定磁極は、マグネットローラ３３のローラ本体３３ａ即ち現像ローラ１５の長手方向に沿って延びており、該マグネットローラ３３のローラ本体３３ａの全長に亘って設けられている。前述した構成のマグネットローラ３３は、現像スリーブ３２内に収容されている（内包されている）。
【０１６２】
一つの固定磁極は、前述した攪拌スクリュー１８と相対して、現像スリーブ３２即ち現像ローラ１５の外周面上に磁気力を生じて、収容槽１７の第２空間２１内の現像剤２６を現像スリーブ３２の外周面に吸着する。
【０１６３】
他の一つの固定磁極は、前述した感光体ドラム８と相対して、現像スリーブ３２即ち現像ローラ１５の外周面上に磁気力を生じて、現像スリーブ３２と感光体ドラム８との間に磁界を形成する。この固定磁極は、該磁界によって磁気ブラシを形成することで、現像スリーブ３２の外周面に吸着された現像剤２６のトナー３６を感光体ドラム８に受け渡すようになっている。
【０１６４】
さらに、マグネットローラ３３には、前述した二つの固定磁極の他に現像前の現像剤２６を現像剤供給部１４の収容槽１７から現像領域３１まで搬送したり、現像済みの現像剤２６を現像領域３１から収容槽１７まで搬送したりするための固定磁極が設けられている。
【０１６５】
前述した固定磁極即ちマグネットローラ３３は、現像スリーブ３２の外周面に現像剤２６を吸着すると、現像剤２６の磁性キャリアを固定磁極が生じる磁力線に沿って複数重ねさせて、該現像スリーブ３２の外周面上に立設（穂立ち）させる。このように、磁性キャリアが磁力線に沿って複数重なって現像スリーブ３２の外表面上に立設する状態を、磁性キャリアが現像スリーブ３２の外表面上に穂立ちするという。すると、この穂立ちした磁性キャリアに前述したトナー３６が吸着する。即ち、現像スリーブ３２は、マグネットローラ３３の磁力により外表面に現像剤２６を吸着する。
【０１６６】
現像スリーブ３２は、図３０に示すように、円筒状に形成されている。現像スリーブ３２は、マグネットローラ３３を内包し（収容し）て、軸芯回りに回転自在に設けられている。現像スリーブ３２は、その内周面が固定磁極に順に相対するように回転される。現像スリーブ３２は、アルミニウム合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などの非磁性材料で構成されている。また、現像スリーブ３２には、図示しない電圧印加装置によって、ＡＣ電圧とＤＣ電圧とを重畳させた現像バイアス（例えば、−３００Ｖ〜−５００Ｖ）が印加される。
【０１６７】
本実施形態では、現像スリーブ３２は、その外周面にランダムな楕円形状の凹みを多数有している。かかるランダムな楕円形状の凹みは、勿論、現像スリーブ３２の外周面から凹に形成され、長手方向が現像スリーブ３２の軸方向に沿うものと、長手方向が現像スリーブ３２の周方向に沿うものとが設けられている。長手方向が現像スリーブ３２の軸方向に沿う凹みが、長手方向が現像スリーブ３２の周方向に沿う凹みより多い。さらに、凹みの長手方向の長さ（長径）は、０．０５ｍｍ以上でかつ０．３ｍｍ以下となっており、幅方向の幅（端径）は、０．０２ｍｍ以上でかつ０．１ｍｍ以下となっている。
【０１６８】
凹みは、現像スリーブ３２を構成する素管を、比較的大きいカットワイヤ（金属ワイヤを短尺に切断したもの）よりなるメディア（例えば、オーステナイト系のステンレス鋼又はマルチンサイト系のステンレス鋼などの磁性材料で構成され、外径が０．５ｍｍ以上でかつ１．２ｍｍ以下で、かつ全長をＬとし外径をＤとするとＬ／Ｄが４以上でかつ１０以下の短線状の円柱状に形成されたもの）とともに回転磁場内に位置付け、当該回転磁場によりメディアを自転させながら素管の回りを公転させて、当該メディアを素管の外周面に衝突されて、形成される。
【０１６９】
このように、凹みは、素管にメディアを従来のブラスト工法のように衝突させることによって形成される。このように、前記現像スリーブ３２が、その外周面にランダムな楕円形状の凹みを多数有していると、その表面にピッチの粗い凹凸を有するものとなり、そのために、現像剤２６の滑りにくい一つ一つの凹みを根とした太い穂立ちが形成されると共に、該凹みも磨耗しにくいものとなり、よって、長期にわたって画像ムラの生じることのない安定した良好な画像を得ることができる。
【０１７０】
前述した構成の現像装置１３は、現像剤供給部１４でトナー３６と磁性キャリアとを十分に攪拌し、この攪拌した現像剤２６を現像スリーブ３２の外表面に吸着する。そして、現像装置１３は、現像スリーブ３２が回転して、当該現像スリーブ３２に吸着した現像剤２６を現像領域３１に向かって搬送する。
【０１７１】
そして、現像装置１３は、規制ブレード１６で所望の厚さを超えた現像剤２６をそぎ落として、当該所望の厚さになった現像剤２６を感光体ドラム８に吸着させる。こうして、現像装置１３は、現像剤２６を現像ローラ１５に担持し、現像領域３１に搬送して、感光体ドラム８上の静電潜像を現像して、トナー像を形成する。
【０１７２】
そして、現像装置１３は、現像済みの現像剤２６を収容槽１７まで搬送し、収容槽１７内に離脱させる。さらに、そして、収容槽１７内に収容された現像済みの現像剤２６は、再度、第２空間２１内で他の現像剤２６と十分に攪拌されて、感光体ドラム８の静電潜像の現像に用いられる。
【０１７３】
現像剤供給装置３５は、現像装置１３の現像剤供給部１４の上方に取り付けられている。現像剤供給装置３５は、互いに連結されたトナー容器４０と搬送槽４１とを備えている。現像剤供給装置３５は、現像剤供給部１４内のトナー３６の量（濃度）に応じて、トナー容器４０内に格納されたトナー３６を搬送槽４１内でほぐしたのち、該トナー３６を現像剤供給部１４の第２空間２１に供給する。
【０１７４】
前述した構成の画像形成装置１は、以下に示すように、記録紙７に画像を形成する。
【０１７５】
まず、画像形成装置１は、感光体ドラム８を回転して、この感光体ドラム８の外表面を、帯電バイアスが印加された帯電ローラ９により一様に帯電（−５００Ｖ〜−７００Ｖ）する。そして、感光体ドラム８の外表面に形成する画像に応じたレーザ光を照射すると、このレーザ光が照射された部分の電位が約−５０Ｖとなって、トナーで現像される静電潜像が形成される。そして、静電潜像が現像領域３１に位置付けられると、現像装置１３の現像スリーブ３２の外表面に吸着した現像剤２６のトナー３６が、現像スリーブ３２に印加された現像バイアス（−３００Ｖ〜−５００Ｖ）によって感光体ドラム８の低電位箇所である静電潜像に吸着して静電潜像を現像し、トナー像を感光体ドラム８の外表面に形成する。
【０１７６】
そして、画像形成装置１は、給紙ユニット３の給紙ローラ２４などにより搬送されてきた記録紙７が、プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの各感光体ドラム８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋと転写ユニット４の搬送ベルト２９との間に位置して、各感光体ドラム８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋの外表面上に形成されたトナー像を順次記録紙７に転写する。画像形成装置１は、定着ユニット５で、記録紙７にトナー像を定着する。こうして、画像形成装置１は、記録紙７にカラー画像を形成する。
【０１７７】
また、上述した画像形成装置１では、上記のような画像形成動作とは別に、電源投入時、または所定枚数通紙後に各色の画像濃度を適正化するためのプロセスコントロール動作（以下、プロコン動作という）が実行される。このプロコン動作では、濃度検知用トナーパッチ（以下、基準パターンという）が、色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）ごとに互いに重ならないように搬送ベルト２９の表面２９ａに形成される。つまり、搬送ベルト２９は像担持体に相当する。これら搬送ベルト２９の表面２９ａに形成される基準パターンは、帯電バイアス及び現像バイアスを順次切り替えることにより、連続階調となるパターンとする。即ち、本実施形態では、トナー付着量が階調的に変化するライン状の基準パターンを、搬送ベルト２９の表面移動方向に沿って作成する。
【０１７８】
そして、画像形成装置１では、トナー濃度が階調的に変化する基準パターンのトナー付着量を、反射型フォトセンサ７０で検知する。反射型フォトセンサ７０のフォトトランジスタ７２は、トナー付着量に応じた電圧を出力し、この出力電圧が画像形成装置１の図示しない制御部に送られる。この制御部では、フォトトランジスタ７２の出力電圧から得られる反射光量に基づいて、基準パターンのトナー付着量を連続的に把握し、この把握したトナー付着量と予め決められた目標付着量とを比較する。そして、この比較結果に基づいて、制御部は、画像濃度制御手段として機能し、レーザ書き込みユニット２２のレーザ光の強度、帯電ローラ９の帯電バイアス、現像スリーブ３２に印加する現像バイアス、現像剤供給装置３５からの現像剤供給量などを適宜変更し、画像濃度が所望の濃度になるように調節する。
【０１７９】
また、このプロコン動作においては、トナー像の位置ずれ補正も行われる。この位置ずれ補正のプロコン動作では、位置検知用トナーパッチ９０が、搬送ベルト２９の表面２９ａに形成される。この位置検知用トナーパッチ９０は、黒トナーで高濃度（いわゆるベタ）に形成された複数の矩形状トナー像であって、搬送ベルト２９の表面移動方向に沿って等間隔に配列されている。即ち、本実施形態では、同一濃度の矩形状のトナー像を搬送ベルト２９の表面移動方向に一列に沿って作成する。
【０１８０】
そして、画像形成装置１では、位置検知用トナーパッチ９０が備える複数の矩形状のトナー像の位置を、反射型フォトセンサ７０で検知する。反射型フォトセンサ７０のフォトトランジスタ７２は、複数のトナー像の位置に応じた電圧を出力し、この出力電圧が画像形成装置１の図示しない制御部に送られる。この制御部では、フォトトランジスタ７２の出力電圧から得られる反射光量に基づいて、複数のトナー像のそれぞれの位置を把握し、この把握したトナー像の位置から各トナー像の間隔を求め、この間隔と予め決められた基準値とを比較する。そして、この比較結果に基づいて、制御部は、位置ずれ量制御手段として機能し、潜像形成用のレーザ光照射タイミングや、像担持体の回転速度などを適宜調整し、各トナー像の間隔が基準値と一致するように調整する。
【０１８１】
以上より、本発明によれば、搬送ベルト２９の表面２９ａに付着されたトナー像の位置を検知するための反射型フォトセンサとして、上述した反射型フォトセンサ７０を有しているので、駆動ローラ２７の軸振れや搬送ベルト２９の波打ちなどによって生じる搬送ベルト２９の表面２９ａとの角度の変化による出力電圧の変動を小さくして、トナー像の位置を正確に検知できる画像形成装置１を低コストで提供できる。
【０１８２】
また、搬送ベルト２９の表面２９ａに付着されたトナーの付着量を検知するための反射型フォトセンサとして、上述した反射型フォトセンサ７０を有しているので、駆動ローラ２７の軸振れや搬送ベルト２９の波打ちなどによって生じる搬送ベルト２９の表面２９ａとの角度の変化による出力電圧の変動を小さくして、トナー付着量を正確に検知できる画像形成装置１を低コストで提供できる。
【０１８３】
また、上述した実施形態では、反射型フォトセンサ７０が、搬送ベルト２９の表面２９ａに相対して配置されており、搬送ベルト２９の表面２９ａに形成された濃度検知用トナーパッチのトナー付着量、及び、位置検知用トナーパッチ９０（即ち、トナー像）の位置を反射型フォトセンサ７０で検知するものであったが、このような反射型フォトセンサ７０の配置に代えて、例えば、図３１に示すように、反射型フォトセンサ７０は、各色のプロセスカートリッジ６内に、感光体ドラム８と相対して配置されていても良い。そして、反射型フォトセンサ７０は、感光体ドラム８の表面移動方向に沿って形成された濃度検知用トナーパッチのトナー付着量及び位置検知用トナーパッチの位置を検知する。また、中間転写体としての中間転写ベルトを備えた画像形成装置においては、反射型フォトセンサ７０を該中間転写ベルトに相対して配置し、該中間転写ベルトの表面に形成された濃度検知用トナーパッチのトナー付着量及び位置検知用トナーパッチの位置を検知しても良い。
【０１８４】
本発明者らは、本発明の効果を確認するために、本発明に係る反射型フォトセンサと、従来の構成の反射型フォトセンサと、を用いて、搬送ベルト２９の表面２９ａのあおり角度βを変化させたときの出力電圧を実測した。以下に実測に用いた反射型フォトセンサの構成と、測定方法を示す。
【０１８５】
測定に用いた反射型フォトセンサは、上述した本発明の第１の実施形態である反射型フォトセンサ７０において、ＬＥＤ７１の胴部の直径がφ３．０ｍｍ、フォトトランジスタ７２の胴部の直径Ｄ（即ち、受光部としての頭部８４の外径）がφ３．０ｍｍ、照射光規制開口部７５１ａの開口径がφ０．７ｍｍ、反射光規制開口部７６１ａの開口径がφ１．０ｍｍ、ケース７４の下面７４１と搬送ベルト２９の表面２９ａとの距離（即ち、反射面との距離）が５．０ｍｍ、レンズ部材９６の厚みが１．０ｍｍ、レンズ部材収容穴９８の深さが１．０ｍｍ、反射光規制開口部７６１ａ（即ち、レンズ部材収容穴９８の底部９８ａ）とフォトトランジスタ７２の頭部８４の先端との距離が３．０ｍｍ、に構成されている。
【０１８６】
（実施例１）
反射型フォトセンサ７０は、屈折レンズ９７の上面９７ａが、下面９６ｂと４度の角度をなして形成されているレンズ部材９６を備えており、該レンズ部材９６が、屈折方向Ｗをｙ軸正方向に向けられて、レンズ部材収容穴９８に収容されている。
【０１８７】
（実施例２）
反射型フォトセンサ７０は、屈折レンズ９７の上面９７ａが、下面９６ｂと７度の角度をなして形成されているレンズ部材９６を備えており、該レンズ部材９６が、屈折方向Ｗをｙ軸正方向に向けられて、レンズ部材収容穴９８に収容されている。
【０１８８】
（比較例１）
反射型フォトセンサ７０は、レンズ部材９６を備えていない（即ち、従来の反射型フォトセンサの構成と同一）。
【０１８９】
上述した実施例１、実施例２、及び、比較例１の構成において、受光チップ８１Ｒがｙ軸正方向に向けて（１）０．０５ｍｍ、（２）０．１０ｍｍ、（３）０．１５ｍｍ、（４）０．２０ｍｍ、位置ずれして配置されたフォトトランジスタ７２を用いて、ＬＥＤ７１によって一定光量の照射光Ｌを搬送ベルト２９の表面２９ａに向けて照射しながら、あおり角度βを−３度〜＋３度の間で変化させたときの、フォトトランジスタ７２の出力電圧を計測した。これら計測した出力電圧のグラフを図３２〜図３５に示す。また、受光チップ８１Ｒの位置ずれのないフォトトランジスタ７２を用いて、上記と同様に計測を行った出力電圧のグラフを、基準グラフとして各図に含めている。
【０１９０】
図３２は、受光チップ８１Ｒの位置ずれ量が０．０５ｍｍのフォトトランジスタ７２を用いて出力電圧を測定したグラフである。図３２において、比較例１の構成（即ち、レンズ無しの構成）のグラフでは、あおり角度βが−２度のときの出力電圧と、＋２度のときの出力電圧と、の差が０．３Ｖ未満である。図３２では、基準グラフと比較例１との差異が小さく、また、レンズ部材９６を備えた実施例１又は実施例２においても、出力電圧の変動に大きな改善が見られない。したがって、０．０５ｍｍ程度の位置ずれ量では、レンズ部材９６を備える必要がない。
【０１９１】
図３３、図３４、図３５は、受光チップ８１Ｒの位置ずれ量がそれぞれ０．１０ｍｍ、０．１５ｍｍ、又は、０．２０ｍｍ、であるフォトトランジスタ７２を用いて出力電圧を測定したグラフである。これらグラフにおいては、比較例１の構成のグラフでは、あおり角度βが−２度のときの出力電圧と、＋２度のときの出力電圧と、の差が０．３Ｖ以上である。そして、実施例１、実施例２、及び、比較例１のグラフと、基準グラフと、を比較すると、各図において、レンズ部材９６を備えた実施例１又は実施例２の方が、レンズ部材９６を備えていない比較例１より、基準グラフの形状に近く、出力電圧の変動が改善されていることがわかる。このことからも、受光チップ８１Ｒの位置ずれ量が大きい場合にレンズ部材９６を設けることによって、受光チップ８１Ｒの位置ずれのないフォトトランジスタ７２における出力電圧の変動特性に近づけることができ、あおり角度βの変化によるフォトトランジスタ７２の出力電圧の変動を小さくできることが確認できた。また、受光チップ８１Ｒの位置ずれ量が０．１０ｍｍのとき、実施例１の方が実施例２より基準グラフに近く、受光チップ８１Ｒの位置ずれ量が０．２０ｍｍのとき、実施例２の方が実施例１より基準グラフに近いことが判った。このことから、受光チップ８１Ｒの位置ずれ量が小さいときは、屈折レンズ９７による屈折角度（即ち、屈折レンズ９７における上面と下面とがなす角度）が小さい方が良く、受光チップ８１Ｒの位置ずれ量が大きいときは、屈折レンズ９７による屈折角度が大きい方が良いことが確認でき、受光チップ８１Ｒの位置ずれ量に応じて、屈折レンズ９７による屈折角度を適宜設定することで、位置ずれの影響を回避して反射型フォトセンサの精度をさらに向上できることが明らかになった。また、上記はあおり角度βについて実測を行ったが、スキュー角度αにおいても同様の結果が得られることが推察される。
【０１９２】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【０１９３】
１        画像形成装置
２９      搬送ベルト（像担持体）
２９ａ    搬送ベルトの表面（反射面）
３６      トナー（粉体）
７０、７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ    反射型フォトセンサ
７１      発光ダイオード、ＬＥＤ（発光手段）
７２、７２Ｂ    フォトトランジスタ（受光手段）
７４      ケース
７５      収容孔
７５ａ    開口部
７５１    照射光規制部材
７５１ａ  照射光規制開口部
７６      収容孔（収容室）
７６ａ    開口部（収容室とケース外部とを連通する開口部）
７６１    反射光規制部材
７６１ａ  反射光規制開口部
８１Ｌ    発光チップ
８１Ｒ    受光チップ（受光素子）
８４      頭部（受光部）
９０      位置検知用トナーパッチ
９５      基板
９６      レンズ部材
９７      屈折レンズ
９８      レンズ部材収容穴（レンズ部材取付手段）
９８ａ    底部
９８ｂ    内壁部
１００    光屈折ユニット
１０１    レンズユニット
１０２    レンズ部材
１０３    屈折レンズ
１０４    軸部（レンズ部材取付手段、回転保持構造）
１１０    レンズホルダ（レンズ部材取付手段、回転保持構造）
１１１    ホルダ本体部
１１６    蓋部
１１７    軸受穴（軸受部）
１１９    取付溝（レンズ部材取付手段）
１２０    レンズユニット
１２１    レンズ部材
１２２    屈折レンズ
１２３    係止爪（レンズ部材取付手段、回転保持構造）
１３０    レンズ部材係止穴（レンズ部材取付手段、回転保持構造）
１４０    レンズユニット
１４１    レンズ部材
１４２    屈折レンズ
１４３    非屈折レンズ
１４４    軸部（レンズ部材取付手段、回転移動構造）
１５０    軸受穴（レンズ部材取付手段、回転移動構造）
Ｌ        照射光
Ｒ        反射光
Ｅ１      フォトトランジスタの頭部での受光領域
Ｅ２      フォトトランジスタの受光チップの位置での受光領域
ＰＬ      発光ダイオードの発光軸
ＰＲ      フォトトランジスタの受光軸
Ｄ        胴部の外径
Ｗ        厚み増加方向、屈折方向
α        スキュー角度
β        あおり角度
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１９４】
【特許文献１】特開２００６−２０８２６６号公報
【図１】
2010256118.tif 000003
【図２】
2010256118.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010256118.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
2010256118.tif 000031
【図３０】
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【図３１】
2010256118.tif 000033
【図３２】
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【図３３】
2010256118.tif 000035
【図３４】
2010256118.tif 000036
【図３５】
2010256118.tif 000037
【図３６】
2010256118.tif 000038
【図３７】
2010256118.tif 000039
【図３８】
2010256118.tif 000040
【図３９】
2010256118.tif 000041
【図４０】
2010256118.tif 000042
【図４１】
2010256118.tif 000043
【図４２】
2010256118.tif 000044
【図４３】
2010256118.tif 000045
【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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