(57)【要約】      （修正有）【課題】トナーパターンのトナー濃度や位置を高精度に検出できる反射型光学センサを提供する。【解決手段】反射型光学センサは、発光部Ｅ１〜Ｅ９を配列した照明系と、受光部Ｄ１〜Ｄ９を配列された受光系と、発光部・受光部と同ピッチで照射用マイクロレンズＬＥ１〜ＬＥ９を配列された照射用マイクロレンズアレイおよび受光用マイクロレンズＬＤ１〜ＬＤ９を配列された受光用マイクロレンズアレイとを有し、照射用・受光用マイクロレンズ共に平凸形状で、照射用マイクロレンズの光軸は発光部軸に平行で発光部軸に対し受光系側へ所定距離ずれ、各受光用マイクロレンズの光軸は受光部軸に対して平行で受光部軸に対して照明系に近づく側もしくは遠ざかる側にずれており、照射用と受光用マイクロレンズとは、レンズ面積、レンズ面曲率半径、レンズ肉厚が互いに異なり、受光用マイクロレンズのレンズ面積が照射用マイクロレンズのレンズ面積より大きい。【選択図】図１５（ａ）
2014095924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の副方向へ移動する支持部材の表面に形成されたトナーパターンのトナー濃度もしくは位置、または上記トナーパターンのトナー濃度および位置を検出するために用いられる反射型光学センサであって、
Ｎ（≧３）個の発光部を１方向に等間隔に配列一体化してなり、上記各発光部から検出光を放射する照明系と、
Ｎ個の受光部を上記発光部の配列ピッチと同ピッチで１方向に配列一体化してなる受光系と、
同一形状で同一の正のパワーを持つＮ個の照射用マイクロレンズを、上記Ｎ個の発光部と同一ピッチで１方向にアレイ配列し一体化してなる照射用マイクロレンズアレイと、
同一形状で同一の正のパワーを持つＮ個の受光用マイクロレンズを、上記Ｎ個の受光部と同一ピッチで１方向にアレイ配列し一体化してなる受光用マイクロレンズアレイと、を有し、
上記照明系の発光部の配列方向、上記受光系の受光部の配列方向、照射用マイクロレンズアレイのマイクロレンズ配列方向、受光用マイクロレンズアレイのマイクロレンズ配列方向が互いに平行で、上記副方向に対して直交もしくは所定の角をなし、
上記発光部から放射された光束が、照射用マイクロレンズを介して支持部材に検出用光として照射され、上記支持部材による反射光が受光用マイクロレンズを介して受光部に入射するように、上記照明系、受光系、照射用マイクロレンズアレイ、受光用マイクロレンズアレイの位置関係が定められ、
上記照射用マイクロレンズアレイと受光用マイクロレンズアレイは同一の光学材料により形成され、照射用マイクロレンズ、受光用マイクロレンズ共に平凸形状であり、
上記各照射用マイクロレンズの光軸は、対応する発光部の中心を通り該発光部に垂直な発光部軸に平行で、この発光部軸に対して上記受光系側へ所定距離ずれ、
上記各受光用マイクロレンズの光軸は、対応する受光部の中心を通り該受光部に垂直な受光部軸に対して平行で、上記受光部軸に対して、上記照明系に近づく側にずれており、
上記照射用マイクロレンズと受光用マイクロレンズとは、レンズ面積、レンズ面曲率半径、レンズ肉厚が、何れも互いに異なり、受光用マイクロレンズのレンズ面積が照射用マイクロレンズのレンズ面積より大きく、
上記受光用マイクロレンズのレンズ面曲率半径が、照射用マイクロレンズのレンズ面曲率半径よりも小さく、受光用マイクロレンズのレンズ肉厚が、照射用マイクロレンズのレンズ肉厚よりも大きいことを特徴とする反射型光学センサ。
【請求項２】
所定の副方向へ移動する支持部材の表面に形成されたトナーパターンのトナー濃度もしくは位置、または上記トナーパターンのトナー濃度および位置を検出するために用いられる反射型光学センサであって、
Ｎ（≧３）個の発光部を１方向に等間隔に配列一体化してなり、上記各発光部から検出光を放射する照明系と、
Ｎ個の受光部を上記発光部の配列ピッチと同ピッチで１方向に配列一体化してなる受光系と、  
同一形状で同一の正のパワーを持つＮ個の照射用マイクロレンズを、上記Ｎ個の発光部と同一ピッチで１方向にアレイ配列し一体化してなる照射用マイクロレンズアレイと、
同一形状で同一の正のパワーを持つＮ個の受光用マイクロレンズを、上記Ｎ個の受光部と同一ピッチで１方向にアレイ配列し一体化してなる受光用マイクロレンズアレイと、を有し、
上記照明系の発光部の配列方向、上記受光系の受光部の配列方向、照射用マイクロレンズアレイのマイクロレンズ配列方向、受光用マイクロレンズアレイのマイクロレンズ配列方向が互いに平行で、上記副方向に対して直交もしくは所定の角をなし、
上記発光部から放射された光束が、照射用マイクロレンズを介して支持部材に検出用光として照射され、上記支持部材による反射光が受光用マイクロレンズを介して受光部に入射するように、上記照明系、受光系、照射用マイクロレンズアレイ、受光用マイクロレンズアレイの位置関係が定められ、
上記照射用マイクロレンズアレイと受光用マイクロレンズアレイは同一の光学材料により形成され、照射用マイクロレンズ、受光用マイクロレンズ共に平凸形状であり、
上記各照射用マイクロレンズの光軸は、対応する発光部の中心を通り該発光部に垂直な発光部軸に平行で、この発光部軸に対して上記受光系側へ所定距離ずれ、
上記各受光用マイクロレンズの光軸は、対応する受光部の中心を通り該受光部に垂直な受光部軸に対して平行で、上記受光部軸に対して、上記照明系から遠ざかる側にずれており、
上記照射用マイクロレンズと受光用マイクロレンズとは、レンズ面積、レンズ面曲率半径、レンズ肉厚が、何れも互いに異なり、受光用マイクロレンズのレンズ面積が照射用マイクロレンズのレンズ面積より大きく、
上記受光用マイクロレンズのレンズ面曲率半径およびレンズ肉厚が何れも、照射用マイクロレンズのレンズ面曲率半径、レンズ肉厚よりも大きいことを特徴とする反射型光学センサ。
【請求項３】
所定の副方向へ移動する支持部材の表面に形成されたトナーパターンのトナー濃度もしくは位置、または上記トナーパターンのトナー濃度および位置を検出するために用いられる反射型光学センサであって、
Ｎ（≧３）個の発光部を１方向に等間隔に配列一体化してなり、上記各発光部から検出光を放射する照明系と、
Ｎ個の受光部を上記発光部の配列ピッチと同ピッチで１方向に配列一体化してなる受光系と、
同一形状で同一の正のパワーを持つＮ個の照射用マイクロレンズを、上記Ｎ個の発光部と同一ピッチで１方向にアレイ配列し一体化してなる照射用マイクロレンズアレイと、
同一形状で同一の正のパワーを持つＮ個の受光用マイクロレンズを、上記Ｎ個の受光部と同一ピッチで１方向にアレイ配列し一体化してなる受光用マイクロレンズアレイと、を有し、
上記照明系の発光部の配列方向、上記受光系の受光部の配列方向、照射用マイクロレンズアレイのマイクロレンズ配列方向、受光用マイクロレンズアレイのマイクロレンズ配列方向が互いに平行で、上記副方向に対して直交もしくは所定の角をなし、
上記発光部から放射された光束が、照射用マイクロレンズを介して支持部材に検出用光として照射され、上記支持部材による反射光が受光用マイクロレンズを介して受光部に入射するように、上記照明系、受光系、照射用マイクロレンズアレイ、受光用マイクロレンズアレイの位置関係が定められ、
上記照射用マイクロレンズアレイと受光用マイクロレンズアレイは同一の光学材料により形成され、照射用マイクロレンズ、受光用マイクロレンズ共に平凸形状であり、
上記各照射用マイクロレンズの光軸は、対応する発光部の中心を通り該発光部に垂直な発光部軸に平行で、この発光部軸に対して上記受光系側へ所定距離ずれ、
上記各受光用マイクロレンズの光軸は、対応する受光部の中心を通り該受光部に垂直な受光部軸に対して平行で、上記受光部軸に対して、上記照明系に近づく側もしくは遠ざかる側にずれており、
上記照射用マイクロレンズと受光用マイクロレンズとは、レンズ面積、レンズ面曲率半径、レンズ肉厚が、何れも互いに異なり、受光用マイクロレンズのレンズ面積が照射用マイクロレンズのレンズ面積より大きく、
上記支持部材表面が検出用光で照射されたときの各受光部の受光量である第１の基準受光量と、上記支持部材上のトナーパターンが上記検出用光で照射されたときの各受光部の受光量である第２の基準受光量とを参照し、上記第２の基準受光量を、拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離する処理手段を備え、
該処理手段により、上記拡散反射光による受光量：Ｄ（拡）を正反射光による受光量：Ｄ（正）で除した値：Ｄ（拡）／Ｄ（正）を求める演算を行うことを特徴とする反射型光学センサ。
【請求項４】
請求項３記載の反射型光学センサにおいて、
受光用マイクロレンズのレンズ面曲率半径が、照射用マイクロレンズのレンズ面曲率半径よりも小さく、受光用マイクロレンズのレンズ肉厚が、照射用マイクロレンズのレンズ肉厚よりも大きく、各受光用マイクロレンズの光軸が、受光部軸に対して、照明系に近づく側へずれていることを特徴とする反射型光学センサ。
【請求項５】
請求項３記載の反射型光学センサにおいて、
受光用マイクロレンズのレンズ面曲率半径およびレンズ肉厚が何れも、照射用マイクロレンズのレンズ面曲率半径、レンズ肉厚よりも大きく、
各受光用マイクロレンズの光軸が、受光部軸に対して、照明系から遠ざかる側へずれていることを特徴とする反射型光学センサ。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の反射型光学センサにおいて、  
照射用マイクロレンズアレイと受光用マイクロレンズアレイの少なくとも一方は、表面側と裏面側の少なくとも一方の所定の領域に、遮光膜が形成されていることを特徴とする反射型光学センサ。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の反射型光学センサにおいて、
照射用マイクロレンズアレイと受光用マイクロレンズアレイが、一体として形成されていることを特徴とする反射型光学センサ。
【請求項８】
請求項７記載の反射型光学センサにおいて、
照射用マイクロレンズアレイにおける所定の側からｉ（１≦i≦Ｎ）番目の照射用マイクロレンズと、受光用マイクロレンズアレイにおける上記所定の側からｉ（１≦i≦Ｎ）番目の受光用マイクロレンズとが、副方向において相互に接して長円状もしくは長方形形状の複合レンズ面をなし、
この複合レンズ面が、複合レンズ面の幅方向に、発光部の配列ピッチと同一ピッチで接触しあっていることを特徴とする反射型光学センサ。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか１項に記載の反射型光学センサにおいて、
Ｎ個の発光部が、配列方向にｍ組に分割され、各組は略等数の発光部を有し、各組の発光部を、配列順に同期して点滅させる照射制御装置を有することを特徴とする反射型光学センサ。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか１項に記載の反射型光学センサにおいて、
発光部、受光部、照射用マイクロレンズ、受光用マイクロレンズの個数：Ｎが、
７≦Ｎ≦３１
の範囲内の奇数であることを特徴とする反射型光学センサ。
【請求項１１】
潜像担持体と、
この静電潜像に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
上記静電潜像を現像してトナー画像として可視化する現像装置と、
上記トナー画像を転写ベルトによりシート状記録媒体に転写する転写装置と、
上記潜像担持体または転写ベルトを支持部材として形成されたトナーパターンのトナー濃度もしくは位置、または上記トナーパターンのトナー濃度および位置を検出するために用いられる反射型光学センサと、を有し、
上記静電潜像形成手段は、潜像担持体を均一帯電させる帯電手段と、均一帯電された潜像担持体に光走査を行ない、画像情報に応じた静電潜像を形成する光走査装置とを有し、
上記反射型光学センサとして、請求項１〜１０の何れか１項に記載の反射型光学センサを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の画像形成装置において、
複数の潜像担持体に異なる色のトナー画像を形成し、これら複数のトナー画像を重ね合わせて多色画像を形成するタンデム方式の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、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】
トナーによって画像を形成する画像形成装置としては、複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ装置、マルチファンクションプリンタ（ＭＦＰ）等が広く知られている。  
このような画像形成装置では、一般に、潜像担持体である「感光性を有するドラム」の表面に静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーにより可視化する現像を行って「トナー画像」を得ている。
【０００３】
トナー画像を得るための現像方式には、トナーとキャリアを含む２成分系の現像剤を用いる２成分現像方式や、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。
【０００４】
現像方式の如何に拘わらず、良好なトナー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。静電潜像に十分な量のトナーが供給されないと、画像形成装置から出力される画像（出力画像）は「濃度の不十分な画像」となってしまう。一方、静電潜像に供給されるトナー量が過剰であると、出力画像における濃度分布が「高濃度側」に偏り、見づらい画像となってしまう。  
静電潜像の現像に供されるトナー量の適否を見るために、静電潜像を形成する潜像担持体や「潜像担持体上のトナー画像を転写紙等のシート状記録媒体に転写する転写ベルト」に、トナー濃度検出用のパターン（トナーパターン）を形成し、このトナーパターンに検出用光を照射し、反射光の光量変化により、トナー濃度の適否を判定することが広く行なわれている（特許文献１〜５等）。
【０００５】
上記「トナー濃度」は、トナー画像としてのトナーパターンの「画像濃度」である。  
トナーパターンは、潜像担持体の帯電電位や、露光量、現像バイアス等の作像条件を基準化した「基準作像条件」で形成され、検出光により照射されたときの反射光の強度はトナー濃度に対応的に変化するので、反射光の光量を検出することにより、基準作像条件下でのトナー濃度の高低を知ることができる。  
トナー濃度が高い（低い）ことは、静電潜像に供給されるトナー量が多い（少ない）ことを意味するので、検出されるトナー濃度に応じて「現像部へのトナー補給を制御」したり、作像条件を調整したりして適正なトナー画像を得ることが可能である。
【０００６】
出願人は先に、トナーパターンのトナー濃度を検出する新規な「反射型光学センサ」を提案した（特許文献６）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、トナーパターンのトナー濃度や位置を「より高精度」に検出できる反射型光学センサの実現を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の「反射型光学センサ」は、所定の副方向へ移動する支持部材の表面に形成されたトナーパターンの「トナー濃度もしくは位置」、またはトナーパターンの「トナー濃度および位置」を検出するために用いられる反射型光学センサである。    
「支持部材」は、トナーパターンを形成される部材であり、具体的には潜像担持体、あるいは転写ベルトである。  
「潜像担持体」は光導電性の感光体（ドラム状あるいはベルト状である。）であって、その表面の帯電と露光とにより静電潜像を形成される。  
「転写ベルト」は、潜像担持体に形成された静電潜像をトナーにより可視像化したトナー画像を、転写紙等の「シート状記録媒体」に転写するベルトであり、シート状記録媒体を搬送しつつ潜像担持体上のトナー画像を直接にシート状記録媒体に転写させる「直接転写ベルト」であることもできるし、潜像担持体上のトナー画像を転写され、転写されたトナー画像をシート状記録媒体に再転写する「中間転写ベルト」であることもできる。
【０００９】
潜像担持体の静電潜像形成面の移動する方向、あるいは転写ベルトのベルト面が移動する方向が「副方向」である。潜像担持体に対して光走査を行なう露光方式では、光走査の主走査方向に直交する副走査方向が上記「副方向」に相当する。
【００１０】
「トナーパターン」は、支持部材に先ず、静電潜像パターンとして形成され、ついで現像によりトナー画像化されてトナーパターンとなる。反射型光学センサによる検出は、トナーパターンが潜像担持体に形成された状態、もしくは転写ベルト上に転写された状態で行なわれる。
【００１１】
この発明の反射型光学センサは、照明系と、受光系と、照射用マイクロレンズアレイと、受光用マイクロレンズアレイとを有する。
【００１２】
「照明系」は、Ｎ（≧３）個の発光部を１方向に等間隔に配列一体化してなり、上記各発光部から検出光を放射する。発光部としてはＬＥＤを好適に用いることができ、従って、照明系として「ＬＥＤアレイ」を好適に用いることができる。
【００１３】
「受光系」は、Ｎ個の受光部を、発光部の配列ピッチと同ピッチで、１方向に配列一体化してなる。受光部としては「フォトダイオードもしくはフォトトランジスタ」を好適に用いることができ、従って、受光系として「フォトダイオードアレイやフォトトランジスタアレイ」を好適に用いることができる。
【００１４】
「照射用マイクロレンズアレイ」は、同一形状で「同一の正のパワー」を持つＮ個の照射用マイクロレンズを、Ｎ個の発光部と同一ピッチで１方向にアレイ配列し一体化してなる。  
「受光用マイクロレンズアレイ」は、同一形状で「同一の正のパワー」を持つＮ個の受光用マイクロレンズを、Ｎ個の受光部と同一ピッチで１方向にアレイ配列し一体化してなる。
【００１５】
照明系の発光部の配列方向（上記１方向）、受光系の受光部の配列方向、照射用マイクロレンズアレイのマイクロレンズ配列方向、受光用マイクロレンズアレイのマイクロレンズ配列方向は互いに平行で、上記副方向に対して直交もしくは所定の角をなす。
【００１６】
発光部から放射された光束が、照射用マイクロレンズを介して支持部材に検出用光として照射され、支持部材による反射光が受光用マイクロレンズを介して受光部に入射するように、照明系、受光系、照射用マイクロレンズアレイ、受光用マイクロレンズアレイの位置関係が定められている。
【００１７】
照射用マイクロレンズアレイと受光用マイクロレンズアレイは同一の光学材料により形成され、照射用マイクロレンズ、受光用マイクロレンズ共に「平凸形状」である。  
発光部・受光部、照射用マイクロレンズ・受光用マイクロレンズの配列ピッチは、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の範囲が好適である。
【００１８】
各照射用マイクロレンズの光軸は、対応する発光部の中心を通り、該発光部（の表面）に垂直な発光部軸に平行で、この発光部軸に対して「受光系側へ所定距離」ずらされている。  
各受光用マイクロレンズの光軸は、対応する受光部の中心を通り、該受光部（の表面）に垂直な受光部軸に対して平行で、上記受光部軸に対して、上記照明系に「近づく側もしくは遠ざかる側」にずらされている。
【００１９】
照射用マイクロレンズと受光用マイクロレンズとは、レンズ面積、レンズ面曲率半径、レンズ肉厚が、何れも、互いに異なり、受光用マイクロレンズのレンズ面積が照射用マイクロレンズのレンズ面積より大きい。
【００２０】
なお「レンズ面曲率半径」は、照射用マイクロレンズ・受光用マイクロレンズにおいて「凸レンズ面のレンズ面曲率半径」である。  
以上の構成を反射型光学センサの基本構成とする。
【００２１】
請求項１記載の反射型光学センサは、上記「基本構成」において、受光用マイクロレンズのレンズ面曲率半径が、照射用マイクロレンズのレンズ面曲率半径よりも小さく、受光用マイクロレンズのレンズ肉厚が、照射用マイクロレンズのレンズ肉厚よりも大きく、各受光用マイクロレンズの光軸が受光部軸に対して「照明系に近づく側」へずれている点を特徴とする。
【００２２】
請求項２記載の反射型光学センサは、上記「基本構成」において、受光用マイクロレンズの「レンズ面曲率半径およびレンズ肉厚」が何れも、照射用マイクロレンズのレンズ面曲率半径、レンズ肉厚よりも大きく、各受光用マイクロレンズの光軸が、受光部軸に対して「照明系から遠ざかる側」へずれている点を特徴とする。
【００２３】
請求項３記載の反射型光学センサは、上記「基本構成」において、「支持部材表面が検出用光で照射されたときの各受光部の受光量」である第１の基準受光量と、「支持部材上のトナーパターンが検出用光で照射されたときの各受光部の受光量」である第２の基準受光量とを参照し、第２の基準受光量を「拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離」する「処理手段」を備え、該「処理手段」において、拡散反射光による受光量：Ｄ（拡）を正反射光による受光量：Ｄ（正）で除した値：Ｄ（拡）／Ｄ（正）を求める演算を行うことを特徴とする。
請求項３記載の反射型光学センサは、受光用マイクロレンズのレンズ面曲率半径が、照射用マイクロレンズのレンズ面曲率半径よりも小さく、受光用マイクロレンズのレンズ肉厚が、照射用マイクロレンズのレンズ肉厚よりも大きく、各受光用マイクロレンズの光軸が、受光部軸に対して、照明系に近づく側へずれていることができる（請求項４）。
請求項３記載の反射型光学センサはまた、受光用マイクロレンズのレンズ面曲率半径およびレンズ肉厚が何れも、照射用マイクロレンズのレンズ面曲率半径、レンズ肉厚よりも大きく、各受光用マイクロレンズの光軸が、受光部軸に対して、照明系から遠ざかる側へずれていることができる（請求項５）。  
請求項１〜５の何れか１項に記載の反射型光学センサは、照射用マイクロレンズアレイと受光用マイクロレンズアレイの少なくとも一方は、表面側と裏面側の少なくとも一方の所定の領域に、遮光膜が形成されていることが好ましい（請求項６）。
【００２４】
請求項１〜６の何れか１項に記載の反射型光学センサでは、照射用マイクロレンズアレイと受光用マイクロレンズアレイが「一体として形成されている」ことが好ましい（請求項７）。  
この場合、照射用マイクロレンズアレイにおける所定の側からｉ（１≦i≦Ｎ）番目の照射用マイクロレンズと、受光用マイクロレンズアレイにおける上記所定の側からｉ（１≦i≦Ｎ）番目の受光用マイクロレンズとが「副方向において相互に接して長円状もしくは長方形形状の複合レンズ面」をなし、この複合レンズ面が、複合レンズ面の幅方向に、「発光部の配列ピッチと同一ピッチ」で接触しあっている構造であることができる（請求項８）。
この場合複合レンズ面の「長円状もしくは長方形形状の」の長手方向は、照射用マイクロレンズとこれに対応する受光用マイクロレンズの配列方向、即ち「副方向」である。
【００２５】
上述の如く、請求項３〜５に記載の反射型光学センサは何れも、「支持部材表面が検出用光で照射されたときの各受光部の受光量」である第１の基準受光量と、「支持部材上のトナーパターンが検出用光で照射されたときの各受光部の受光量」である第２の基準受光量とを参照し、第２の基準受光量を「拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離」する「処理手段」を備えている。
【００２６】
そして、「処理手段」において、拡散反射光による受光量：Ｄ（拡）を正反射光による受光量：Ｄ（正）で除した値：Ｄ（拡）／Ｄ（正）を求める演算を行う。
【００２７】
請求項１〜８の何れか１項に記載の反射型光学センサは、Ｎ個の発光部が、配列方向にｍ組に分割され、各組は略等数の発光部を有し、各組の発光部を、配列順に同期して点滅させる「照射制御装置」を有することができる（請求項９）。
【００２８】
請求項１〜９の何れか１項に記載の反射型光学センサは、発光部、受光部、照射用マイクロレンズ、受光用マイクロレンズの個数：Ｎが、  
７≦Ｎ≦３１  
の範囲内の奇数であることが好ましい（請求項１０）。  
Ｎの値を「奇数」とするのは、配列数：Ｎに「中央」があるので、この中央の位置を占める発光部等を、トナーパターンの「主方向の中央」に対応させ得るからである。
【００２９】
この発明の画像形成装置は、潜像担持体と、静電潜像形成手段と、現像装置と、転写装置とを有するものであって、静電潜像形成手段が帯電手段と光走査装置を有し、上記請求項１〜１０の何れか１項に記載の反射型光学センサを有する（請求項１１）。
【００３０】
「潜像担持体」は、ドラム状もしくはベルト状に形成された光導電性の感光体である。
【００３１】
「静電潜像形成手段」は、潜像担持体に帯電と露光とを行なって静電潜像を形成する。
【００３２】
「現像装置」は、静電潜像を現像してトナー画像として可視化する。  
「転写装置」は、トナー画像を転写ベルトによりシート状記録媒体に転写する。転写ベルトは、前述の直接転写ベルトであることも、中間転写ベルトであることもできる。
【００３３】
「静電潜像形成手段」は、潜像担持体の周面を均一帯電させる「帯電手段」と、潜像担持体に帯電と光走査を行なって、画像情報に応じた静電潜像を形成する「光走査装置」とを有する。  
「反射型光学センサ」は、潜像担持体または転写ベルトを支持部材として形成されたトナーパターンの「トナー濃度もしくは位置」、または、トナーパターンの「トナー濃度および位置」を検出するために用いられる。
【００３４】
請求項１１記載の画像形成装置は、複数の潜像担持体に異なる色のトナー画像を形成し、これら複数のトナー画像を重ね合わせて多色画像（「２色画像」や「フルカラー画像」を含む。）を形成するタンデム方式の画像形成装置であることができる（請求項１２）。
【発明の効果】
【００３５】
以上のように、この発明によれば、新規な反射型光学センナおよび画像形成装置を実現できる。この発明の反射型光学センサは、照明系、受光系、照射用マイクロレンズアレイ、受光用マイクロレンズアレイの位置関係が上記の如く適正化され、かつ、照射用マイクロレンズと受光用マイクロレンズとの光学特性が好適化されることにより、受光部の受光する光量を有効に増大させて、トナーパターンのトナー濃度や位置を「より精度良く」検出することができる。
【００３６】
従って、この発明の反射型光学センサを用いる画像形成装置は、トナー画像の濃度制御や、カラートナー画像相互の重ね合わせ精度をより高性能に行なうことができ、良好な画像形成を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】画像形成装置としてのカラープリンタを説明するための図である。
【図２】光走査装置を説明するための図である。
【図３】光走査装置を説明するための図である。
【図４】光走査装置を説明するための図である。
【図５】光走査装置を説明するための図である。
【図６】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図７】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図８】位置検出用のトナーパターンを説明するための図である。
【図９】濃度検出用のトナーパターンを説明するための図である。
【図１０】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１１】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１２】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１３】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１４】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１５（ａ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１５（ｂ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１５（ｃ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１５（ｄ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１５（ｅ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１５（ｆ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１６（ａ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１６（ｂ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１６（ｃ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１６（ｄ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１６（ｅ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１７（ａ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１７（ｂ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１７（ｃ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１７（ｄ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１７（ｅ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１７（ｆ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１７（ｇ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１７（ｈ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１８（ａ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１８（ｂ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１８（ｃ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１８（ｄ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１８（ｅ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１８（ｆ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１８（ｇ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１８（ｈ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１９（ａ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１９（ｂ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１９（ｃ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１９（ｄ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１９（ｅ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１９（ｆ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１９（ｇ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１９（ｈ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図１９（ｉ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図２０（ａ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図２０（ｂ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図２０（ｃ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図２０（ｄ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図２０（ｅ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図２０（ｆ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図２１（ａ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図２１（ｂ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図２１（ｃ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図２１（ｄ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図２１（ｅ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図２１（ｆ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図２１（ｇ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図２１（ｈ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図２１（ｉ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図２２（ａ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図２２（ｂ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図２２（ｃ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【図２２（ｄ）】反射型光学センサによるトナーパターン検出を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、実施の形態を説明する。
【００３９】
図１は、画像形成装置の実施の１形態としてカラープリンタの概略構成を示している。
【００４０】
カラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）のトナー画像を重ね合わせてフルカラー画像を形成する「タンデム方式の多色カラープリンタ」である。
【００４１】
カラープリンタ２０００は、光走査装置２０１０、４つの感光体ドラム２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ、４つのクリーニングユニット２０３１ａ、２０３１ｂ、２０３１ｃ、２０３１ｄ、４つの帯電装置２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ、４つの現像ローラ２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ、４つのトナーカートリッジ２０３４ａ、２０３４ｂ、２０３４ｃ、２０３４ｄ、転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着ローラ２０５０、給紙コロ２０５４、レジストローラ対２０５６、排紙ローラ２０５８、給紙トレイ２０６０、排紙トレイ２０７０、通信制御装置２０８０、反射型光学センサ２２４５及び、上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置２０９０などを備えている。
【００４２】
以下において、図１に示すように「ＸＹＺの３次元直交座標系」を想定し、各感光体ドラムの長手方向に沿った方向をＹ軸方向（図１の図面に直交する方向）、４つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をＸ軸方向として説明する。
【００４３】
通信制御装置２０８０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。
【００４４】
「潜像担持体」である感光体ドラム２０３０ａ〜２０３０ｄはいずれも、感光層として形成された表面が、光走査装置２０１０による光走査の「被走査面」となっている。感光体ドラム２０３０ａ〜２０３０ｄは、図示されない回転機構により、図１の面内で矢印方向（時計回り）に回転する。
【００４５】
感光体ドラム２０３０ａの回転方向に沿って、帯電装置２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、クリーニングユニット２０３１ａが、感光体ドラム２０３０ａを囲繞するように配置されている。
【００４６】
感光体ドラム２０３０ａ、帯電装置２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、トナーカートリッジ２０３４ａ、及びクリーニングユニット２０３１ａは、ブラック画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｋステーション」ともいう）を構成する。
【００４７】
感光体ドラム２０３０ｂの回転方向に沿って、感光体ドラム２０３０ｂを囲繞するように配置された、帯電装置２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、クリーニングユニット２０３１ｂは、シアン画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｃステーション」ともいう）を構成する。
【００４８】
感光体ドラム２０３０ｃの回転方向に沿って、感光体ドラム２０３０ｃを囲繞するように配置された、帯電装置２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、クリーニングユニット２０３１ｃは、マゼンタ画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｍステーション」ともいう）を構成する。
【００４９】
感光体ドラム２０３０ｄの回転方向に沿って、感光体ドラム２０３０ｄを囲繞するように配置された、帯電装置２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、クリーニングユニット２０３１ｄは、イエロー画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｙステーション」ともいう）を構成する。
【００５０】
上記帯電装置２０３２ａ等は「帯電手段」を構成し、光走査装置２０１０とともに「静電潜像形成手段」を構成する。
【００５１】
帯電装置２０３２ａ〜２０３２ｄは、対応する感光体ドラム２０３０ａ〜２０３０ｄの表面をそれぞれ均一に帯電させる。
【００５２】
光走査装置２０１０は、前記「上位装置」からの多色の画像情報（ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報）に基づき、各色画像情報毎に変調された光束により、対応する感光体ドラムの表面を、Ｙ方向に光走査する。  
これにより、各感光体ドラム表面の、光照射された部分で電位が減衰し、画像情報に対応した静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの側に移動する。  
光走査装置２０１０の構成については後述する。
【００５３】
トナーカートリッジ２０３４ａにはブラックトナーが格納され、ブラックトナーは現像ローラ２０３３ａに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｂにはシアントナーが格納され、シアントナーは現像ローラ２０３３ｂに供給される。  
トナーカートリッジ２０３４ｃにはマゼンタトナーが格納され、マゼンタトナーは現像ローラ２０３３ｃに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｄにはイエロートナーが格納され、イエロートナーは現像ローラ２０３３ｄに供給される。
【００５４】
前記各現像ローラ２０３３ａ〜２０３３ｄは回転し、それぞれ対応するトナーカートリッジからの各色トナーが、その表面に薄く均一に塗布される。  
各現像ローラの表面の塗布されたトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、表面の「電位減衰した部分」に付着して静電潜像をトナー画像として可視化する。  
感光体ドラムごとに形成された「互いに色の異なるトナー画像」は、感光体ドラムの回転に伴って移動する。
【００５５】
転写ベルト２０４０は「中間転写ベルト」であり、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナー画像は、感光体ドラム２０３０ａ〜２０３０ｄから所定のタイミングで転写ベルト２０４０上に順次転写され、互いに重ね合わされてカラー画像を形成する。  
この実施の形態においては、中間転写ベルトである転写ベルト２０４０が「トナーパターンを形成される支持部材」であり、転写ベルト２０４０上でトナー画像の移動する方向が「副方向」であり、副方向に直交する方向（Ｙ軸方向）を「主方向」と呼ぶ。
【００５６】
給紙トレイ２０６０に格納された「シート状記録媒体」としての記録紙は、給紙コロ２０５４により給紙トレイ２０６０から１枚ずつ給紙され、レジストローラ対２０５６に向けて搬送される。  
レジストローラ対２０５６は、給紙トレイ２０６０から給紙された記録紙を挟持し、所定のタイミングで「転写ベルト２０４０と転写ローラ２０４２の間」に向けて送りこむ。転写ローラ２０４２は、記録紙表面にカラー画像を転写する。  
カラー画像を転写された記録紙は、定着ローラ２０５０から加えられる熱と圧力によりカラー画像を定着される。カラー画像を定着された記録紙は、排紙ローラ２０５８を介して排紙トレイ２０７０上に排紙されて順次スタックされる。
【００５７】
感光体ドラム２０３０ａ〜２０３０ｄの表面の「転写残りの残留トナー」が、各感光体ドラムに対応するクリーニングユニット２０３１ａ〜２０３１ｄにより除去されると、各感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電装置に対向する位置に戻る。
【００５８】
反射型光学センサを用いる光学センサ装置２２４５は、転写ベルト２０４０の「−Ｘ」側（図１で左側）に配置されている。光学センサ装置２２４５については後述する。
【００５９】
次に、光走査装置２０１０の構成について説明する。
【００６０】
光走査装置の実施の１形態としての光走査装置２０１０は、図２〜図５に示すように、４つの光源２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ、４つのカップリングレンズ２２０１ａ、２２０１ｂ、２２０１ｃ、２２０１ｄ、４つの開口板２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄ、４つのシリンドリカルレンズ２２０４ａ、２２０４ｂ、２２０４ｃ、２２０４ｄ、ポリゴンミラー２１０４、４つのｆθレンズ２１０５ａ、２１０５ｂ、２１０５ｃ、２１０５ｄ、８つの折返しミラー２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ａ、２１０８ｂ、２１０８ｃ、２１０８ｄ、４つのトロイダルレンズ２１０７ａ、２１０７ｂ、２１０７ｃ、２１０７ｄ、４つの光検知センサ２２０５ａ、２２０５ｂ、２２０５ｃ、２２０５ｄ、４つの光検知用ミラー２２０７ａ、２２０７ｂ、２２０７ｃ、２２０７ｄ、図示されない走査制御装置などを備えている。  
これらは、図５に示すように、光学ハウジング２３００（図２〜図４では図示していない。）の所定位置に組み付けられている。
【００６１】
以下、便宜上、光走査の主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と言う。
【００６２】
カップリングレンズ２２０１ａ及びカップリングレンズ２２０１ｂの、光軸に沿った方向を「ｗ１方向」、光源２２００ａ及び光源２２００ｂからポリゴンミラー２１０４に至る光路上での主走査対応方向を「ｍ１方向」とする。
【００６３】
カップリングレンズ２２０１ｃ及びカップリングレンズ２２０１ｄの、光軸に沿った方向を「ｗ２方向」、光源２２００ｃ及び光源２２００ｄからポリゴンミラー２１０４に至る光路上での主走査対応方向を「ｍ２方向」とする。なお、光源２２００ａ及び光源２２００ｂからポリゴンミラー２１０４に至る光路上での副走査対応方向、光源２２００ｃ及び光源２２００ｄからポリゴンミラー２１０４に至る光路上での副走査対応方向は、いずれもＺ軸方向と同方向である。
【００６４】
光源２２００ｂと光源２２００ｃは、Ｘ軸方向に関して離れた位置に配置され、光源２２００ａは光源２２００ｂの「−Ｚ」側に配置されている（図３参照）。また、光源２２００ｄは光源２２００ｃの「−Ｚ」側に配置されている（図４参照）。
【００６５】
カップリングレンズ２２０１ａは、光源２２００ａから射出した光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。カップリングレンズ２２０１ｂは、光源２２００ｂから射出した光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。
【００６６】
カップリングレンズ２２０１ｃは、光源２２００ｃから射出した光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。カップリングレンズ２２０１ｄは、光源２２００ｄから射出した光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。
【００６７】
開口板２２０２ａは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ａを介した光束を整形する。開口板２２０２ｂは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｂを介した光束を整形する。
【００６８】
開口板２２０２ｃは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｃを介した光束を整形する。開口板２２０２ｄは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｄを介した光束を整形する。
【００６９】
シリンドリカルレンズ２２０４ａは、開口板２２０２ａの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍に「副走査対応方向」に関して結像する。シリンドリカルレンズ２２０４ｂは、開口板２２０２ｂの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍に「副走査対応方向」に関して結像する。
【００７０】
シリンドリカルレンズ２２０４ｃは、開口板２２０２ｃの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍に「副走査対応方向」に関して結像する。シリンドリカルレンズ２２０４ｄは、開口板２２０２ｄの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍に「副走査対応方向」に関して結像する。
【００７１】
ポリゴンミラー２１０４は、偏向反射面を４面持つ４面鏡を２段構造として有し、１段目（下段）の４面鏡ではシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束をそれぞれ偏向し、２段目（上段）の４面鏡ではシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束をそれぞれ偏向するように配置されている。なお、１段目の４面鏡及び２段目の４面鏡は、互いに位相が４５°ずれて回転し、書き込み走査は１段目と２段目とで交互に行われる。
【００７２】
シリンドリカルレンズ２２０４ａ、２２０４ｂからの光束はポリゴンミラー２１０４の「−Ｘ」側において偏向され、シリンドリカルレンズ２２０４ｃ、２２０４ｄからの光束はポリゴンミラー２１０４の「＋Ｘ」側において偏向される。
【００７３】
ｆθレンズ２１０５ａ〜２１０５ｄはそれぞれ、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って、対応する感光体ドラム２０３０ａ〜２０３０ｄの表面（被走査面）上で光スポットが主走査方向に等速で移動するような光学特性を有する非円弧面形状を有している。
【００７４】
ｆθレンズ２１０５ａ、２１０５ｂはポリゴンミラー２１０４の「−Ｘ」側に配置され、ｆθレンズ２１０５ｃ、２１０５ｄはポリゴンミラー２１０４の「＋Ｘ」側に配置されている。
【００７５】
図５に示すように、ｆθレンズ２１０５ａとｆθレンズ２１０５ｂとはＺ軸方向に積層され、ｆθレンズ２１０５ａは１段目の４面鏡に、ｆθレンズ２１０５ｂは２段目の４面鏡にそれぞれ対向している。ｆθレンズ２１０５ｃとｆθレンズ２１０５ｄもＺ軸方向に積層され、ｆθレンズ２１０５ｃは２段目の４面鏡に、ｆθレンズ２１０５ｄは１段目の４面鏡にそれぞれ対向している。
【００７６】
ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束は、ｆθレンズ２１０５ａ、折返しミラー２１０６ａ、トロイダルレンズ２１０７ａ、及び折返しミラー２１０８ａを介して、感光体ドラム２０３０ａに照射され、光スポットを形成する。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ａの長手方向（Ｙ方向）に移動して感光体ドラム２０３０ａ上を光走査する。  
このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ａでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ａの回転方向が、感光体ドラム２０３０ａでの「副走査方向」である。
【００７７】
ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束は、ｆθレンズ２１０５ｂ、折返しミラー２１０６ｂ、トロイダルレンズ２１０７ｂ、及び折返しミラー２１０８ｂを介して、感光体ドラム２０３０ｂに照射され、光スポットを形成する。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｂの長手方向に移動して感光体ドラム２０３０ｂ上を光走査する。  
このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｂでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｂの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｂでの「副走査方向」である。
【００７８】
ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束は、ｆθレンズ２１０５ｃ、折り返しミラー２１０６ｃ、トロイダルレンズ２１０７ｃ、及び折返しミラー２１０８ｃを介して、感光体ドラム２０３０ｃに照射され、光スポットを形成する。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｃの長手方向に移動して感光体ドラム２０３０ｃ上を光走査する。  
このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｃでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｃの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｃでの「副走査方向」である。
【００７９】
また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束は、ｆθレンズ２１０５ｄ、折り返しミラー２１０６ｄ、トロイダルレンズ２１０７ｄ、及び折り返しミラー２１０８ｄを介して、感光体ドラム２０３０ｄに照射され、光スポットを形成する。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｄの長手方向に移動して感光体ドラム２０３０ｄ上を光走査する。  
このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｄでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｄの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｄでの「副走査方向」である。
【００８０】
個々の感光体ドラムにおいて画像情報が書き込まれる主走査方向の走査領域は「有効走査領域」あるいは「画像形成領域」と呼ばれているが、この明細書においては「有効画像領域」とも呼ぶ。
【００８１】
上記各折り返しミラーは、ポリゴンミラー２１０４から各感光体ドラムに至る各光路長が互いに一致し、感光体ドラムにおける光束の入射位置及び入射角が「感光体相互で等しく」なるように、それぞれ配置されている。
【００８２】
また「ｆθレンズとそれに対応するトロイダルレンズ」とにより、ポリゴンミラーの偏向点とそれに対応する感光体ドラム表面とを「副走査対応方向に共役関係」とする面倒れ補正光学系が構成されている。
【００８３】
ポリゴンミラー２１０４と各感光体ドラムとの間の光路上に配置される光学系は「走査光学系」とも呼ばれる。  
説明中の実施の形態では、ｆθレンズ２１０５ａとトロイダルレンズ２１０７ａと折り返しミラー（２１０６ａ、２１０８ａ）とにより「Ｋステーションの走査光学系」が、ｆθレンズ２１０５ｂとトロイダルレンズ２１０７ｂと折り返しミラー（２１０６ｂ、２１０８ｂ）とにより「Ｃステーションの走査光学系」がそれぞれ構成されている。  
同様に、ｆθレンズ２１０５ｃとトロイダルレンズ２１０７ｃと折り返しミラー（２１０６ｃ、２１０８ｃ）とにより「Ｍステーションの走査光学系」が、ｆθレンズ２１０５ｄとトロイダルレンズ２１０７ｄと折り返しミラー（２１０６ｄ、２１０８ｄ）とにより「Ｙステーションの走査光学系」がそれぞれ構成されている。
【００８４】
光検知センサ２２０５ａには、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、Ｋステーションの走査光学系を介した光束のうち「書き込み開始前の光束の一部」が、光検知用ミラー２２０７ａを介して入射する。
【００８５】
光検知センサ２２０５ｂには、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、Ｃステーションの走査光学系を介した光束のうち「書き込み開始前の光束の一部」が、光検知用ミラー２２０７ｂを介して入射する。
【００８６】
光検知センサ２２０５ｃには、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、Ｍステーションの走査光学系を介した光束のうち「書き込み開始前の光束の一部」が、光検知用ミラー２２０７ｃを介して入射する。
【００８７】
光検知センサ２２０５ｄには、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、Ｙステーションの走査光学系を介した光束のうち「書き込み開始前の光束の一部」が、光検知用ミラー２２０７ｄを介して入射する。
【００８８】
光検知センサ２２０５ａ〜２２０５ｄは、受光量に応じた信号（光電変換信号）を出力する。
【００８９】
図示されない「走査制御装置」は、各光検知センサの出力信号に基づいて、対応する感光体ドラムでの走査開始タイミングを決定し、決定されたタイミングで光走査による画像書き込みを開始する。
【００９０】
次に、光学センサ装置２２４５について説明する。
【００９１】
光学センサ装置２２４５は、１例として図６に示されるように、Ｙ方向に配列した４つの反射型光学センサ２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃ、２２４５ｄを有している。
【００９２】
反射型光学センサ２２４５ａは、転写ベルト２０４０の「＋Ｙ側端部近傍」に対向する位置に、反射型光学センサ２２４５ｄは、転写ベルト２０４０の「−Ｙ側端部近傍」に対向する位置にそれぞれ配置されている。  
反射型光学センサ２２４５ｂは、反射型光学センサ２２４５ａの「−Ｙ側」に、反射型光学センサ２２４５ｃは、反射型光学センサ２２４５ｄの「＋Ｙ側」に配置されている。
【００９３】
４個の反射型光学センサ２２４５ａ〜２２４５ｄは、Ｙ軸方向に関して「ほぼ等間隔」となるように配置されている。
【００９４】
図７に示すように、Ｙ軸方向に関して、反射型光学センサ２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃ、２２４５ｄの中心位置をそれぞれ、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４とする。  
反射型光学センサ２２４５ａに、Ｘ方向において対向するトナーパターンを、トナーパターンＰＰ１、ＴＰ１、反射型光学センサ２２４５ｂに対向するトナーパターンを、トナーパターンＰＰ２とＴＰ２とする。
【００９５】
同様に、反射型光学センサ２２４５ｃに対向するトナーパターンを、トナーパターンＰＰ３、ＴＰ３、反射型光学センサ２２４５ｄに対向するトナーパターンを、トナーパターンＰＰ４、ＴＰ４とする。
【００９６】
トナーパターンＰＰ１、ＰＰ２、ＰＰ３及びＰＰ４は「位置検出用パターン」であり、トナーパターンＴＰ１、ＴＰ２、ＴＰ３及びＴＰ４は「濃度検出用パターン」である。
【００９７】
位置検出用パターンＰＰ１、ＰＰ２、ＰＰ３及びＰＰ４は「同じ構成」であるので、以下において、位置検出用パターン相互を区別する必要がない場合は、位置検出用パターンＰＰ１〜ＰＰ４を総称して「位置検出用パターンＰＰ」ともいう。    
位置検出用パターンＰＰは、図８に示されるように、主方向（Ｙ方向）に平行な４本のライン状パターン（ＬＰＹ１、ＬＰＭ１、ＬＰＣ１、ＬＰＫ１）と、主方向に対して傾斜した４本のライン状パターン（ＬＰＹ２、ＬＰＭ２、ＬＰＣ２、ＬＰＫ２）とにより構成されている。
【００９８】
ライン状パターンＬＰＹ１とＬＰＹ２はペアをなし、イエロートナーで形成され、ライン状パターンＬＰＭ１とＬＰＭ２はペアをなし、マゼンタトナーで形成される。また、ライン状パターンＬＰＣ１とＬＰＣ２はペアをなし、シアントナーで形成され、ライン状パターンＬＰＫ１とＬＰＫ２はペアをなし、ブラックトナーで形成される。
【００９９】
各「ライン状パターンのペア」は、転写ベルト２０４０の進行方向（副方向）に関して「ペアを成す２本のライン状パターン」が、所定の間隔をなすように、形成条件を設定されている。
【０１００】
図７に示す濃度検出用パターンＴＰ１、ＴＰ２、ＴＰ３、ＴＰ４は、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーでそれぞれ形成される。  
以下では、濃度検出用パターン相互を区別する必要がない場合には、濃度検出用パターンＴＰ１、ＴＰ２、ＴＰ３、ＴＰ４を総称して「濃度検出用パターンＴＰ」ともいう。
【０１０１】
濃度検出用パターンＴＰは、１例として図９に示すように、５つの四角形状のパターンｐ１〜ｐ５（以下「矩形パターン」という）からなり、５個の矩形パターンｐ１〜ｐ５は、転写ベルト２０４０の進行方向（副方向）に１列に並び、それぞれ、トナー濃度の階調が異なっている。  
図９の例では、矩形パターンｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５の順にトナー濃度が高くなって行く。すなわち、矩形パターンｐ１のトナー濃度が最も低く、矩形パターンｐ５のトナー濃度が最も高い。
【０１０２】
各矩形パターンのＹ軸方向の長さをＬｐ、転写ベルト２０４０の進行方向の長さをＷｐとする。説明中の例では「Ｌｐ＝１．０ｍｍ」である。
【０１０３】
トナー濃度の階調は、光走査装置の光源から放射される光束のパワーや、光源に供給される駆動パルスにおけるデューティ比、現像バイアス等を調整することにより「矩形パターンとなる静電潜像へのトナー付着量を制御」することにより、あるいは、矩形パターンを網点で構成する場合には「網点の面積率」を変えることによっても変化させることができる。
【０１０４】
以下、位置検出用パターンと濃度検出用パターンを区別する必要がない場合には、これらを総称して「トナーパターン」という。
【０１０５】
反射型光学センサを用いて、トナーパターンの「位置検出処理およびトナー濃度検出処理」が行われる際には、プリンタ制御装置２０９０から走査制御装置に位置検出用パターン及び濃度検出用パターンの形成が指示される。
【０１０６】
即ち、走査制御装置は、Ｙステーション〜Ｋステーションを制御して、上記各トナーパターンの形成を制御する。
【０１０７】
Ｙステーションの制御は、図１０に示すように、感光体ドラム２０３０ｄにおける位置Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３及びＹ４に、ライン状パターンＬＰＹ１とＬＰＹ２が形成され、位置Ｙ１に濃度検出用パターンＴＰ１が形成されるように行なわれる。
【０１０８】
Ｍステーションの制御は、図１１に示すように、感光体ドラム２０３０ｃにおける位置Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３及びＹ４に、ライン状パターンＬＰＭ１とＬＰＭ２が形成され、位置Ｙ２に濃度検出用パターンＴＰ２が形成されるように行なわれる。
【０１０９】
Ｃステーションの制御は、図１２に示すように、感光体ドラム２０３０ｂにおける位置Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３及びＹ４に、ライン状パターンＬＰＣ１とＬＰＣ２が形成され、位置Ｙ３に濃度検出用パターンＴＰ３が形成されるように行なわれる。
【０１１０】
Ｋステーションの制御は、図１３に示すように、感光体ドラム２０３０ａにおける位置Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３及びＹ４に、ライン状パターンＬＰＫ１とＬＰＫ２が形成され、位置Ｙ４に濃度検出用パターンＴＰ４が形成されるように行われる。
【０１１１】
このように各感光体ドラム状に形成されたトナーパターンは、所定のタイミングで転写ベルト２０４０に転写される。このようにして、転写ベルト２０４０におけるＹ方向の位置Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３及びＹ４に、それぞれ位置検出用パターンＰＰと濃度検出用パターンＴＰが形成される。この状態を図１４に示す。
【０１１２】
光学センサ装置２２４５を構成する４つの反射型光学センサ２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃ、２２４５ｄは、構成・構造とも同一のものであり、以下では、反射型光学センサ２２４５ａを代表として、構成と構造について説明する。  
反射型光学センサ２２４５ａは、１例として図１５に示すように、９個の発光部Ｅ１〜Ｅ９、９個の照射用マイクロレンズＬＥ１〜ＬＥ９、９個の受光部Ｄ１〜Ｄ９、９個の受光用マイクロレンズＬＤ１〜ＬＤ９と、図示されない「処理装置」を有している。
【０１１３】
発光部・受光部の数は、請求項１０記載のように「７〜３１個程度の奇数」であることが好ましいが、図１５以下の図に示す「９個の発光部・受光部の組み合わせ」は、好適なものの１つである。
【０１１４】
照射用マイクロレンズＬＥ１〜ＬＥ９は「照射用マイクロレンズアレイ」を構成し、受光用マイクロレンズＬＤ１〜ＬＤ９は「受光用マイクロレンズ」を構成する。
【０１１５】
図１５（ａ）は反射型光学センサを主方向から見た様子、図１５（ｂ）は反射型光学センサを「発光部、受光部の配列方向に直交する方向から見た様子を示す。  
図１５（ｃ）は、発光部Ｅ１〜Ｅ９から射出して、照射用マイクロレンズＬＥ１〜ＬＥ９を介した検出用光Ｓ１〜Ｓ９が、転写ベルト２０４０を照射している様子を示し、同図（ｄ）は、転写ベルト２０４０によって反射された検出用光Ｓ１〜Ｓ９が、受光用マイクロレンズＬＤ１〜ＬＤ９を介して、受光部Ｄ１〜Ｄ９により受光される様子を示す。  
図１５（ｅ）は、発光部Ｅ１〜Ｅ９からの検出用光Ｓ１〜Ｓ９が、トナーパターンを照射している様子を示し、図１５（ｆ）は、トナーパターンによって反射された検出用光Ｓ１〜Ｓ９が、受光部Ｄ１〜Ｄ９で受光される様子をそれぞれ示す。
【０１１６】
９個の発光部Ｅ１〜Ｅ９は、Ｙ方向（主方向）に１列等間隔に配置されている。各発光部としてはＬＥＤを用いることができる。発光部Ｅ１〜Ｅ９の配列ピッチ（隣接する発光部の間隔）Ｌｅは、例えば０．４ｍｍとすることができる。  
照射用マイクロレンズＬＥ１〜ＬＥ９は、発光部Ｅ１〜Ｅ９と１対１に対応し、図１５（ａ）に示すように、各照射用レンズは、対応する発光部よりも受光部側へずれて配置され、発光部から射出された光束を転写ベルト２０４０の表面に向けて集光的に導く。  
以下の説明において、発光部Ｅ１〜Ｅ９から射出し、照射用マイクロレンズＬＥ１〜ＬＥ９で集光された光束は、図１５（ｃ）に示すように、各発光部に対応する照射用マイクロレンズのみを通過し、検出用光Ｓ１〜Ｓ９として転写ベルト２０４０を照射するものとする。
【０１１７】
転写ベルト２０４０の表面は滑らかで、転写ベルト２０４０表面に照射された光の殆どは正反射する。受光部Ｄ１〜Ｄ９は、図１５（ｄ）に示すように、発光部Ｅ１〜Ｅ９からの検出用光が「トナーパターン以外の部分」を照射するとき、受光部Ｄ１〜Ｄ９が、発光部Ｅ１〜Ｅ９からの検出用光Ｓ１〜Ｓ９の正反射光のみを受光するようになっている。  
受光部Ｄ１〜Ｄ９の個々は、発光部Ｅ１〜Ｅ９に個別に対応している。  
各受光部は、図１５（ａ）に示すように「対応する発光部から射出され、転写ベルト２０４０の表面で正反射された光束」の光路上に配置されている。すなわち、９個の受光部Ｄ１〜Ｄ９の配列ピッチは、９個の発光部Ｅ１〜Ｅ９の配列ピッチと等しい。
【０１１８】
照射用マイクロレンズアレイと受光用マイクロレンズアレイは一体化され、一体化によりこれらマイクロレンズアレイを「反射型光学センサに組み付ける際の作業性」を向上させている。また、一体化により、マイクロレンズアレイ間の配置精度を高めている。  
各マイクロレンズのレンズ面は、フォトリソグラフィやナノインプリントなどの公知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。
【０１１９】
上記の如く、発光部の副方向の配列ピッチを０．４ｍｍとすれば、隣接するビームスポットの中心間隔も０．４ｍｍであり、各検出用光が転写ベルト２０４０の表面に形成する光スポットの大きさも直径で０．４ｍｍ程度とされる。  
従来の検出用光による光スポットは、通常「直径で２〜３ｍｍ程度」であった。
【０１２０】
各照射用マイクロレンズ及び各受光用マイクロレンズには、主方向及び副方向に関して集光機能を有する球面レンズや、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などを用いることができる。
【０１２１】
各受光部には、ＰＤ（フォトダイオード）を好適に用いることができ、各受光部は、受光量に応じた信号を出力する。  
発光部Ｅ１〜Ｅ９を個別に特定する必要がない場合には、任意の発光部を発光部Ｅｉと表示し、発光部Ｅｉに対応する照射用マイクロレンズを照射用マイクロレンズＬＥｉ、発光部Ｅｉから射出して照明用集光レンズＬＥｉを通過した検出用光を検出用光Ｓｉと表示する。
【０１２２】
発光部Ｅｉに対応する受光部を受光部Ｄｉ、受光部Ｄｉに対応する受光用マイクロレンズを受光用マイクロレンズＬＤｉと表示する。
【０１２３】
図１５に示す反射型光学センサに用いられている、照射用マイクロレンズアレイを構成する９個の照射用マイクロレンズＬＥｉ（ｉ＝１〜９）は、レンズ径、レンズ面曲率半径、レンズ厚が「同一値」をとる。  
同様に、受光用マイクロレンズアレイを構成する９個の受光用マイクロレンズＬＤｉ（ｉ＝１〜９）も、レンズ径、レンズ面曲率半径、レンズ厚が全て「同一値」をとる。
【０１２４】
しかし、照射用マイクロレンズＬＥｉと受光用マイクロレンズＬＤｉは、互いに光学特性が異なる。
【０１２５】
図１５（ａ）に示すように、照射用マイクロレンズＬＥｉ、受光用マイクロレンズＬＤｉは、支持部材である転写ベルト側の面が平面、逆側の面が凸面である「凸平レンズ」である。
【０１２６】
具体的な１例を示すと、照射用マイクロレンズＬＥｉは、レンズ径：０．４１５ｍｍ、凸レンズ面曲率半径：０．４３０ｍｍ、レンズ厚：１．２２９ｍｍである。受光用マイクロレンズＬＤｉは、レンズ径：０．７１２ｍｍ、レンズ面曲率半径：０．３８０ｍｍ、レンズ厚：１．４１９ｍｍである。  
照射用マイクロレンズＬＥｉの配列ピッチ（光軸間の距離）は０．４ｍｍ、受光用マイクロレンズＬＤｉの配列ピッチ（光軸間の距離）も０．４ｍｍである。
【０１２７】
照射用マイクロレンズＬＥｉの光軸は、対応する発光部Ｅｉからの光が転写ベルトに反射された反射光を受光部Ｄｉに導くために、対応する発光部Ｅｉの中心を通り発光部Ｅｉ（の発光面）に垂直な発光部軸に対して平行に「受光系側に０．０３５ｍｍ」ずれ、受光用マイクロレンズＬＤｉの光軸は、より多くの反射光を受光部Ｄｉに受光させるため、対応する受光部Ｄｉの中心を通り受光部に垂直な受光部軸に対して平行に「照射系側に０．０２０ｍｍ」ずれている。
【０１２８】
照射用マイクロレンズＬＥｉ、受光用マイクロレンズＬＤｉの「副方向におけるレンズ間ピッチ（光軸間の距離）」は０．４４５ｍｍである。発光部Ｅｉと、それに対応する受光部Ｄｉの「副方向における間隔」は、０．５００ｍｍである。  
発光部から照射用マイクロレンズまでの距離は０．８００ｍｍ、照射用マイクロレンズアレイの裏面（平面）から支持部材である転写ベルト表面までの距離は５ｍｍである。これらの距離は以下に示す全ての例（モデル）において当てはまる。  
また、照射用マイクロレンズアレイ、受光用マイクロレンズアレイを構成する材質の屈折率は、以下の全ての例において「１．５３」である。
【０１２９】
このような仕様のマイクロレンズアレイ（照射用マイクロレンズアレイと受光用マイクロレンズアレイとを一体として組み合わせたものを言う。以下においても同様である。）を「モデルＩ」とする。
【０１３０】
モデルＩにおいて、受光用マイクロレンズのレンズ径を照射用マイクロレンズのレンズ径よりも大きくすることにより、トナーパターンからの拡散反射光を「より多く受光」できるようにしている。  
また、受光用マイクロレンズＬＤｉのレンズ面曲率半径を「照射用マイクロレンズＬＥｉに比べて小さく」することにより、受光用マイクロレンズ内部における全反射が増えるため、正反射光の受光量の低減が可能である。
【０１３１】
受光用マイクロレンズＬＤｉのレンズ面曲率半径を小さくすることで、点灯させる発光部（例えば、配列方向中央の発光部Ｅ５）に対応する受光部Ｄ５に隣接する受光部Ｄ４とＤ６に対応して配置した受光用マイクロレンズＬＤ４、ＬＤ６通過後の光線を、大きく屈折させることが可能となり、トナーパターンからの「拡散反射光」を、受光部Ｄ５から離れた受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ８、Ｄ９等に到達させることでき、これら受光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ８、Ｄ９等での「拡散反射光の受光量」の増加も期待できる。
【０１３２】
個々の照射用マイクロレンズＬＥｉも受光用マイクロレンズＬＤｉも「凸平の球面レンズ」であり、照射用マイクロレンズＬＥｉは、レンズの入射面（凸球面）が集光パワーを有しているが、射出面（平面）は集光パワーを有していない。受光用マイクロレンズＬＤｉは、レンズの入射面（平面）は集光パワーを有していないが、射出面（凸球面）が集光パワーを有している。
【０１３３】
以下、光学センサ装置２２４５を用いて行われる濃度検出処理について説明する。  
説明の簡単のため、ｉ＝１〜９のうちの任意の発光部Ｅｉが点灯し、点灯した発光部Ｅｉからの検出用光Ｓｉが、転写ベルト２０４０によって正反射されたときの、９個の受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜９）の受光量の最大値を１に規格化する。  
図１６（ａ）は、発光部Ｅ１〜Ｅ９を個別に発光させたときの受光部Ｄ１〜Ｄ９の受光量を上記の如く規格化して示している。  
なお、以下の説明における受光量は、図２１に即して説明するものを除き、全てこの発明の反射型光学センサを用いた計算シミュレーション結果である。
【０１３４】
図７に示した例では、位置検出用パターンＰＰが、濃度検出用パターンＴＰよりも先に「検出用光の照射位置」に移動し、トナーパターンの位置検出処理がトナー濃度検出処理に先立って行われるが、濃度検出用パターンと位置検出用パターンの副方向における作成位置を逆にして、「位置検出用パターンＰＰより先」に濃度検出用パターンＴＰの検知を行なうようにしても良いことは言うまでも無い。  
説明中の例では、９個の発光部Ｅ１〜Ｅ９の「配列中央」にある発光部Ｅ５の「主方向の中心位置」とトナーパターンの「主方向の中心位置」とが一致するように、転写ベルト２０４０上にトナーパターンが転写形成される。図１６（ｂ）はこの状態を示している。
【０１３５】
濃度検出用パターンＰＰの個々の矩形パターンの主方向の長さ：Ｌｐは１．０ｍｍであるので、矩形パターンは、図１５（ｂ）の状態（発光部Ｅ５の位置が矩形パターンの主方向の中心に位置する状態）では、図１５（ｅ）に示すように、３つの検出用光Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６で照射される。
【０１３６】
なお、発光部Ｅ１〜Ｅ９を順次に点灯・消灯させ、そのときの各受光部の受光量に基づいて、トナーパターンの位置を確認することができる。このときの各受光部Ｄ１〜Ｄ９の受光量を図１６（ｃ）に示す。  
発光部Ｅ４〜Ｅ６を個別に点灯させたときの各受光部Ｄ１〜Ｄ９の受光量が、他の６個の発光部Ｅ１〜Ｅ３、Ｅ７〜Ｅ８を個別に点灯させたときに比べて低い（最大受光量：１に達しない。）ことから、検出用光Ｓ４〜Ｓ６が照射される位置に、トナーパターンが確かに存在していることがわかる。  
従って、トナー濃度検出には検出用光Ｓ４〜Ｓ６を用いればよいが、説明の簡単のために「発光部Ｅ５を点灯させたときの受光量分布」をトナー濃度検出に用いることとする。これは、これから示す全ての例に当てはまる。
【０１３７】
計算シミュレーションの条件として、発光部Ｅｉから射出した光線は、図１６（ｄ）の左図に示すように、転写ベルト表面を照射する際には「正反射のみ」であるが、トナーパターンに照射された場合には、図１６（ｄ）の右図に示すように「均等拡散するだけでなく、正反射成分」も幾分か含んでいる。  
計算シミュレーションの条件として「転写ベルトによる反射率」を１００％とした。トナーパターンに照射された検出用光は、５０％がトナーパターンを透過し、５０％が反射されるものとした。  
５０％の反射のうち、拡散反射成分はその中の５０％とし、残りを正反射成分とした。
【０１３８】
１例として、図１５（ｅ）（ｆ）で、反射型光学センサの前方に矩形パターンが移動してくるとき、プリンタ制御装置２０９０は発光部Ｅ４〜Ｅ６を「順次、繰り返して点灯」させる。
【０１３９】
検出用光Ｓ４〜Ｓ６は、図１５（ｆ）に例示するように、矩形パターンの表面で正反射するとともに拡散反射する。  
以下、正反射した光を「正反射光」、拡散反射した光を「拡散反射光」ともいう。
【０１４０】
各反射型光学センサの「処理装置（図示されず）」は、検出用光Ｓ５が矩形パターンを照射したときの受光部Ｄ１〜Ｄ９の出力信号に基づいて、各受光部Ｄｉの受光量を個別に求め、それぞれ検出受光量として「図示されないメモリ」に格納する。
【０１４１】
図１６（ｃ）の中段中央の図は、検出用光Ｓ５が矩形パターンｐ５を照射したときの、各受光部Ｄｉの受光量を示している。この状態では、検出用光Ｓ５が転写ベルト２０４０の表面を照射したときに比べ、受光部Ｄ４〜Ｄ６が受光する正反射光が減少する一方、拡散反射光が受光部Ｄ４〜Ｄ６以外の受光部で受光されている。
【０１４２】
一般に「矩形パターンＰｉにおけるトナー濃度」が増加するにつれて、矩形パターンによる反射光のうち、正反射光は単調に減少し、拡散反射光は単調に増大する。
【０１４３】
プリンタ制御装置２０９０（図１）は、図１６（ｂ）に示すように、検出用光Ｓ５が、矩形パターンＴＰ１を照射したときの各受光部Ｄｉの受光量に基づいて「イエローのトナー濃度が適切であるか否か」を判断し、矩形パターンＴＰ２を照射したときの各受光部Ｄｉの受光量に基づいて「マゼンタのトナー濃度の適否」を判断し、矩形パターンＴＰ３を照射したときの各受光部Ｄｉの受光量に基づいて「シアンのトナー濃度の適否」を判断し、矩形パターンＴＰ４を照射したときの各受光部Ｄｉの受光量に基づいて「ブラックのトナー濃度の適否」を判断する。
【０１４４】
プリンタ制御装置２０９０が「トナー濃度が適切でない」と判断すると、同制御装置２０９０は、トナー濃度が適切となるように「対応するステーション」の現像処理系を制御する。
【０１４５】
次に、各受光部Ｄｉの受光量を用いるトナー濃度検出について説明する。  
図１６（ａ）に示したように、検出用光の照射部分が「検出用光に対して正反射体である転写ベルト」の場合、発光部Ｅ５を点灯すると、転写ベルトによる正反射光は発光部Ｅ５に対応する受光部Ｄ５とそれに隣接する受光部Ｄ４、受光部Ｄ６でのみ受光される（受光部Ｄ３と受光部Ｄ７においても正反射光は僅かながら受光されているが、受光部Ｄ４〜Ｄ６の受光量に比べて無視できる程度であるので、受光部Ｄ３とＤ７における受光量は０とした）。
【０１４６】
検出用光がトナーパターンに照射されるときは、図１６（ｃ）に示すように、反射光は「全受光部Ｄ１〜Ｄ９」で受光される。  
発光部Ｅ５が発光しているとき、受光部Ｄ１〜Ｄ３とＤ７〜Ｄ９における受光量が「拡散反射光によるもの」であることは容易にわかる。正反射光は、受光部Ｄ４〜Ｄ６でのみ受光されるからである。  
受光部Ｄ４〜Ｄ６における受光量は、トナーパターンからの正反射光と拡散反射光の両方による受光量である。この３つの受光部Ｄ４〜Ｄ６における受光量を「正反射光による受光量と拡散反射光による受光量」とに正確に分けることは困難であるので、以下の２つの仮定を用いて、受光部Ｄ４〜Ｄ６における受光量を取り扱う。
【０１４７】
「第１の仮定」では、発光部Ｅ５を発光させたときの「受光部Ｄ４〜Ｄ６での受光量」のうち、受光部Ｄ５における受光量は、検出用光の照射される部分が転写ベルト表面であれトナーパターンであれ「全て正反射光」による受光量とする。  
受光部Ｄ４と受光部Ｄ６における受光量は、トナーパターンによる、正反射光の受光量と、拡散反射光の受光量の両方が混在している。  
第１の仮定による取り扱い（以下「第１の取り扱い」という。）では「２つの受光部Ｄ４、Ｄ６の受光量」はトナー濃度検出に用いない。即ち、この取り扱いでは、発光部Ｅ５からの検出用光がトナーパターンを照射する場合、受光部Ｄ１〜Ｄ３とＤ７〜Ｄ９における受光量が全て「拡散反射光による受光量」となる。
【０１４８】
「第２の仮定」では、発光部Ｅ５を発光させたときの受光部Ｄ５の受光量は、検出用光が、転写ベルト表面を照射する場合も、トナーパターンを照射する場合も「全て正反射光による受光量」と仮定し、検出用光の照射部分が、転写ベルトであるときの受光量分布と、トナーパターンである時の受光量分布とを用い、受光部Ｄ４と受光部Ｄ６における受光量を「トナーパターンの正反射光による受光量と、トナーパターンの拡散反射光による受光量とに分割」する。
【０１４９】
この第２の仮定による取り扱い（以下「第２の取り扱い」と言う。）は、第１の取り扱いに比べて「受光量の情報をより有効に利用」できる反面、第１の取り扱いに比べると複雑である。第２の取り扱いについては後述する。
【０１５０】
上記第１の取り扱いを、前述のマイクロレンズアレイのモデルＩに適用して、トナーパターン（以下、トナーパターンｐ５の濃度のトナーパターンを指す。）を検知した際の各受光部Ｄ１〜Ｄ９の受光量を図１６（ｅ）に示す。  
表中の「Ｄ＿ＡＬＬ」は、受光部Ｄ１〜Ｄ９の「受光量の和」を表し、表中の「正」は受光部Ｄ５の受光量、表中の「拡散」は、受光部Ｄ１〜Ｄ３と受光部Ｄ６〜Ｄ９の計６個の受光部の「受光量の和」を表している。なお、数値に付せられた「Ｅ−０３」等は、当該数値に「１０−３」を掛けることを意味する。以下においても同様である。
【０１５１】
受光部Ｄ１〜Ｄ９の受光量は「検出用光による照射部が転写ベルトである場合」の受光部Ｄ５での受光量で規格化され、以下に示す他の例における受光量も同様に、検出用光による照射対象が転写ベルトである場合における各受光部の受光量を「モデルＩのマイクロレンズアレイを用いた場合の受光部Ｄ５の受光量」で規格化した値を表す。
【０１５２】
マイクロレンズアレイ（照射用マイクロレンズアレイと受光用マイクロレンズアレイを前述の如く組み合わせたもの）のモデルＩに対する比較例として、マイクロレンズアレイのモデルの２例、即ち、基準モデルＩと基準モデルＩＩを挙げる。
【０１５３】
「基準モデルＩ」は、照射用マイクロレンズと受光用マイクロレンズのレンズ面曲率半径、レンズ径、レンズ厚が全て同一であるマイクロレンズアレイのモデルである。即ち、基準モデルＩでは、１８個の同一のマイクロレンズにより、照射用マイクロレンズアレイおよび受光用マイクロレンズアレイが形成される。  
「基準モデルＩＩ」は、受光用マイクロレンズのレンズ径とレンズ厚が、照射用マイクロレンズのレンズ径とレンズ厚よりも大きいが、レンズ面曲率半径は照射用マイクロレンズと受光用マイクロレンズとで同一値をとるマイクロレンズアレイのモデルである。
【０１５４】
基準モデルＩでは、上記の如く、各照射用マイクロレンズと各受光用マイクロレンズは同一形状である。具体的１例を挙げると、マイクロレンズのレンズ径は０．５２９ｍｍ、レンズ面曲率半径は０．４３０ｍｍ、レンズ厚は１．２２８ｍｍである。  
各照射用マイクロレンズの光軸は、発光部の検出用光を受光部に有効に導くために、対応する各発光部の中心を通り該発光部に垂直な発光部軸に対して平行に、受光系側に０．０３５ｍｍずれ、各受光用マイクロレンズの光軸は、より多くの反射光を受光できるように、対応する各受光部の中心を通り該受光部に垂直な受光部軸に対して平行に照射系側に０．０２０ｍｍずれている。  
副方向におけるマイクロレンズの配列ピッチ（照射用マイクロレンズＬＥｉと受光用マイクロレンズＬＤｉの光軸間の距離）は０．４４５ｍｍである。発光部と、それに対応する受光部の「副方向における間隔」は０．５００ｍｍで、モデルＩと同じである。
【０１５５】
図１７（ａ）は、基準モデルＩを主方向から見た様子、図１７（ｂ）は基準モデルＩを発光部・受光部の配列面に直交する方向から見た様子を示している。
【０１５６】
図１７（ｃ）は、発光部Ｅ１〜Ｅ９から射出された検出用光Ｓ１〜Ｓ９が転写ベルトを照射している様子を示し、図１７（ｄ）は、転写ベルトによって反射された検出用光Ｓ１〜Ｓ９が各受光部Ｄ１〜Ｄ９で受光される様子を示している。  
図１７（ｅ）は、発光部Ｅ１〜Ｅ９からの検出用光Ｓ１〜Ｓ９がトナーパターンを照射している様子を示し、図１７（ｆ）は、トナーパターンによって反射された検出用光Ｓ１〜Ｓ９が各受光部Ｄ１〜Ｄ９で受光される様子を示している。
【０１５７】
図１７（ｇ）は、上記第１の取り扱いを基準モデルＩに適用して、転写ベルトとトナーパターンに検出用光を照射したときの受光部Ｄ１〜Ｄ９の受光量分布を示す。  
図１７（ｈ）は、上記第１の取り扱いをモデルＩと基準モデルＩに適用して、転写ベルトとトナーパターンに検出用光を照射したときの受光量を示す。また、マイクロレンズアレイの裏面から転写ベルト表面までの距離は、両モデルとも５ｍｍである。
【０１５８】
図１７（ｈ）から明らかなように、マイクロレンズアレイのモデルＩは、基準モデルＩに比べ、トナーパターンからの「拡散反射光の受光量」が約８０％増加している。これは、受光用マイクロレンズのレンズ径が大きくなった事と、受光用マイクロレンズのレンズ面曲率半径を照射用マイクロレンズよりも小さくしたことが要因として考えられる。  
モデルＩでは「拡散反射光の受光量」は増加するが、受光用マイクロレンズのレンズ面曲率半径が小さいことにより「受光用マイクロレンズのレンズ厚さ」が増加している。
【０１５９】
受光用マイクロレンズと照射用マイクロレンズとの「レンズ厚の差分」は約０．１９０ｍｍとなり、マイクロレンズアレイの加工が若干困難となる。
【０１６０】
「基準モデルＩＩ」では、各受光用マイクロレンズのレンズ径を０．６７１ｍｍ、レンズ面曲率半径を０．４３０ｍｍ、レンズ厚を１．３１９ｍｍとした。  
各照射用マイクロレンズのレンズ径は０．４５５ｍｍ、レンズ面曲率半径は０．４３０ｍｍ、レンズ厚は１．２２８ｍｍとした。レンズ径は「基準モデルＩに比べて一回り」小さい。  
各照射用マイクロレンズの光軸は、発光部からの光を反射により受光部に導くために、対応する各発光部の中心を通り該発光部に垂直な発光部軸に対して平行に、受光系側に０．０３５ｍｍずれ、各受光用マイクロレンズの光軸は、より多くの反射光を受光するために対応する各受光部の中心を通り該受光部に垂直な受光部軸に対して平行に、照射系側に０．０２０ｍｍずれている。
【０１６１】
副方向におけるマイクロレンズの配列ピッチ（照射用マイクロレンズＬＥｉと受光用マイクロレンズＬＤｉの光軸間の距離）は０．４４５ｍｍである。発光部と、それに対応する受光部の「副方向における間隔」は０．５００ｍｍで、モデルＩと同じである。
【０１６２】
発光部と、それに対応する受光部の「副方向における間隔」は０．５００ｍｍである。
【０１６３】
図１８（ａ）は基準モデルＩＩを主方向から見た様子、図１８（ｂ）は基準モデルＩＩを「発光部・受光部の配列面に直交する方向」から見た様子を示し、図１８（ｃ）は、発光部Ｅ１〜Ｅ９から射出された検出用光Ｓ１〜Ｓ９が転写ベルトを照射している様子を示している。  
図１８（ｄ）は、転写ベルトによって反射された検出用光Ｓ１〜Ｓ９が各受光部Ｄ１〜Ｄ９で受光される様子、図１８（ｅ）は、発光部Ｅ１〜Ｅ９からの検出用光Ｓ１〜Ｓ９がトナーパターンを照射している様子、図１８（ｆ）は、トナーパターンによって反射された検出用光Ｓ１〜Ｓ９が各受光部Ｄ１〜Ｄ９で受光される様子をそれぞれ示している。
【０１６４】
図１８（ｇ）は、上記第１の取り扱いを基準モデルＩＩに適用して、検出用光を転写ベルトとトナーパターンに照射したときの受光部Ｄ１〜Ｄ９の受光量分布を示す。  
図１８（ｈ）は、上記第１の取り扱いをモデルＩと基準モデルＩＩとに適用して、検出用光を転写ベルトとトナーパターンに照射したときの受光部Ｄ１〜Ｄ９の受光量を示す。
【０１６５】
図１８（ｈ）から明らかなように、モデルＩは「比較例としての基準モデルＩＩ」に比べて拡散反射光の受光量が約５％増加している。これは、転写ベルトからの正反射光の、受光部Ｄ５による受光量が減少し、トナーパターンからの拡散反射光の受光部Ｄ１〜Ｄ３、Ｄ７〜Ｄ９での受光量が増加していることが要因となっている。
【０１６６】
次に、照射用マイクロレンズアレイと受光用マイクロレンズアレイの組み合わせについてのモデルＩＩを説明する。
【０１６７】
モデルＩＩでは、照射用マイクロレンズと受光用マイクロレンズとで、レンズ面曲率半径、レンズ径、レンズ厚が全て異なり、且つ、レンズ面曲率半径、レンズ径、レンズ厚の何れにおいても、受光用マイクロレンズが「照射用マイクロレンズのもの」よりも大きな値をとる。
【０１６８】
副方向におけるマイクロレンズの配列ピッチ（照射用マイクロレンズＬＥｉと受光用マイクロレンズＬＤｉの光軸間の距離）は０．４４５ｍｍである。発光部と、それに対応する受光部の「副方向における間隔」は０．５００ｍｍで、モデルＩと同じである。
【０１６９】
モデルＩＩでも勿論、照射用マイクロレンズアレイを構成する全ての照射用マイクロレンズは、レンズ面曲率半径、レンズ径、レンズ厚が同一である。受光用マイクロレンズアレイを構成する全ての受光用マイクロレンズでも、レンズ面曲率半径、レンズ径、レンズ厚は同一である。
【０１７０】
モデルＩＩのマイクロレンズアレイでは、モデルＩに比して「照射用マイクロレンズと受光用マイクロレンズの全体としての大きさ（照射用マイクロレンズと受光用マイクロレンズのレンズ径の和）」をモデルＩの場合と略同じとし、レンズ径の配分比率だけを変化させた。  
また、拡散反射光の受光量だけでなく、マイクロレンズアレイ取り付け時の公差に相当する「副方向におけるレンズの「副方向シフトずれ（理想位置から±０．０２０ｍｍのずれを仮定）」についても検証する。  
「副方向シフトずれ」は、マイクロレンズアレイ全体が、主方向と副方向で形成される２次元平面内で、副方向にずれる量を指す。
【０１７１】
モデルＩＩは、発光部から照射した検出用光を有効的に受光部に導光させるために、モデルＩに比べて照射用マイクロレンズのレンズ径を大きくし、受光用マイクロレンズのレンズ径をモデルＩに比べて小さくする構成とした。その結果、照射用マイクロレンズのレンズ径は０．４５５ｍｍ、受光用マイクロレンズのレンズ径は０．７００ｍｍとなった。
【０１７２】
転写ベルト上に照射される検出用光のビーム径が０．５００ｍｍ以下となるように、照射用マイクロレンズのレンズ面曲率半径を０．４７０ｍｍとした。また、マイクロレンズアレイの加工性を考慮して、受光用マイクロレンズのレンズ厚が、照射用マイクロレンズのレンズ厚と同程度となるようにし、さらに、受光部をなす受光面内の感度ムラの影響を考慮し、受光部の広範囲を反射光が照射するように、受光用マイクロレンズのレンズ面曲率半径を、モデルＩおよび基準モデルＩＩに比して大きくする条件のもとで、照射用マイクロレンズと受光用マイクロレンズのレンズ面曲率半径を適正化して、この条件下で拡散反射光の受光量が最大となるようにした。  
マイクロレンズアレイ取り付け時に「副走査シフトずれ」が生じた場合、理想状態から副方向の「正または負の方向」に絶対値で同じ量だけマイクロレンズがずれたときの「受光部出力の低下分」が等しくなるように、照射用マイクロレンズと受光用マイクロレンズの副方向における間隔も適正化した。  
このようにして、モデルＩＩにおいて、受光用マイクロレンズのレンズ面曲率半径は０．７５０ｍｍ、照射用マイクロレンズと受光用マイクロレンズの副方向における間隔は０．４８０ｍｍとなった。また、照射用マイクロレンズのレンズ厚は１．１８９ｍｍ、受光用マイクロレンズのレンズ厚は１．２１６ｍｍである。
【０１７３】
なお、発光部とこれに対応する受光部の間の「副方向における間隔」は、０．５００ｍｍである。
【０１７４】
モデルＩＩのマイクロレンズアレイは、上記の如く設定された理想状態では、各照射用マイクロレンズの光軸は、発光部からの検出用光の反射光を良好に受光部に導くために、対応する各発光部の中心を通り該発光部に垂直な発光部軸に平行に、受光系側に０．０３５ｍｍずらされ、各受光用マイクロレンズの光軸は、対応する各受光部の中心を通り該受光部に垂直な受光部軸に対して平行に「照射系側から遠ざかる方向」に０．０１５ｍｍずらされている。
【０１７５】
図１９（ａ）はモデルＩＩを主方向から見た様子、図１９（ｂ）はモデルＩＩを「発光部・受光部の配列方向に直交する方向」から見た様子、図１９（ｃ）は、発光部Ｅ１〜Ｅ９からの検出用光Ｓ１〜Ｓ９が転写ベルトを照射している様子を示している。  
図１９（ｄ）は、転写ベルトによって反射された検出用光Ｓ１〜Ｓ９が各受光部Ｄ１〜Ｄ９で受光される様子、図１９（ｅ）は、発光部Ｅ１〜Ｅ９からの検出用光Ｓ１〜Ｓ９がトナーパターンを照射している様子を示している。  
図１９（ｆ）は、転写ベルトとトナーパターンによって反射された検出用光Ｓ１〜Ｓ９が各受光部Ｄ１〜Ｄ９で受光される様子を示している。
【０１７６】
図１９（ｇ）は、モデルＩＩのマイクロレンズアレイを用いて「転写ベルトとトナーパターン」を検知したときの受光量分布を示す。図１９（ｈ）は、モデルＩＩとモデルＩのマイクロレンズアレイを用いて「転写ベルトとトナーパターン」の検知を行なったときの受光量を示す。  
モデルＩＩを用いた場合、拡散反射光の受光量は、モデルＩを用いた場合に比べて１０％程度少なくなっている。
【０１７７】
図１９（ｉ）には、モデルＩ、モデルＩＩ、基準モデルＩ、基準モデルＩＩを用いて転写ベルトを検知する際に「副方向シフトずれが起こらない場合（理想状態と呼ぶ。）」と、副方向シフトずれ（図１９（ｉ）において「Ｙシフトずれ」と表示している。）が±０．０２０ｍｍ起こった場合の「Ｄ＿ＡＬＬの変化」を示す。  
「Ｄ＿ＡＬＬ」は、受光部Ｄ１〜Ｄ９の「受光量の和」を表し、表中の「正」は受光部Ｄ５の受光量、表中の「拡散」は、受光部Ｄ１〜Ｄ３と受光部Ｄ６〜Ｄ９の計６個の受光部の「受光量の和」を表している。
【０１７８】
「Ｄ＿ＡＬＬ」は、各モデルについて「理想状態での値」を１に規格化している。  
この結果から、モデルＩ、基準モデルＩ、基準もデルＩＩでは、照明系・受光系・マイクロレンズアレイの全体が、副方向の負方向に「Ｙ＝−０．０２ｍｍ」ずれた場合と、正方向に「Ｙ＝０．０２ｍｍ」ずれた場合とで、相対受光量は、正方向にずれたときのほうが「より大きく」減少するが、モデルＩＩの場合においては、減少の程度が「副方向のずれ」の正・負の方向に対して略対称的であり、このことから、モデルＩＩを用いることにより、副方向シフトの影響を、他のモデルのマイクロレンズアレイを用いる場合よりも有効に軽減できることが分かる。
【０１７９】
即ち、照射用マイクロレンズと受光用マイクロレンズとで、レンズ面曲率半径、レンズ径、レンズ厚が全て異なり、受光用マイクロレンズにおけるレンズ面曲率半径、レンズ径、レンズ厚の全てが「照射用マイクロレンズのものよりも大きな値」を取り、各受光用マイクロレンズの光軸を、対応する各受光部の中心を通り該受光部に垂直な受光部軸に対して、照射系から遠ざかる方向にずれるように配置することにより、拡散反射光の受光量が増大し、且つ「副方向シフトずれ」の影響の小さいマイクロレンズアレイを実現できる。
【０１８０】
以下、前述の「第２の取り扱い」をモデルＩ、モデルＩＩ、基準モデルＩ、基準モデルＩＩに対して適用する場合を説明する。
【０１８１】
説明上の例として、第２の取り扱いをモデルＩに適用する場合を考える。
【０１８２】
第１の取り扱いでは、検出用光がトナーパターンを照射する場合、受光部Ｄ５における受光量は全て正反射光による受光量と見なし、トナーパターンからの「正反射光による受光量」と「拡散反射光による受光量」とが混在した状態となっている受光部Ｄ４と受光部Ｄ６の受光量は、トナー濃度検出には用いない。  
受光部Ｄ４と受光部Ｄ６における受光量を、正確にトナーパターンによる「正反射光による受光量」と「拡散反射光による受光量」とに分けることは困難であるため、第２の取り扱いの適用の場合は、第１の取り扱いの場合と同様、点灯する発光部Ｅ５に対応する受光部Ｄ５は、検出用光が転写パターンを照射するかトナーパターンを照射するかに拘わらず「正反射光」であるとする。
【０１８３】
従って、トナーパターンからの反射光の場合、受光部Ｄ１〜Ｄ３、Ｄ７〜Ｄ９における受光量は全て拡散反射光の受光量である。これ以外の３個の受光部Ｄ４〜Ｄ６における受光量を「正反射光の受光量と拡散反射光の受光量」とに分離するが、点灯する発光部Ｅ５に対応する受光部Ｄ５の受光量を「正反射光の受光量」とするのであるから、受光部Ｄ４、Ｄ６の受光量を「正反射光の受光量と拡散反射光の受光量に分離」すればよい。  
転写ベルトからの反射光の場合、受光部Ｄ４の受光量をＡ０、受光部Ｄ５の受光量をＢ０、受光部Ｄ６の受光量をＣ０とし、トナーパターンからの反射光の場合には、受光部Ｄ４の受光量をＡ１、受光部Ｄ５の受光量をＢ１、受光部Ｄ６の受光量をＣ１とする。  
検出用光の照射対象が転写ベルトからトナーパターンに変わっても「正反射光の各受光部における配分比率」は変化しないので、トナーパターンからの反射光の場合、受光部Ｄ４の受光量のうち、Ａ０をＢ０で除した値にＢ１を乗じた「Ｂ１・Ａ０／Ｂ０」が正反射光の受光量となり、「Ａ１−（Ｂ１・Ａ０／Ｂ０）」が拡散反射光の受光量となる。  
同様に、受光部Ｄ６の受光量：Ｃ０をＢ０で除した値にＢ１を乗じた「Ｂ１・Ｃ０／Ｂ０」が正反射光の受光量となり「Ｃ１−（Ｂ１・Ｃ０／Ｂ０）」が拡散反射光の受光量となる。
【０１８４】
このように、第２の取り扱いによれば、受光部Ｄ４とＤ６の受光量を、正反射光の受光量と拡散反射光の受光量とに分離できる。  
モデルＩＩ、基準モデルＩ、基準モデルＩＩについても、上記と同様にして「正反射光の受光量と拡散反射光の受光量との分離」を行なうことができるが、ここでは、分離の結果とモデルＩとの比較を示す。
【０１８５】
図２０（ａ）に、第２の取り扱いをモデルＩに適用して「トナー濃度を検知」したときのトナーパターンによる反射光の受光量を、トナーパターンの「正反射光による受光量と拡散反射光による受光量」とに分離した結果を示す。  
図２０（ｂ）には、第２の取り扱いをモデルＩＩに適用して「トナー濃度を検知」したときのトナーパターンによる反射光の受光量を、トナーパターンの「正反射光による受光量と拡散反射光による受光量」とに分離した結果を示す。
【０１８６】
図２０（ｃ）には、第２の取り扱いを基準モデルＩに適用して「トナー濃度を検知」したときのトナーパターンによる反射光の受光量を、トナーパターンの「正反射光による受光量と拡散反射光による受光量」とに分離した結果を示す。
【０１８７】
図２０（ｄ）には、第２の方法と基準モデルＩＩに適用して「トナー濃度を検知」したときのトナーパターンによる反射光の受光量を、トナーパターンの「正反射光による受光量と拡散反射光による受光量」とに分離した結果を示す。
【０１８８】
図２０（ｅ）には、上記モデルＩ、モデルＩＩ、基準モデルＩ、基準モデルＩＩに第２の取り扱いを適用したときの各受光部の受光量をまとめた結果を示す。  
図２０（ｆ）には、これら４モデルを用いる各場合について「副走査シフトずれ」が生じていない理想状態と、副走査シフトずれ（図２０（ｆ）において「Ｙシフトずれ」と表示している。）が、「Ｙ＝±０．０２ｍｍ」生じた場合につき、図１９図（ｉ）に倣って示す。  
図２０から明らかなように、モデルＩＩでは「トナーパターンによる拡散反射光の受光量」に関してはモデルＩと同程度であり、且つ、モデルＩ、基準モデルＩ、基準モデルＩＩに比べて、「副走査シフトずれ」に対して強い構成となっている。
【０１８９】
ここで、モデルＩＩを代表例として「トナー濃度の異なるトナーパターン」による各受光部の受光量から、どのようにトナー濃度を定量化するかを説明する。
【０１９０】
モデルＩＩを用いた反射型光学センサで、転写ベルトと「異なる濃度のトナーパターンｐ１〜ｐ５」とを検知するとき、各受光部の受光量が図２１（ａ）のようになるものとする。なお、図２１に示す受光量はシミュレーション結果ではなく概算値である。  
第２の取り扱いによりトナーパターンｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５による反射光の受光量を、正反射光の受光量と拡散反射光の受光量に分けた結果を、図２１（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）に順次示す。
【０１９１】
これらの図において、正反射光の受光量の合計値をＤ（正）、拡散反射光の受光量の合計値をＤ（拡）とする。  
図２１（ｇ−１）に、トナーパターンｐ１〜ｐ５を検知したときのＤ（正）の変化を示す。図示のように、トナー濃度が高くなるにつれてＤ（正）は減少する。これは、トナー濃度が高いほどトナーが多く付着しているため、正反射する光が減少するためであり、トナー濃度とＤ（正）は１対１対応している。換言すれば、Ｄ（正）の計測により、計測されたＤ（正）に対応するトナー濃度が求められる。
【０１９２】
図２１（ｇ−２）に、トナーパターンｐ１〜ｐ５を検知したときのＤ（拡）の変化を示す。Ｄ（拡）は、トナーパターンｐ１〜ｐ４を検知した際は、トナー濃度が高くなるにつれて増加しているが、トナーパターンｐ５を検知した際に減少に転じている。  
直感的に考えると、Ｄ（拡）は「矩形状トナーパターンを構成するトナーの濃度が高くなるに従い、付着トナーが多くなるのであり、拡散反射光の増加により増大する」ように思われるが、図２１（ｇ−２）ではそのようになっていない。  
これは、検知出力結果を差し引き演算していることに起因している。
【０１９３】
図２１（ｇ−３）に、Ｄ（拡）／Ｄ（正）を演算により求めた結果を示す。  
図２１（ｇ−３）に示された縦軸：Ｄ（拡）／Ｄ（正）の値は、矩形状トナーパターンをなすトナーの濃度が、矩形状トナーパターンｐ１〜ｐ５の順に高くなるにつれて増加する「単調な関数」になっている。従って、この「Ｄ（拡）／Ｄ（正）」を計測すれば、各矩形状トナーパターン（図２１（ｇ−３）の横軸）に対応したトナー濃度が求められる。
【０１９４】
図２１（ｇ−４）には、図２１（ｇ−１）に示した「正反射光の受光量」を基準値（ここでは転写ベルト表面による正反射光の受光量）で規格化した「相対正反射率」を示す。  図２１（ｇ−５）には、図２１（ｇ−３）に示した「Ｄ（拡）／Ｄ（正）」を、基準値（ここでは最大濃度での拡散反射寄与分）で規格化した値を示す。
【０１９５】
このように拡散反射寄与分の分割出力：Ｄ（拡）を正反射寄与分の分割出力：Ｄ（正）
で除した値：Ｄ（拡）／Ｄ（正）を用いて新たな値を求め、これからトナー濃度を求めて
も良い。
【０１９６】
上記各種モデルについて上に説明したマイクロレンズアレイは、図１５（ａ）等に示したように「照射用マイクロレンズアレイと受光用マイクロレンズアレイが、一体として形成された」ものであり、請求項７にかかる発明を特徴づけるものである。
【０１９７】
図１５（ａ）等では、照射用マイクロレンズ、受光用マイクロレンズの配列方向である「主方向」から見た状態が示され、これらマイクロレンズの配列状態については上の説明で特に言及しなかった。
【０１９８】
上に説明した各モデルとも、照射用マイクロレンズの主方向の配列ピッチは０．４ｍｍであり、照射用マイクロレンズＬＥｉと受光用マイクロレンズＬＤｉの光軸間の距離は０．５ｍｍである。
【０１９９】
これに対し、例えば「モデルＩ」においては、照射用マイクロレンズＬＥｉは、レンズ径：０．４１５ｍｍであり、受光用マイクロレンズＬＤｉは、レンズ径：０．７１２ｍｍである。
【０２００】
従って、照射用マイクロレンズＬＥｉ、受光用マイクロレンズＬＤｉを上記の「レンズ径を持つ円形のレンズ面」としたのでは、これらマイクロレンズを「主方向に配列ピッチ：０．４ｍｍでアレイ配列」することはできない。
【０２０１】
即ち、アレイ配列された照射用マイクロレンズ、受光用マイクロレンズは「主方向のレンズ面幅」が０．４ｍｍである。
【０２０２】
従って、上に説明した各モデルのマイクロレンズアレイは、各マイクロレンズの光軸の方向から見た状態では、図２１（ｈ）の上部左図に示す如きものとなる。  
即ち、互いに対応する「照射用マイクロレンズと受光用マイクロレンズと」は、副方向において相互に接して、副方向に長い「長円状の複合レンズ面」をなし、この複合レンズ面が、複合レンズ面の幅方向（主方向）に、発光部の配列ピッチ（説明中の例で０．４ｍｍ）と同一ピッチで接触しあっている（請求項８）。
【０２０３】
上に説明した各モデルにおいて、マイクロレンズのレンズ径として挙げた数値は、上記長円状の複合レンズ面を構成する照射用マイクロレンズと受光用マイクロレンズの「副方向における径」である。このような形状でも、当然にレンズ面積は受光用マイクロレンズの方が照射用マイクロレンズよりも大きい。
【０２０４】
図２１（ｈ）に示す実施の形態では、照射用マイクロレンズアレイと受光用マイクロレンズアレイを一体化した「マイクロレンズアレイ」の「裏面」側に、「遮光膜」を設けている（請求項６）。
【０２０５】
任意の発光部を点灯させたとき、発光部からの光は該発光部に対応する照射用マイクロレンズのみではなく、該照射用マイクロレンズの周囲に配置された複数のマイクロレンズ（照射用マイクロレンズ、受光用マイクロレンズ）を透過して、転写ベルトあるいはトナーパターンを照射する場合がある。  
このような光は、検出用光に対して「フレア光（迷光）」となり、トナーパターンを照射すると、各受光部の受光量に変化を生じさせる。フレア光に起因する受光量の変化が、無視できる程度を超えるとトナーパターンの位置・トナー濃度の誤検知を生じる。  
照射用マイクロレンズアレイと受光用マイクロレンズアレイの少なくとも一方の、表面もしくは裏面、または表面と裏面の所定の領域に遮光膜を設けることにより、フレア光の影響を軽減もしくは除去することができる。
【０２０６】
図２１（ｈ）に示すように、遮光膜と「マイクロレンズの副方向の端部」との間隔：ｓを０．３００ｍｍ以下にすれば、フレア光がトナーパターンを照射したときの拡散反射光の受光量は、検出用光がトナーパターンを照射したときの、各受光部の中の最大受光量に対して０．１％程度になるため、フレア光によるトナーパターンの「位置・トナー濃度」の検知への影響は無視できるようになる。  
図２１（ｈ）は、マイクロレンズアレイの「裏面にのみ遮光膜を設けた」場合を示しているが、マイクロレンズアレイの表面側の所定の位置に遮光膜を設けることで、上述したような効果が得られるのであれば、マイクロレンズアレイの表面のみに遮光膜を設けてもよく、マイクロレンズアレイの表面と裏面の両面に遮光膜を設けても良いことは言うまでも無い。  
図２１（ｈ）に示した例では、互いに対応する「照射用マイクロレンズと受光用マイクロレンズと」は、副方向において相互に接して、副方向に長い「長円状の複合レンズ面」をなし、この複合レンズ面が、複合レンズ面の幅方向（主方向）に、発光部の配列ピッチ（説明中の例で０．４ｍｍ）と同一ピッチで接触しあっているが、複合レンズ面はこのような「副方向に長い長円状」に限らず、図２１（ｉ）に示すように、「副方向を長手方向とする長方形形状（短冊形状）」としてもよい。遮光膜を設けても良いことは、図２１（ｈ）の場合と同様であり、遮光膜の設け方も、図２１（ｈ）の場合と同様である。
【０２０７】
図２１（ｉ）に示した例における「マイクロレンズのレンズ径」は、長方形形状の複合レンズ面を構成する照射用マイクロレンズと受光用マイクロレンズにおける「副方向における径」である。このような形状でも、当然にレンズ面積は受光用マイクロレンズの方が照射用マイクロレンズよりも大きい。
【０２０８】
先に、図１６に示す例に関連して「発光部Ｅ１〜Ｅ９を順次に点灯・消灯させ、そのときの各受光部の受光量に基づいて、トナーパターンの位置を確認できる」ことを述べた。この場合、発光部Ｅ１〜Ｅ９を順次に点灯・消灯するのにかかる時間が長いと、この時間の間にトナーパターンは副方向へ移動しているので、反射型光学センサとトナーパターンの位置関係が変化し、検出精度に影響することが考えられる。  
このような場合、請求項９記載の発明のように、Ｎ個の発光部を「配列方向にｍ組に分割して、各組が略等数の発光部を有するようにし、各組の発光部を「配列順に同期して点滅」させる照射制御装置を有するようにすることができる。
【０２０９】
上に説明した各例のように、Ｎ＝９の場合、これを配列方向に３組に分割し、各組に３個の発光部が配分されるようにできる。  
即ち、発光部Ｅ１〜Ｅ３を第１組、発光部Ｅ４〜Ｅ６を第２組、発光部Ｅ７〜Ｅ９を第３組とする。
【０２１０】
そして、第１〜第３組の各発光部を配列順に同期して点滅させる。  
即ち「第１組の発光部Ｅ１と第２組の発光部Ｅ４と第３組の発光部Ｅ７」を同時に点滅させ、次に「第１組の発光部Ｅ２と第２組の発光部Ｅ５と第３組の発光部Ｅ８」を同時に点滅させ、続いて「第１組の発光部Ｅ３と第２組の発光部Ｅ６と第３組の発光部Ｅ９」を同時に点滅させる。
【０２１１】
このようにすると、発光部Ｅ１〜Ｅ９を順次に点滅させる場合に比して、９個の発光部全てを点滅させる回数を３回に減らすことができ、この間のトナーパターンの変位量も小さいので、長方形のトナーパターンｐ１等の副方向の長さ：Ｗｐ（図９参照）を小さくでき、あるいはトナーパターンの移動速度が速くなっても検出を対応させ得る。
【０２１２】
次に、反射型光学センサを用いる「トナーパターンの位置検出処理」を説明する。  
反射型光学センサとして前述のモデルＩのマイクロレンズアレイを用いるものを例にとる。なお、説明の簡単のため、図２２（ａ）に示すように、発光部Ｅｉ（ｉ＝１〜９）を点灯させ、検出用光Ｓｉ（ｉ＝１〜９）が転写ベルト２０４０によって正反射されたときの受光部Ｄｉ（ｉ＝１〜９）の受光量の最大値を１とする。  
図２２（ｂ）に示すように、位置検出用パターンは、主方向に関して、発光部Ｅ５の中心位置とトナーパターンの中心位置とが一致するように転写ベルト２０４０上に転写されているものとする。
【０２１３】
図１に示すプリンタ制御装置２０９０は、位置検出用パターンＰＰが反射型光学センサに近づくタイミングを計って、発光部Ｅ５を連続点灯させる。  
発光部Ｅ５からの検出用光は、転写ベルト２０４０の回転につれて、ライン状パターンＬＰＹ１〜ＬＰＫ２を順次照射する（図２２（ｃ）（Ａ）参照）。
【０２１４】
そして、プリンタ制御装置２０９０は、各受光部の出力信号を時間的に追跡し、検出用光が、ライン状パターンＬＰＹ１を照射してからライン状パターンＬＰＭ１を照射するまでの時間：Ｔｙｍ、ライン状パターンＬＰＭ１を照射してからライン状パターンＬＰＣ１を照射するまでの時間：Ｔｍｃ、ライン状パターンＬＰＣ１を照射してからライン状パターンＬＰＫ１を照射するまでの時間：Ｔｃｋを検出する（図２２（ｃ）（Ｂ）参照）。
【０２１５】
各受光部の出力信号は、増幅・反転され、所定の基準値と比較する比較回路を介している。
【０２１６】
プリンタ制御装置２０９０は、時間：Ｔｙｍ、Ｔｍｃ、Ｔｃｋが略同じであれば「各色トナー画像相互の副方向に関する位置関係は適正である」と判断し、時間：Ｔｙｍ、Ｔｍｃ、Ｔｃｋが「略同じでない」場合には「各色トナー画像相互の副方向に関する位置関係にずれがある」と判断する。  
プリンタ制御装置２０９０は、上記位置関係にずれがあると判断した場合には、時間；Ｔｙｍ、Ｔｍｃ、Ｔｃｋ相互の時間差から上記位置関係のずれ量を求め、該ずれ量を走査制御装置に送る。走査制御装置は、入力された「ずれ量」を０とするように、対応するステーションにおける光走査開始のタイミングを調整する。
【０２１７】
プリンタ制御装置２０９０はまた、検出用光が、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：Ｔｙ、ライン状パターンＬＰＭ１を照射してからライン状パターンＬＰＭ２を照射するまでの時間：Ｔｍ、ライン状パターンＬＰＣ１を照射してからライン状パターンＬＰＣ２を照射するまでの時間：Ｔｃ、ライン状パターンＬＰＫ１を照射してからライン状パターンＬＰＫ２を照射するまでの時間：Ｔｋを検出する（図２２（ｃ）の参照）。
【０２１８】
そして、プリンタ制御装置２０９０は、時間：Ｔｙ、Ｔｍ、Ｔｃ、Ｔｋを「これらの時間について予め定められている基準時間」と比較する。そして、時間：Ｔｙ、Ｔｍ、Ｔｃ、Ｔｋがいずれも、これらに対する基準時間と同じであれば、プリンタ制御装置２０９０は「各色トナー画像相互の主方向に関する位置関係は適正である」と判断する。
【０２１９】
プリンタ制御装置２０９０は、例えば、時間：Ｔｙがその基準時間と異なっていれば、次の（１）式を用い、イエロートナー画像の「主方向に関する位置ずれ量：ΔＳ」を求める（図２２（ｄ）（Ａ）及び図２２（ｄ）（Ｂ）参照）。  
ΔＳ＝Ｖ・ΔＴ・ｃｏｔθ  ……（１）
式（１）における「Ｖ」は転写ベルト２０４０の副方向への移動速度、「ΔＴ」は時間：Ｔｙとその基準時間との差、「θ」はライン状パターンＬＰＹ２の主方向に対する傾斜角である。算出された位置ずれ量：ΔＳは走査制御装置に入力される。
【０２２０】
走査制御装置は「入力された位置ずれ量：ΔＳが０となる」ように、Ｙステーションを調整する。プリンタ制御装置２０９０はまた、位置ずれ量：ΔＳから「主方向に関するトナーパターンの中心位置」を求める。
【０２２１】
上には、転写ベルト２０４０上のトナーパターンを検出する場合を説明したが、これに限定されるものではなく、画像形成装置の形態によっては、感光体ドラムや中間転写ベルト上のトナーパターンを検出できることは言うまでも無い。
【０２２２】
画像形成装置として、複数の感光体ドラムを備えたカラープリンタ２０００につき説明したが、これに限らず、例えば１つの感光体ドラムを備え、単色の画像を形成するプリンタにも適用できる。
【０２２３】
また、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機であっても良い。
【０２２４】
また、説明は省いたが、現像ローラによって前記潜像にトナーが付着後の感光体ドラム上におけるトナーパターンのトナー濃度および位置、あるいはトナー濃度または位置を検出する場合においても、この発明の反射型光学センサは適用可能である。
【０２２５】
また、上には「表面が滑らかな転写ベルト（表面での反射が正反射のみ）」の場合を挙げたが、「表面が滑らかでない転写ベルト（表面での反射が拡散反射も含む）」についても上記考え方は適用できる。  
すなわち、適宜の手段を用いて「正反射体による検知出力分布」を測定できれば、それ
を用いて「正反射寄与分と拡散反射寄与分に分割する」ことが可能である。  
例えば、予め正反射体を用いて検知出力分布を測定しておき、測定された分布をメモリ
等に記憶しておくこともできるし、転写ベルトの一部に「表面が滑らかな部分」を形成し、この部分での正反射を検出することもできるし、可動式の正反射体を画像形成装置中に
備えて、必要なときにその正反射体を可動して検出することもできる。
【０２２６】
上に説明したところから明らかなように、請求項３に記載の「支持部材表面が検出用光で照射されたときの各受光部の受光量である第１の基準受光量と、支持部材上のトナーパターンが検出用光で照射されたときの各受光部の受光量である第２の基準受光量とを参照し、第２の基準受光量を、拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離する処理手段」や、請求項９の照射制御装置は、上に説明した実施の形態において、プリンタ制御装置２０９０により実現されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２２７】
【特許文献１】特開平１−      ３５４６６号公報
【特許文献２】特開２００４−  ２１１６４号公報
【特許文献３】特開２００２−  ７２６１２号公報
【特許文献４】特開２００４−３０９２９２号公報
【特許文献５】特開２００４−３０９２９３号公報
【特許文献６】特開２００９−２５８６０１号公報
【図１】
2014095924.tif 000003
【図２】
2014095924.tif 000004
【図３】
2014095924.tif 000005
【図４】
2014095924.tif 000006
【図５】
2014095924.tif 000007
【図６】
2014095924.tif 000008
【図７】
2014095924.tif 000009
【図８】
2014095924.tif 000010
【図９】
2014095924.tif 000011
【図１０】
2014095924.tif 000012
【図１１】
2014095924.tif 000013
【図１２】
2014095924.tif 000014
【図１３】
2014095924.tif 000015
【図１４】
2014095924.tif 000016
【図１５（ａ）】
2014095924.tif 000017
【図１５（ｂ）】
2014095924.tif 000018
【図１５（ｃ）】
2014095924.tif 000019
【図１５（ｄ）】
2014095924.tif 000020
【図１５（ｅ）】
2014095924.tif 000021
【図１５（ｆ）】
2014095924.tif 000022
【図１６（ａ）】
2014095924.tif 000023
【図１６（ｂ）】
2014095924.tif 000024
【図１６（ｃ）】
2014095924.tif 000025
【図１６（ｄ）】
2014095924.tif 000026
【図１６（ｅ）】
2014095924.tif 000027
【図１７（ａ）】
2014095924.tif 000028
【図１７（ｂ）】
2014095924.tif 000029
【図１７（ｃ）】
2014095924.tif 000030
【図１７（ｄ）】
2014095924.tif 000031
【図１７（ｅ）】
2014095924.tif 000032
【図１７（ｆ）】
2014095924.tif 000033
【図１７（ｇ）】
2014095924.tif 000034
【図１７（ｈ）】
2014095924.tif 000035
【図１８（ａ）】
2014095924.tif 000036
【図１８（ｂ）】
2014095924.tif 000037
【図１８（ｃ）】
2014095924.tif 000038
【図１８（ｄ）】
2014095924.tif 000039
【図１８（ｅ）】
2014095924.tif 000040
【図１８（ｆ）】
2014095924.tif 000041
【図１８（ｇ）】
2014095924.tif 000042
【図１８（ｈ）】
2014095924.tif 000043
【図１９（ａ）】
2014095924.tif 000044
【図１９（ｂ）】
2014095924.tif 000045
【図１９（ｃ）】
2014095924.tif 000046
【図１９（ｄ）】
2014095924.tif 000047
【図１９（ｅ）】
2014095924.tif 000048
【図１９（ｆ）】
2014095924.tif 000049
【図１９（ｇ）】
2014095924.tif 000050
【図１９（ｈ）】
2014095924.tif 000051
【図１９（ｉ）】
2014095924.tif 000052
【図２０（ａ）】
2014095924.tif 000053
【図２０（ｂ）】
2014095924.tif 000054
【図２０（ｃ）】
2014095924.tif 000055
【図２０（ｄ）】
2014095924.tif 000056
【図２０（ｅ）】
2014095924.tif 000057
【図２０（ｆ）】
2014095924.tif 000058
【図２１（ａ）】
2014095924.tif 000059
【図２１（ｂ）】
2014095924.tif 000060
【図２１（ｃ）】
2014095924.tif 000061
【図２１（ｄ）】
2014095924.tif 000062
【図２１（ｅ）】
2014095924.tif 000063
【図２１（ｆ）】
2014095924.tif 000064
【図２１（ｇ）】
2014095924.tif 000065
【図２１（ｈ）】
2014095924.tif 000066
【図２１（ｉ）】
2014095924.tif 000067
【図２２（ａ）】
2014095924.tif 000068
【図２２（ｂ）】
2014095924.tif 000069
【図２２（ｃ）】
2014095924.tif 000070
【図２２（ｄ）】
2014095924.tif 000071
【手続補正書】
【提出日】平成26年2月21日(2014.2.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明は、「より高精度」な検出ができる反射型光学センサの実現を課題とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この発明の「反射型光学センサ」は、所定の方向へ移動する部材の表面を検知する反射型光学センサであって、Ｎ（≧３）個の発光部を１方向に等間隔に配列一体化してなり、上記各発光部から検出光を放射する照明系と、Ｎ個の受光部を上記発光部の配列ピッチと同ピッチで１方向に配列一体化してなる受光系と、同一形状のＮ個の照射用マイクロレンズを、上記Ｎ個の発光部と同一ピッチで１方向にアレイ配列し一体化してなる照射用マイクロレンズアレイと、同一形状のＮ個の受光用マイクロレンズを、上記Ｎ個の受光部と同一ピッチで１方向にアレイ配列し一体化してなる受光用マイクロレンズアレイと、を有し、上記照明系の発光部の配列方向、上記受光系の受光部の配列方向、照射用マイクロレンズアレイのマイクロレンズ配列方向、受光用マイクロレンズアレイのマイクロレンズ配列方向が互いに平行で、且つ、上記移動する部材の移動方向に対して直交もしくは所定の角をなし、上記発光部から放射された光束が、照射用マイクロレンズを介して上記移動する部材に検出用光として照射され、上記移動する部材による反射光が受光用マイクロレンズを介して受光部に入射するように、上記照明系、受光系、照射用マイクロレンズアレイ、受光用マイクロレンズアレイの位置関係が定められ、上記照射用マイクロレンズアレイと受光用マイクロレンズアレイは同一の光学材料により形成され、上記照射用マイクロレンズは入射面に凸面を有する平凸形状、上記受光用マイクロレンズは射出面に凸面を有する平凸形状であり、上記各照射用マイクロレンズの光軸は、対応する発光部の中心を通り該発光部に垂直な発光部軸に平行で、この発光部軸に対して上記受光系側へ所定距離ずれ、上記各受光用マイクロレンズの光軸は、対応する受光部の中心を通り該受光部に垂直な受光部軸に対して平行で、上記受光部軸に対して、上記照明系に近づく側にずれており、上記受光用マイクロレンズのレンズ面積が上記照射用マイクロレンズのレンズ面積より大きく、上記受光用マイクロレンズのレンズ面曲率半径が、上記照射用マイクロレンズのレンズ面曲率半径よりも小さく、上記受光用マイクロレンズのレンズ肉厚が、上記照射用マイクロレンズのレンズ肉厚よりも大きい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
このように、この発明の反射型光学センサは「所定の方向へ移動する部材の表面を検知する」ものであって、上記の如き構成上の特徴を有する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
所定の方向へ移動する部材の表面に光検出用光を照射し、移動する部材による反射光を検出することにより、上記部材の表面を検知する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
「照射用マイクロレンズアレイ」は、Ｎ個の「同一形状の照射用マイクロレンズ」を、Ｎ個の発光部と同一ピッチで１方向にアレイ配列し一体化してなる。  
「受光用マイクロレンズアレイ」は、Ｎ個の「同一形状の受光用マイクロレンズ」を、Ｎ個の受光部と同一ピッチで１方向にアレイ配列し一体化してなる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
照明系の発光部の配列方向（上記１方向）、受光系の受光部の配列方向、照射用マイクロレンズアレイのマイクロレンズ配列方向、受光用マイクロレンズアレイのマイクロレンズ配列方向は互いに平行で、上記移動する部材の移動方向に対して直交もしくは所定の角をなす。以下において、「移動する部材」を単に「移動部材」とも称する。
また、移動する物体の移動する方向を「副方向」と称することもある。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
発光部から放射された光束が、照射用マイクロレンズを介して移動部材に検出用光として照射され、移動部材による反射光が受光用マイクロレンズを介して受光部に入射するように、照明系、受光系、照射用マイクロレンズアレイ、受光用マイクロレンズアレイの位置関係が定められている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
照射用マイクロレンズと受光用マイクロレンズとは、同一の光学材料により構成されている。
これら照射用マイクロレンズと受光用マイクロレンズは、何れも平凸形状である。
「平凸形状」における凸レンズ面は、照射用マイクロレンズでは入射側の面であり、受光用マイクロレンズでは射出側の面である。
レンズ面積、レンズ面曲率半径、レンズ肉厚は何れも、照射用マイクロレンズと受光用マイクロレンズとで異なる。
「レンズ面積」は、受光用マイクロレンズの方が照射用マイクロレンズよりも大きい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
上記「凸レンズ面」の曲率半径は、照射用マイクロレンズの方が、受光用マイクロレンズよりも小さい。
「レンズ肉厚」は、受光用マイクロレンズの方が照射用マイクロレンズよりも大きい。
また、各照射用マイクロレンズの光軸は、対応する発光部の中心を通り該発光部に垂直な発光部軸に平行で、この発光部軸に対して上記受光系側へ所定距離ずれている。  
以上の構成を反射型光学センサの基本構成とする。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
請求項１記載の反射型光学センサは、上記「基本構成」において、各受光用マイクロレンズの光軸が受光部軸に対して「照明系に近づく側」へずれている点を特徴とする。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
請求項２記載の反射型光学センサは、上記「基本構成」において、各受光用マイクロレンズの光軸が受光部軸に対して「照明系から遠ざかる側」へずれている点を特徴とする。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
請求項１または２に記載の反射型光学センサは、照射用マイクロレンズアレイと受光用マイクロレンズアレイの少なくとも一方は、表面側と裏面側の少なくとも一方の所定の領域に、遮光膜が形成されていることが好ましい（請求項３）。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の反射型光学センサでは、照射用マイクロレンズアレイと受光用マイクロレンズアレイが「一体として形成されている」ことが好ましい（請求項４）。  
この場合、照射用マイクロレンズアレイにおける所定の側からｉ（１≦i≦Ｎ）番目の照射用マイクロレンズと、受光用マイクロレンズアレイにおける上記所定の側からｉ（１≦i≦Ｎ）番目の受光用マイクロレンズとが「副方向において相互に接して長円状もしくは長方形形状の複合レンズ面」をなし、この複合レンズ面が、複合レンズ面の幅方向に、「発光部の配列ピッチと同一ピッチ」で接触しあっている構造であることができる（請求項５）。
この場合複合レンズ面の「長円状もしくは長方形形状の」の長手方向は、照射用マイクロレンズとこれに対応する受光用マイクロレンズの配列方向、即ち「副方向」である。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
請求項１〜５に記載の反射型光学センサは何れも、「支持部材表面が検出用光で照射されたときの各受光部の受光量」である第１の基準受光量と、「支持部材上のトナーパターンが検出用光で照射されたときの各受光部の受光量」である第２の基準受光量とを参照し、第２の基準受光量を「拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離」する「処理手段」を備えていることもできる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
そして、「処理手段」において、拡散反射光による受光量：Ｄ（拡）を正反射光による受光量：Ｄ（正）で除した値：Ｄ（拡）／Ｄ（正）を求める演算を行うこともできる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
請求項１〜５の何れか１項に記載の反射型光学センサは、Ｎ個の発光部が、配列方向にｍ組に分割され、各組は略等数の発光部を有し、各組の発光部を、配列順に同期して点滅させる「照射制御装置」を有することができる（請求項６）。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
請求項１〜６の何れか１項に記載の反射型光学センサは、発光部、受光部、照射用マイクロレンズ、受光用マイクロレンズの個数：Ｎが、  
７≦Ｎ≦３１  
の範囲内の奇数であることが好ましい（請求項７）。  
Ｎの値を「奇数」とするのは、配列数：Ｎに「中央」があるので、この中央の位置を占める発光部等を、トナーパターンの「主方向の中央」に対応させ得るからである。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
この発明の画像形成装置は、潜像担持体と、静電潜像形成手段と、現像装置と、転写装置とを有するものであって、静電潜像形成手段が帯電手段と光走査装置を有し、上記請求項１〜７の何れか１項に記載の反射型光学センサを有する（請求項８）。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
「静電潜像形成手段」は、潜像担持体の周面を均一帯電させる「帯電手段」と、潜像担持体に帯電と光走査を行なって、画像情報に応じた静電潜像を形成する「光走査装置」とを有する。  
「反射型光学センサ」は、潜像担持体または転写ベルトを移動部材として形成されたトナーパターンの「トナー濃度もしくは位置」、または、トナーパターンの「トナー濃度および位置」を検出するために用いられる。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
請求項８記載の画像形成装置は、複数の潜像担持体に異なる色のトナー画像を形成し、これら複数のトナー画像を重ね合わせて多色画像（「２色画像」や「フルカラー画像」を含む。）を形成するタンデム方式の画像形成装置であることができる（請求項９）。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
以上のように、この発明によれば、新規な反射型光学センナおよび画像形成装置を実現できる。この発明の反射型光学センサは、照明系、受光系、照射用マイクロレンズアレイ、受光用マイクロレンズアレイの位置関係が上記の如く適正化され、かつ、照射用マイクロレンズと受光用マイクロレンズとの光学特性が好適化されることにより、受光部の受光する光量を有効に増大させて、「より精度の良い検出」を行うことができる。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１３】
発光部・受光部の数は、請求項７記載のように「７〜３１個程度の奇数」であることが好ましいが、図１５以下の図に示す「９個の発光部・受光部の組み合わせ」は、好適なものの１つである。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２０２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２０２】
従って、上に説明した各モデルのマイクロレンズアレイは、各マイクロレンズの光軸の方向から見た状態では、図２１（ｈ）の上部左図に示す如きものとなる。  
即ち、互いに対応する「照射用マイクロレンズと受光用マイクロレンズと」は、副方向において相互に接して、副方向に長い「長円状の複合レンズ面」をなし、この複合レンズ面が、複合レンズ面の幅方向（主方向）に、発光部の配列ピッチ（説明中の例で０．４ｍｍ）と同一ピッチで接触しあっている（請求項５）。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２０３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２０３】
従って、上に説明した各モデルのマイクロレンズアレイは、各マイクロレンズの光軸の方向から見た状態では、図２１（ｈ）の上部左図に示す如きものとなる。  
即ち、互いに対応する「照射用マイクロレンズと受光用マイクロレンズと」は、副方向において相互に接して、副方向に長い「長円状の複合レンズ面」をなし、この複合レンズ面が、複合レンズ面の幅方向（主方向）に、発光部の配列ピッチ（説明中の例で０．４ｍｍ）と同一ピッチで接触しあっている（請求項５）。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２０４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２０４】
図２１（ｈ）に示す実施の形態では、照射用マイクロレンズアレイと受光用マイクロレンズアレイを一体化した「マイクロレンズアレイ」の「裏面」側に、「遮光膜」を設けている（請求項３）。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２０８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２０８】
先に、図１６に示す例に関連して「発光部Ｅ１〜Ｅ９を順次に点灯・消灯させ、そのときの各受光部の受光量に基づいて、トナーパターンの位置を確認できる」ことを述べた。この場合、発光部Ｅ１〜Ｅ９を順次に点灯・消灯するのにかかる時間が長いと、この時間の間にトナーパターンは副方向へ移動しているので、反射型光学センサとトナーパターンの位置関係が変化し、検出精度に影響することが考えられる。  
このような場合、請求項６記載の発明のように、Ｎ個の発光部を「配列方向にｍ組に分割して、各組が略等数の発光部を有するようにし、各組の発光部を「配列順に同期して点滅」させる照射制御装置を有するようにすることができる。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の方向へ移動する部材の表面を検知する反射型光学センサであって、
Ｎ（≧３）個の発光部を１方向に等間隔に配列一体化してなり、上記各発光部から検出光を放射する照明系と、
Ｎ個の受光部を上記発光部の配列ピッチと同ピッチで１方向に配列一体化してなる受光系と、  
同一形状のＮ個の照射用マイクロレンズを、上記Ｎ個の発光部と同一ピッチで１方向にアレイ配列し一体化してなる照射用マイクロレンズアレイと、
同一形状のＮ個の受光用マイクロレンズを、上記Ｎ個の受光部と同一ピッチで１方向にアレイ配列し一体化してなる受光用マイクロレンズアレイと、を有し、
上記照明系の発光部の配列方向、上記受光系の受光部の配列方向、照射用マイクロレンズアレイのマイクロレンズ配列方向、受光用マイクロレンズアレイのマイクロレンズ配列方向が互いに平行で、且つ、上記移動する部材の移動方向に対して直交もしくは所定の角をなし、  
上記発光部から放射された光束が、照射用マイクロレンズを介して上記移動する部材に検出用光として照射され、上記移動する部材による反射光が受光用マイクロレンズを介して受光部に入射するように、上記照明系、受光系、照射用マイクロレンズアレイ、受光用マイクロレンズアレイの位置関係が定められ、  
上記照射用マイクロレンズアレイと受光用マイクロレンズアレイは同一の光学材料により形成され、上記照射用マイクロレンズは入射面に凸面を有する平凸形状、上記受光用マイクロレンズは射出面に凸面を有する平凸形状であり、
上記各照射用マイクロレンズの光軸は、対応する発光部の中心を通り該発光部に垂直な発光部軸に平行で、この発光部軸に対して上記受光系側へ所定距離ずれ、  
上記各受光用マイクロレンズの光軸は、対応する受光部の中心を通り該受光部に垂直な受光部軸に対して平行で、上記受光部軸に対して、上記照明系に近づく側にずれており、
上記受光用マイクロレンズのレンズ面積が上記照射用マイクロレンズのレンズ面積より大きく、
上記受光用マイクロレンズのレンズ面曲率半径が、上記照射用マイクロレンズのレンズ面曲率半径よりも小さく、
上記受光用マイクロレンズのレンズ肉厚が、上記照射用マイクロレンズのレンズ肉厚よりも大きいことを特徴とする反射型光学センサ。
【請求項２】
所定の方向へ移動する部材の表面を検知する反射型光学センサであって、
Ｎ（≧３）個の発光部を１方向に等間隔に配列一体化してなり、上記各発光部から検出光を放射する照明系と、
Ｎ個の受光部を上記発光部の配列ピッチと同ピッチで１方向に配列一体化してなる受光系と、  
同一形状のＮ個の照射用マイクロレンズを、上記Ｎ個の発光部と同一ピッチで１方向にアレイ配列し一体化してなる照射用マイクロレンズアレイと、
同一形状のＮ個の受光用マイクロレンズを、上記Ｎ個の受光部と同一ピッチで１方向にアレイ配列し一体化してなる受光用マイクロレンズアレイと、を有し、
上記照明系の発光部の配列方向、上記受光系の受光部の配列方向、照射用マイクロレンズアレイのマイクロレンズ配列方向、受光用マイクロレンズアレイのマイクロレンズ配列方向が互いに平行で、且つ、上記移動する部材の移動方向に対して直交もしくは所定の角をなし、  
上記発光部から放射された光束が、照射用マイクロレンズを介して上記移動する部材に検出用光として照射され、上記移動する部材による反射光が受光用マイクロレンズを介して受光部に入射するように、上記照明系、受光系、照射用マイクロレンズアレイ、受光用マイクロレンズアレイの位置関係が定められ、
上記照射用マイクロレンズアレイと受光用マイクロレンズアレイは同一の光学材料により形成され、照射用マイクロレンズは入射面に凸面を有する平凸形状、受光用マイクロレンズは射出面に凸面を有する平凸形状であり、
上記各照射用マイクロレンズの光軸は、対応する発光部の中心を通り該発光部に垂直な発光部軸に平行で、この発光部軸に対して上記受光系側へ所定距離ずれ、  
上記各受光用マイクロレンズの光軸は、対応する受光部の中心を通り該受光部に垂直な受光部軸に対して平行で、上記受光部軸に対して、上記照明系から遠ざかる側にずれており、
上記照射用マイクロレンズと受光用マイクロレンズとは、レンズ面積、レンズ面曲率半径、レンズ肉厚が、何れも互いに異なり、受光用マイクロレンズのレンズ面積が照射用マイクロレンズのレンズ面積より大きく、
上記受光用マイクロレンズのレンズ面曲率半径およびレンズ肉厚が何れも、照射用マイクロレンズのレンズ面曲率半径、レンズ肉厚よりも大きいことを特徴とする反射型光学センサ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の反射型光学センサにおいて、
照射用マイクロレンズアレイと受光用マイクロレンズアレイの少なくとも一方は、表面側と裏面側の少なくとも一方の所定の領域に、遮光膜が形成されていることを特徴とする反射型光学センサ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の反射型光学センサにおいて、
照射用マイクロレンズアレイと受光用マイクロレンズアレイが、一体として形成されていることを特徴とする反射型光学センサ。
【請求項５】
請求項４記載の反射型光学センサにおいて、
照射用マイクロレンズアレイにおける所定の側からｉ（１≦i≦Ｎ）番目の照射用マイクロレンズと、受光用マイクロレンズアレイにおける上記所定の側からｉ（１≦i≦Ｎ）番目の受光用マイクロレンズとが、副方向において相互に接して長円状もしくは長方形形状の複合レンズ面をなし、
この複合レンズ面が、複合レンズ面の幅方向に、発光部の配列ピッチと同一ピッチで接触しあっていることを特徴とする反射型光学センサ。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の反射型光学センサにおいて、
Ｎ個の発光部が、配列方向にｍ組に分割され、各組は略等数の発光部を有し、各組の発光部を、配列順に同期して点滅させる照射制御装置を有することを特徴とする反射型光学センサ。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の反射型光学センサにおいて、
発光部、受光部、照射用マイクロレンズ、受光用マイクロレンズの個数：Ｎが、
７≦Ｎ≦３１
の範囲内の奇数であることを特徴とする反射型光学センサ。
【請求項８】
潜像担持体と、
この静電潜像に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
上記静電潜像を現像してトナー画像として可視化する現像装置と、
上記トナー画像を転写ベルトによりシート状記録媒体に転写する転写装置と、
上記潜像担持体または転写ベルトを支持部材として形成されたトナーパターンのトナー濃度もしくは位置、または上記トナーパターンのトナー濃度および位置を検出するために用いられる反射型光学センサと、を有し、
上記静電潜像形成手段は、潜像担持体を均一帯電させる帯電手段と、均一帯電された潜像担持体に光走査を行ない、画像情報に応じた静電潜像を形成する光走査装置とを有し、
上記反射型光学センサとして、請求項１〜７の何れか１項に記載の反射型光学センサを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８記載の画像形成装置において、
複数の潜像担持体に異なる色のトナー画像を形成し、これら複数のトナー画像を重ね合わせて多色画像を形成するタンデム方式の画像形成装置。