JP2013068971A - Toner information detection method, reflection-type optical sensor device, and image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce toner consumption and light-emission energy of a light-emitting unit in detecting a position of a toner pattern or toner density without decreasing work efficiency of image formation.SOLUTION: A toner information detection method includes: a preliminary detection process for causing, with the use of radiating means having light-emitting units E1 to E9 and light-receiving means having light-receiving units D1 to D9, r(≤9) light-emitting units of the irradiating means to emit light to preliminarily detect position range information of a toner pattern YP1; and a main detection process for selecting and causing s(<r) light-emitting units of the radiating means to emit light on the basis of the detection result in the preliminary detection process to detect information relating to the position of the toner pattern and/or toner density.

Description

この発明は、トナー情報検出方法、反射型光学センサおよび画像形成装置に関する。   The present invention relates to a toner information detection method, a reflective optical sensor, and an image forming apparatus.

トナーによる画像を形成する画像形成装置は、アナログ方式やデジタル方式の「モノクロあるいはカラー複写機」やプリンタ、プロッタ、ファクシミリ装置、近来はマルチファンクションプリンタ(以下「MFP」と略記する。)等として広く実施されている。   An image forming apparatus that forms an image using toner is widely used as an analog or digital “monochrome or color copier”, a printer, a plotter, a facsimile machine, and a multifunction printer (hereinafter abbreviated as “MFP”). It has been implemented.

このような画像形成装置により形成される画像は「トナー画像」であるが、よく知られたように、良好な画像を得るためには、静電潜像の現像に供されるトナー量が適正でなければならない。現像方式には「トナーとキャリアを含む2成分系の現像剤」を用いる方式や、トナーのみで構成された現像剤を用いるモノトナー現像方式等、種々の方式が知られているが、静電潜像が現像される現像部へ供給されるトナー量の多寡を「トナー濃度」と呼ぶことにする。   An image formed by such an image forming apparatus is a “toner image”. As is well known, in order to obtain a good image, the amount of toner used for developing an electrostatic latent image is appropriate. Must. Various development methods are known, such as a method using a “two-component developer containing toner and carrier” and a mono-toner development method using a developer composed only of toner. The amount of toner supplied to the developing unit where the latent image is developed is referred to as “toner density”.

トナー濃度が低すぎるときは、静電潜像に十分な量のトナーが供給されず、得られるトナー画像は濃度の不十分な画像となってしまう。
また、トナー濃度が高すぎるときは、形成されるべき画像の濃度分布が「高濃度側」に偏り、やはり見づらいトナー画像となってしまう。このように、適正なトナー画像が形成されるためには「トナー濃度が適正な範囲」になければならない。
When the toner density is too low, a sufficient amount of toner is not supplied to the electrostatic latent image, and the resulting toner image is an image with insufficient density.
On the other hand, when the toner density is too high, the density distribution of the image to be formed is biased toward the “high density side”, and the toner image is also difficult to see. As described above, in order to form an appropriate toner image, the toner density must be in an appropriate range.

また、良好なトナー画像を得るためには、記録紙等の画像担持媒体上におけるトナー画像の位置を正確に把握する必要がある。   Further, in order to obtain a good toner image, it is necessary to accurately grasp the position of the toner image on an image bearing medium such as recording paper.

例えば、光導電性の感光体上に形成されたトナー画像を、記録紙上に転写・定着して画像形成する場合、感光体上のトナー画像は「記録紙上の所望の位置(例えば中央部)」に正しく転写される必要がある。   For example, when a toner image formed on a photoconductive photoconductor is transferred and fixed on a recording paper to form an image, the toner image on the photoconductor is “a desired position on the recording paper (for example, the central portion)”. It needs to be transferred correctly.

トナー画像の「適正位置への転写」は、感光体上におけるトナー画像の「転写されるべき記録紙に対する位置」が適正に把握されていなければ実現できない。   The “transfer to the proper position” of the toner image cannot be realized unless the “position with respect to the recording paper to be transferred” of the toner image on the photosensitive member is properly grasped.

また、互いに色の異なる複数のトナー画像を重ね合わせて、多色画像やカラー画像を形成する場合においては、色の異なるトナー画像ごとに位置を把握して、適正な重ね合わせを行わねばならない。   In addition, when a plurality of toner images having different colors are overlapped to form a multicolor image or a color image, it is necessary to grasp the position of each toner image having a different color and perform proper overlapping.

重ね合わせられるトナー画像相互の位置関係を適切に調整できないと、「画像の書き出し側が相互にずれるレジストずれ」、「画像長さの誤差となる倍率ずれ」、さらにこれらが各色トナー画像間で相対的にずれることによる「色ずれ」など、様々な異常画像を生じる原因となる。   If the positional relationship between the superimposed toner images cannot be adjusted properly, “registration misalignment where the image writing sides deviate from each other”, “magnification misalignment resulting in image length error”, and these are relative to each other between the color toner images. This causes various abnormal images such as “color shift” due to misalignment.

従来から、トナー濃度やトナー画像位置の適正制御のため「トナー濃度検出用のトナーパターン」や「トナー位置検出用のトナーパターン」を形成し、これに検出光を照射し、反射光の変化を検出して、トナーパターンのトナー濃度や位置を検出する方法が広く行われている。トナーパターンに検出光を照射し、反射光を受光する光学装置は「反射型光学センサ」と呼ばれる。   Conventionally, for proper control of toner density and toner image position, a “toner pattern for toner density detection” and a “toner pattern for toner position detection” are formed and irradiated with detection light to change the reflected light. A method of detecting and detecting the toner density and position of a toner pattern is widely used. An optical device that irradiates a toner pattern with detection light and receives reflected light is called a “reflective optical sensor”.

反射型光学センサは古くから種々のものが提案され知られている(特許文献1〜6)。   Various reflection type optical sensors have been proposed and known for a long time (Patent Documents 1 to 6).

これら従来から知られた反射型光学センサは、1個または2個の発光部、あるいは「波長特性の異なる3個の発光部(LED)」と、反射光を受光するための1個または2個の受光部(フォトダイオードもしくはフォトトランジスタ)から構成されている。   These conventionally known reflection type optical sensors include one or two light emitting units, or “three light emitting units (LEDs) having different wavelength characteristics”, and one or two for receiving reflected light. Light receiving part (photodiode or phototransistor).

発光部としては上記の如くLEDが用いられるのが一般的であるが、LEDから放射される検出光は、トナー濃度検出用あるいはトナー位置検出用のトナーパターンに「トナーパターンよりも小さいサイズのスポット」として照射される。   As described above, the LED is generally used as the light emitting unit. However, the detection light emitted from the LED is applied to the toner pattern for detecting the toner concentration or the toner position for detecting a spot having a size smaller than that of the toner pattern. Is irradiated.

トナーパターンは、例えば、転写ベルト上に形成され、転写ベルトの回転に伴い移動する。このときトナーパターンの移動する方向を、この明細書においては「副方向」と呼び、転写ベルト上で、副方向に直交する方向を「主方向」と呼ぶ。トナー画像として可視化される静電潜像を「光走査」により形成する場合であれば、上記主方向は光走査における主走査方向に対応し、副方向は副走査方向に対応する。   For example, the toner pattern is formed on the transfer belt and moves as the transfer belt rotates. In this specification, the direction in which the toner pattern moves is referred to as “sub-direction”, and the direction perpendicular to the sub-direction on the transfer belt is referred to as “main direction”. In the case where an electrostatic latent image visualized as a toner image is formed by “optical scanning”, the main direction corresponds to the main scanning direction in optical scanning, and the sub direction corresponds to the sub scanning direction.

トナーパターンは光走査等による静電潜像形成部において書き込まれ、現像により可視化されてトナーパターンとなり、上記の場合であれば転写ベルト上に転写され、副方向に移動して反射型光学センサによる検出部に移動して検出光のスポットにより照射される。   The toner pattern is written in an electrostatic latent image forming unit by optical scanning or the like, and is visualized by development to become a toner pattern. In the above case, the toner pattern is transferred onto the transfer belt, moved in the sub direction, and reflected by the reflective optical sensor. It moves to a detection part and is irradiated with the spot of detection light.

検出光のスポットの大きさは、通常、直径:2〜3mm程度である。   The spot size of the detection light is usually about 2 to 3 mm in diameter.

反射型光学センサによる検出光のスポットが照射される「主方向の位置」は、トナーパターンの「主方向中央部」であることが理想である。
しかしながら、静電潜像形成部における光走査領域や反射型光学センサの取り付け位置が「主方向に経時的に変動」したり、転写ベルトが蛇行したりすることにより、トナーパターンと反射型光学センサの「主方向における位置関係」は、必ずしも理想状態とはならない。
Ideally, the “position in the main direction” where the spot of the detection light from the reflective optical sensor is irradiated is the “central part in the main direction” of the toner pattern.
However, when the mounting position of the optical scanning area and the reflective optical sensor in the electrostatic latent image forming unit “changes with time in the main direction” or the transfer belt meanders, the toner pattern and the reflective optical sensor The “positional relationship in the main direction” is not necessarily an ideal state.

トナーパターンと反射型光学センサとの「主方向における位置関係」がずれ、検出光のスポットがトナーパターンから「はみ出して照射」されると、受光手段が受光する反射光は適正なものではなく、トナーパターンのトナー濃度や位置を適正に検出できない。   When the “positional relationship in the main direction” between the toner pattern and the reflective optical sensor is shifted, and the spot of the detection light is “extruded and projected” from the toner pattern, the reflected light received by the light receiving means is not appropriate. The toner density and position of the toner pattern cannot be detected properly.

例として、検出光を1個のスポットとして照射し、反射光を1個の受光部で受光し、正反射光(転写ベルト表面の反射特性に相当)と拡散反射光(トナーパターンの反射特性に相当)の差によりトナー濃度を検出する場合について説明する。
受光部が「転写ベルト表面での正反射光を受光する」ように配置されている場合、検出光のスポットがトナーパターンから「はみ出す」ことなくトナーパターンを適正に照射している場合には、受光部の受光する光量は「転写ベルト表面での正反射光を受光するときよりも小さく」なり、正反射光を受光する場合との受光量の差によって、トナーパターンのトナー濃度を適正に検出できる。
As an example, the detection light is irradiated as one spot, the reflected light is received by one light receiving portion, the specular reflection light (corresponding to the reflection characteristic of the transfer belt surface) and the diffuse reflection light (to the reflection characteristic of the toner pattern) The case where the toner density is detected based on the difference between the two) will be described.
When the light receiving part is arranged so as to "receive regular reflection light on the surface of the transfer belt", when the spot of the detection light irradiates the toner pattern properly without "extruding" from the toner pattern, The amount of light received by the light receiving unit is "smaller than when receiving regular reflection light on the transfer belt surface", and the toner density of the toner pattern is properly detected based on the difference in the amount of received light from when receiving regular reflection light. it can.

しかし、検出光のスポットが「トナーパターンの外側にはみ出して照射」されると、スポットの一部はトナーパターンの部分を照射して拡散反射されるが、トナーパターンの外側にはみ出したスポット部分の検出光は「トナーパターンの無い転写ベルト表面」を照射して正反射される。従って、この場合、受光部が受光する光量は「トナーパターンのみによる拡散反射光を受光する場合」よりも大きくなる。   However, when the spot of the detection light is “exposed and irradiated outside the toner pattern”, a part of the spot is diffused and reflected by irradiating the part of the toner pattern. The detection light is regularly reflected by irradiating the “transfer belt surface having no toner pattern”. Accordingly, in this case, the amount of light received by the light receiving unit is larger than “when light diffusely reflected by only the toner pattern is received”.

このような「受光結果」は、トナーパターンにおける「トナー量が少ない場合」にも起こりうるものであるから、上記の場合、トナーパターンの有するトナー濃度が、実際よりも低く検出されてしまうことになる。   Such a “light reception result” can also occur in “a case where the toner amount is small” in the toner pattern. Therefore, in the above case, the toner density of the toner pattern is detected to be lower than actual. Become.

また、トナーパターンの位置を検出する場合、一般に、受光部が受光する「正反射光の強度」にスレッシュレベルを設定し、このスレッシュレベルを基準にしてトナーパターン位置を決定する。   When detecting the position of the toner pattern, generally, a threshold level is set to “intensity of specularly reflected light” received by the light receiving unit, and the toner pattern position is determined based on this threshold level.

即ち、受光量が「設定されたスレッシュレベル」より低いときに「トナーパターンが有る」とするので、上記の受光結果は検出信号の変動となり、トナーパターン位置の正しい検出に悪影響を及ぼす。   That is, since the “toner pattern is present” when the amount of received light is lower than the “set threshold level”, the light reception result described above changes in the detection signal, which adversely affects the correct detection of the toner pattern position.

このような問題を避けるため、従来は、トナーパターンと反射型光学センサの「主方向における位置関係」のずれの存在に拘わらず、検出光のスポットが「主方向に於いてトナーパターン内に位置する」ように、トナーパターンの主方向幅を15mm程度〜25mm程度の大きさに設定し、上記「位置関係のずれ」が生じても、検出光のスポットがトナーパターンの主方向外側にはみ出さないようにしていた。   In order to avoid such a problem, conventionally, the spot of the detection light is “positioned in the toner pattern in the main direction” regardless of the existence of a deviation of the “positional relationship in the main direction” between the toner pattern and the reflective optical sensor. The width of the main direction of the toner pattern is set to a size of about 15 mm to 25 mm as described above, and the spot of the detection light protrudes outside the main direction of the toner pattern even if the above-mentioned “positional deviation” occurs. I was trying not to.

トナー濃度を検出する場合には、トナーパターンから十分な拡散反射が生じるように、トナーパターンの副方向幅も、検出光のスポットの大きさよりも十分大きくされていた。   When detecting the toner density, the width in the sub-direction of the toner pattern is sufficiently larger than the spot size of the detection light so that sufficient diffuse reflection is generated from the toner pattern.

ところで、画像形成装置、特にカラー画像形成装置において、反射型光学センサとトナーパターンによるトナー濃度やトナーパターン位置の検出は、画像形成プロセスを適正化して「高画質を確保・維持」できるように行われ、形成すべき画像の出力とは別個に行われるため、トナーパターンのトナー濃度や位置の検出を行っている間は「本来の画像形成プロセス」を行うことができない。   By the way, in an image forming apparatus, particularly a color image forming apparatus, detection of toner density and toner pattern position using a reflective optical sensor and a toner pattern is performed so that the image forming process can be optimized and “high image quality can be ensured / maintained”. However, since it is performed separately from the output of the image to be formed, the “original image forming process” cannot be performed while the toner density and position of the toner pattern are being detected.

トナーパターンとなるべき静電潜像を光走査で書き込む場合であると、トナーパターンの大きさに比例して光走査のパターン書き込み時間が大きくなり、本来の画像形成に対する作業効率を低下させる原因となる。   If the electrostatic latent image to be a toner pattern is written by optical scanning, the time for writing the optical scanning pattern increases in proportion to the size of the toner pattern, which causes a reduction in work efficiency for original image formation. Become.

また、検出用のトナーパターンを形成するトナーは、本来の画像形成に寄与しない「不寄与トナー」として消費され、パターンの大きさ(面積)に比例して不寄与トナーの消費量も大きくなる。即ち、従来から知られた検出方式は、作業効率の向上を困難とするという問題と、不寄与トナーの消費量が大きいという問題とを抱えている。   Further, the toner that forms the detection toner pattern is consumed as “non-contributing toner” that does not contribute to the original image formation, and the consumption amount of the non-contributing toner increases in proportion to the size (area) of the pattern. That is, the conventionally known detection methods have a problem that it is difficult to improve work efficiency and a problem that the consumption of non-contributing toner is large.

この発明は、画質を維持するための画像形成装置の調整を行う際に、本来の画像形成の作業効率を低下させないようにすること、また、上記画像形成装置の調整の際のトナー消費量を低減し、発光部の発光エネルギを低減することを課題とする。   According to the present invention, when adjusting the image forming apparatus for maintaining the image quality, the original image forming work efficiency is not lowered, and the toner consumption during the adjustment of the image forming apparatus is reduced. It is an object to reduce the emission energy of the light emitting unit.

この発明のトナー情報検出方法は「トナーによる画像を形成する画像形成方法において、所定の副方向へ移動する支持部材の表面に所定のトナーパターンを1以上形成し、支持部材に照射手段により検出光を照射し、支持部材および/またはトナーパターンによる反射光を受光手段により受光し、検出光に対する支持部材の反射特性とトナーパターンの反射特性の差に基づきトナーパターンの位置および/またはトナー濃度に関する情報を検出するトナー情報検出方法」である。   The toner information detecting method according to the present invention is “in the image forming method for forming an image with toner, one or more predetermined toner patterns are formed on the surface of the supporting member moving in a predetermined sub-direction, and the detection light is detected on the supporting member by the irradiation means , The light reflected by the support member and / or the toner pattern is received by the light receiving means, and the information on the position of the toner pattern and / or the toner density based on the difference between the reflection characteristics of the support member and the toner pattern with respect to the detection light Is a toner information detection method for detecting ”.

「トナーによる画像を形成する画像形成方法」は、前述の、複写機やプリンタ、プロッタ、ファクシミリ装置、MFP等の画像形成装置において実行される画像形成方法であり、「静電潜像を形成するプロセス」と「形成された静電潜像をトナーにより可視化するプロセス」とを有する。
静電潜像の形成は、均一帯電した光導電性の潜像担持体に対して「光走査等の露光プロセス」を実行することにより行われる。
The “image forming method for forming an image using toner” is an image forming method executed in the above-described image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a plotter, a facsimile machine, and an MFP, and “forms an electrostatic latent image”. And “process for visualizing the formed electrostatic latent image with toner”.
The electrostatic latent image is formed by performing an “exposure process such as optical scanning” on the uniformly charged photoconductive latent image carrier.

「トナーパターン」は、トナー情報の検出に用いられるための「トナー画像」で、「トナーパターンとなるべく形成された静電潜像がトナー画像として可視化されたもの」であり、検出されるときには支持部材上に形成されている。即ち、トナーパターンは支持部材上に形成され、支持部材の「副方向への移動」により検出部(検出光の照射と反射光の受光が行なわれる部位)へ持ち来たされる。
「トナーパターンとなるべき静電潜像」は、所定の濃度パターンの像を露光して形成することもできるし、光走査による書き込みにより形成することもできる。
The “toner pattern” is a “toner image” for use in detecting toner information, and is “an electrostatic latent image formed as a toner pattern that has been visualized as a toner image” and is supported when detected. It is formed on the member. In other words, the toner pattern is formed on the support member, and is brought to the detection unit (the portion where the detection light is irradiated and the reflected light is received) by the “movement in the sub direction” of the support member.
The “electrostatic latent image to be a toner pattern” can be formed by exposing an image having a predetermined density pattern, or can be formed by writing by optical scanning.

「支持部材」は、上記の如く、トナー情報の検出が行なわれる際に、トナーパターンを保持して副方向に移動する部材であり、具体的には、例えば「静電潜像が形成される潜像担持体自体」や「トナー画像の転写に用いる転写ベルトや中間転写ベルト」であることができる。場合によっては、例えば、再生紙や片面を使用された転写紙等にトナーパターンを転写し、このように転写されたトナーパターンを対象としてトナー情報の検出を行なうこともできる。   The “support member” is a member that holds the toner pattern and moves in the sub-direction when toner information is detected as described above. Specifically, for example, “an electrostatic latent image is formed”. It can be “a latent image carrier itself” or “a transfer belt or intermediate transfer belt used for transferring a toner image”. In some cases, for example, a toner pattern can be transferred to recycled paper or transfer paper using one side, and toner information can be detected for the transferred toner pattern.

「トナーパターンが所定である」とは、トナーパターンが定形、即ち「一定の形状を有する」ことを意味する。   “Toner pattern is predetermined” means that the toner pattern has a fixed shape, that is, “has a certain shape”.

検出の対象である「トナー情報」は、トナーパターンの位置および/またはトナー濃度に関する情報である。即ち、検出されるべきトナー情報は、トナーパターンの位置に関する情報、トナーパターンにおけるトナー濃度に関する情報、トナーパターンの位置とトナー濃度とに関する情報の3種のうちの何れかである。   The “toner information” to be detected is information relating to the position of the toner pattern and / or the toner density. That is, the toner information to be detected is any one of the three types of information relating to the position of the toner pattern, information relating to the toner density in the toner pattern, and information relating to the position and toner density of the toner pattern.

請求項1記載のトナー情報検出方法は、以下の如き特徴を有する。
即ち、トナー情報の検出に用いられる手段として、照射手段と受光手段とを有する。
「照射手段」は、検出光を放射する検出光用の発光部をM(≧3)個、支持部材に検出光のスポットをM箇所で照射できるように、且つ、副方向に直交する方向において隣接するスポットの間が、上記直交する方向におけるトナーパターンの大きさ以下となるように、副方向に交わる1方向に配置して構成される。
The toner information detection method according to claim 1 has the following characteristics.
In other words, the means used for detecting toner information includes an irradiating means and a light receiving means.
“Irradiation means” means that M (≧ 3) light emitting portions for detecting light that radiate detection light can be irradiated at M spots with detection light spots on the support member, and in a direction orthogonal to the sub-direction. The adjacent spots are arranged in one direction intersecting with the sub direction so that the size of the toner pattern in the orthogonal direction is equal to or less than the size of the toner pattern.

「受光手段」は、照射手段とするとともに、N(≧3)個の受光部を、支持部材および/またはトナーパターンによる検出光の反射光を受光できるように、照射手段に対応させ、且つ、支持部材に対向させて1方向に配列して構成される。   The “light receiving means” is an irradiation means, and N (≧ 3) light receiving portions are made to correspond to the irradiation means so that the reflected light of the detection light from the support member and / or the toner pattern can be received, and Arranged in one direction to face the support member.

N個の受光部が「支持部材および/またはトナーパターンによる検出光の反射光を受光できる」とは、検出光が照射されたとき、N個の受光部が、支持部材からの反射光、トナーパターンによる反射光、支持部材とトナーパターンによる反射光の何れをも受光できることを意味する。   The N light receiving parts “can receive the reflected light of the detection light by the support member and / or the toner pattern” means that when the detection light is irradiated, the N light receiving parts are reflected light from the support member, toner This means that it is possible to receive both reflected light from the pattern and reflected light from the support member and the toner pattern.

請求項1記載のトナー情報検出方法は、予備検出工程と、本検出工程とを有する。
「予備検出工程」は、照射手段におけるr(≦M)個の発光部を発光させてトナーパターンの位置範囲情報を予備的に検出する工程である。
即ち、予備検出工程では、照射手段を構成するM個の発光部の全て、もしくはM個の発光部に含まれるr(<M)個の発光部が発光される。そして、支持部材上のトナーパターンの「位置範囲情報」が検出される。
The toner information detection method according to the first aspect includes a preliminary detection step and a main detection step.
The “preliminary detection step” is a step of preliminarily detecting the position range information of the toner pattern by causing the r (≦ M) light emitting portions in the irradiation unit to emit light.
That is, in the preliminary detection step, all of the M light emitting units constituting the irradiation unit or r (<M) light emitting units included in the M light emitting units emit light. Then, “position range information” of the toner pattern on the support member is detected.

トナーパターンの「位置範囲情報」は、トナーパターンが位置する支持部材上の「主として主方向における大まかな範囲」を表す情報である。   “Position range information” of the toner pattern is information indicating “rough range mainly in the main direction” on the support member where the toner pattern is located.

「本検出工程」は、予備検出工程による検出結果に基づき、照射手段において発光させるs(<r)個の発光部を選択して発光させ、トナーパターンの位置および/またはトナー濃度に関する情報を検出する工程である。即ち「s」は必ず「M」より小さい。   In the “main detection step”, information on the position of the toner pattern and / or the toner density is detected by selecting and emitting s (<r) light emitting portions that emit light in the irradiation unit based on the detection result in the preliminary detection step. It is a process to do. That is, “s” is always smaller than “M”.

即ち、予備検出工程によりトナーパターンの支持部材上の大まかな位置を「位置範囲情報」として検出したのち、本検出工程で、検出範囲を「s(<r)個の発光部」による検出範囲に絞り込んで検出を行なう。このときの検出対象は「トナーパターンの位置および/またはトナー濃度に関する情報」である。これらトナー情報は、受光手段のN個の受光部の出力に基づき演算的に検出される。   That is, after the rough position on the support member of the toner pattern is detected as “position range information” in the preliminary detection step, the detection range is changed to the detection range by “s (<r) light emitting units” in this detection step. Narrow down to detect. The detection target at this time is “information on the position and / or toner density of the toner pattern”. The toner information is arithmetically detected based on the outputs of the N light receiving portions of the light receiving means.

なお、予備検出工程で「位置範囲情報の検出」に供されるトナーパターンと、本検出工程で検出に供されるトナーパターンとは異なるパターンとすることもできるが、本検出工程用のトナーパターンの一部を用いて予備検出工程を行なうこともできる。   The toner pattern used for “detection of position range information” in the preliminary detection process may be different from the toner pattern used for detection in the main detection process. A preliminary detection step can also be performed using a part of the above.

予備検出工程において発光させるr個の発光部は同時に発光させても良いし、順次に発光させてもよい。同様に、本検出工程で発光させるs個の発光部も、同時に発光させても良いし、順次に発光させてもよい。
r個あるいはs個の発光部を順次に発光させるとは、発光部を個別的に順次に点滅させることを意味する。この場合、r個の発光部のうちに「同時に点滅するものが複数存在」する場合もある。
The r light emitting units that emit light in the preliminary detection step may emit light simultaneously or sequentially. Similarly, the s light emitting units that emit light in the present detection process may emit light simultaneously or sequentially.
Sequentially emitting r or s light emitting units means that the light emitting units are individually blinked sequentially. In this case, among the r light emitting units, there may be “a plurality of flashing units simultaneously”.

説明を補足すると、上の説明において「副方向に交わる1方向」は、副方向に直交する方向、即ち「主方向」も含む。
「副方向に直交する方向において隣接するスポットの間」は、M個の発光部のそれぞれから放射される検出光が支持部材表面に形成する「M個のスポットの1方向の配列」を、副方向に直交する方向、即ち「主方向」に射影したとき、この射影状態において隣接するスポットの間を意味する。
To supplement the description, in the above description, “one direction intersecting with the sub direction” includes a direction orthogonal to the sub direction, that is, “main direction”.
“Between adjacent spots in the direction orthogonal to the sub-direction” refers to “an array of M spots in one direction” formed on the surface of the support member by the detection light emitted from each of the M light-emitting portions. When projected in a direction orthogonal to the direction, that is, the “main direction”, it means between adjacent spots in this projected state.

「スポットの間」は、スポットの中心間の距離ではなく、射影状態において隣接するスポットが互いに重なり合わない場合には、隣接スポットの「縁から縁までの、主方向における距離」を言う。   “Between spots” is not the distance between the centers of the spots, but refers to the “distance in the main direction from edge to edge” of adjacent spots when adjacent spots do not overlap each other in the projected state.

若干、具体的に説明すると、例えば、M個の発光部が主方向に3mmピッチで配列し、各発光部が形成する「検出光のスポット」が、直径:2mmの円形であるとする。
このとき、支持部材上において、M個のスポットは主方向に3mmピッチで配列するが、隣接するスポットの間は「主方向に1mm」であって、この1mmの領域は検出光により照射されることがない。
More specifically, for example, it is assumed that M light emitting portions are arranged at a pitch of 3 mm in the main direction, and the “detection light spot” formed by each light emitting portion is a circle having a diameter of 2 mm.
At this time, on the support member, M spots are arranged at a pitch of 3 mm in the main direction, but between adjacent spots is “1 mm in the main direction”, and this 1 mm region is irradiated with detection light. There is nothing.

しかし、トナーパターンの主方向の大きさが「隣接するスポットの間」である1mmよりも大きければ、トナーパターンが「検出光のスポットが配列する領域」を通過する際に、トナーパターンの少なくとも一部は必ず検出光のスポットに照射される。   However, if the size of the toner pattern in the main direction is larger than 1 mm, which is “between adjacent spots”, at least one of the toner patterns when passing through the “region where the spots of detection light are arranged”. The part is always irradiated with a spot of detection light.

従って、この場合に「トナーパターンが、検出光のスポットにより照射される」ためには、トナーパターンの主方向の大きさが1mmより若干大きければよく、主方向に15mm〜25mmを必要としていた従来のトナーパターンの大きさを有効に小さくできる。   Therefore, in this case, in order for the “toner pattern to be irradiated by the spot of the detection light”, the size of the toner pattern in the main direction needs to be slightly larger than 1 mm, and 15 mm to 25 mm in the main direction is conventionally required. The size of the toner pattern can be effectively reduced.

副方向に直交する方向において隣接するスポットの間は「主方向におけるトナーパターンの大きさ以下」となることが条件であるから、隣接するスポットの間は上記の場合、1mmよりも小さくてもよく、隣接するスポットが主方向において互いにオーバラップしても良い。この場合「隣接するスポットの間」は負の値となる。
隣接するスポットが主方向に於いて互いにオーバラップする場合には、検出光のスポットが照射される領域は「主方向に於いて連続した領域」となるので、トナーパターンの主方向の大きさは原理的にはいくらでも小さくできる。
Since the condition between the adjacent spots in the direction orthogonal to the sub direction is “below the size of the toner pattern in the main direction”, the distance between the adjacent spots may be smaller than 1 mm in the above case. Adjacent spots may overlap each other in the main direction. In this case, “between adjacent spots” is a negative value.
When adjacent spots overlap each other in the main direction, the area irradiated with the detection light spot is a “continuous area in the main direction”, so the size of the toner pattern in the main direction is In principle, it can be made as small as possible.

また、スポット自体の大きさが「トナーパターンの主方向における長さよりも小さく」ても、隣接するスポットの主方向のピッチが「トナーパターンの主方向における長さよりも小さ」ければ、主方向における隣接するスポットの間は当然に「トナーパターンの主方向における長さよりも小さい」ので、トナーパターンを確実に検出光で照射することができる。   Even if the size of the spot itself is “smaller than the length in the main direction of the toner pattern”, if the pitch in the main direction of the adjacent spot is “smaller than the length in the main direction of the toner pattern”, Naturally, the distance between adjacent spots is “smaller than the length of the toner pattern in the main direction”, so that the toner pattern can be reliably irradiated with the detection light.

検出光は支持部材に照射されると「支持部材および/またはトナーパターン」により反射され、反射光は受光手段により受光される。受光手段は3個以上の受光部を有し、検出光のスポットとトナーパターンとの位置関係に応じて、各受光部の受光する光量が変化する。従ってこれら3個以上の受光部の出力に基づき、トナーパターンの位置やトナー濃度を検出できる。   When the detection light is irradiated to the support member, it is reflected by the “support member and / or toner pattern”, and the reflected light is received by the light receiving means. The light receiving means has three or more light receiving portions, and the amount of light received by each light receiving portion changes according to the positional relationship between the spot of the detection light and the toner pattern. Therefore, the position of the toner pattern and the toner density can be detected based on the outputs of these three or more light receiving portions.

従来から知られているように「トナーパターン」に検出光を照射すると、検出光は「拡散反射」される。一方、支持部材の表面は、例えば、支持部材が光導電性の潜像担持体である場合には、支持部材表面は滑らかで検出光は正反射される。
従って、検出光が支持部材表面に照射されるときと、トナーパターンに照射されるときとでは、反射特性に「正反射と拡散反射」の差があり、この差が「3個以上の受光部の検出する光量に変化を齎す」ので、3個以上の受光部の出力によりトナーパターンに関するトナー情報を検出できる。
As conventionally known, when a “toner pattern” is irradiated with detection light, the detection light is “diffuse reflected”. On the other hand, for example, when the support member is a photoconductive latent image carrier, the support member surface is smooth and the detection light is regularly reflected.
Therefore, when the detection light is irradiated on the surface of the support member and when the toner pattern is irradiated, there is a difference of “regular reflection and diffuse reflection” in the reflection characteristics. Therefore, the toner information related to the toner pattern can be detected by the outputs of three or more light receiving portions.

また、支持部材が転写ベルトや中間転写ベルトである場合、支持部材の表面は「鏡面に近く検出光を実質的に正反射させる場合」もあれば「検出光を拡散反射させる場合」もあるが、支持部材表面が検出光を拡散反射させるものであっても、支持部材表面での検出光の拡散反射と、トナーパターンによる拡散反射とに「反射特性の差」があれば、検出光が拡散反射して複数の受光部に受光されるとき「複数受光部に配分される受光量の分布」が、支持媒体での拡散反射とトナーパターンによる拡散反射とで異なるので、トナー情報の検出が可能である。   In addition, when the support member is a transfer belt or an intermediate transfer belt, the surface of the support member may be “close to a mirror surface and substantially regularly reflect detection light” or “diffuse and reflect detection light”. Even if the surface of the support member diffuses and reflects the detection light, if there is a difference in reflection characteristics between the diffuse reflection of the detection light on the surface of the support member and the diffuse reflection due to the toner pattern, the detection light is diffused. When the light is reflected and received by multiple light receiving units, the distribution of the amount of received light distributed to the multiple light receiving units is different between the diffuse reflection on the support medium and the diffuse reflection by the toner pattern, so the toner information can be detected. It is.

上記の如く、照射手段を構成する発光部の個数:Mは3以上であり、受光手段を構成する受光部の数:Nも3以上である。MとNとは互いに等しくても(M=N)よいし、異なっても(M≠N)よい。また、M>NであることもN>Mであることも可能である。   As described above, the number of light emitting parts constituting the irradiation means: M is 3 or more, and the number of light receiving parts constituting the light receiving means: N is also 3 or more. M and N may be equal to each other (M = N) or may be different (M ≠ N). It is also possible that M> N or N> M.

「照射手段」は、発光部としてLEDを用い、3個以上のLEDを1方向に配列して構成することができる。この場合、LEDが「放射光を集光させるレンズ機能を持つ」ものであるならば、LEDを配列し、放射される光が「検出光として支持部材上に所望の大きさのスポット」を形成するように、支持部材に対する位置関係を定めれば良い。   The “irradiating means” can be configured by using LEDs as light emitting units and arranging three or more LEDs in one direction. In this case, if the LED has a “lens function for condensing the emitted light”, the LEDs are arranged, and the emitted light forms “a spot of a desired size on the support member as detection light”. Thus, the positional relationship with respect to the support member may be determined.

発光部としてはまた3以上の発光部を持つ「LEDアレイ」を用いることができる。この場合には、LED発光部から照射される光を支持部材上に集光させるような適当な集光光学系を組合せて照射手段とすることができる。   As the light emitting section, an “LED array” having three or more light emitting sections can be used. In this case, an appropriate condensing optical system that condenses the light emitted from the LED light emitting unit on the support member can be combined to form an irradiation unit.

「受光手段の受光部」としてはPD(フォトダイオード)を用いることができるが、3以上のPD素子をアレイ配列したPDアレイを受光手段として用いることができる。   A PD (photodiode) can be used as the “light receiving portion of the light receiving means”, but a PD array in which three or more PD elements are arranged in an array can be used as the light receiving means.

上記予備検出工程あるいは本検出工程において、発光部を順次に発光(点滅)させる場合は、予備検出もしくは本検出の検出対象となっているトナーパターンが「副方向において検出光の照射領域を通過する時間内」に検出のためのr個もしくはs個の発光部の点滅を終了させる必要がある。   In the preliminary detection step or the main detection step, when the light emitting unit is caused to sequentially emit light (flash), the toner pattern that is the detection target of the preliminary detection or the main detection “passes the detection light irradiation region in the sub direction. It is necessary to stop the flashing of the r or s light emitting units for detection within “time”.

このような場合には「トナーパターンが副方向において検出光の照射領域を通過する時間内」に、r個の発光部および/またはs個の発光部を順次に発光させる(請求項2)。   In such a case, the r light emitting units and / or the s light emitting units are sequentially caused to emit light within the “time when the toner pattern passes through the detection light irradiation region in the sub direction”.

請求項1または2記載のトナー情報検出方法においては「予備検出工程に際して、トナーパターンの位置範囲情報を検出できるr(<M)個の発光部を選択する」ことができる(請求項3)。   In the toner information detection method according to the first or second aspect, “r (<M) light emitting portions capable of detecting the position range information of the toner pattern are selected in the preliminary detection step” (claim 3).

即ち、照射手段におけるM個の発光部を同時に発光させたとき、支持部材は、検出光のM個のスポットで同時に照射されることになるが、このときM個のスポットにより照射される「主方向の照射範囲(以下、便宜的に「主方向検出可能範囲」と言う。)」は、一般に、支持部材上に形成されるトナーパターンの位置が主方向に変動しても、トナーパターンの位置が上記主方向検出可能範囲をはみ出さないように「検出されるべきトナーパターンの主方向のサイズに対して十分大きく設定」される。   That is, when M light emitting portions in the irradiating means are caused to emit light at the same time, the support member is simultaneously irradiated with M spots of detection light. At this time, the “main” is irradiated with M spots. The irradiation range in the direction (hereinafter referred to as “main direction detectable range” for convenience) ”generally refers to the position of the toner pattern even if the position of the toner pattern formed on the support member varies in the main direction. Is set to be sufficiently large with respect to the size of the toner pattern to be detected in the main direction so as not to protrude from the main direction detectable range.

仮に、形成されたトナーパターンの主方向の位置が、主方向検出可能範囲をはみ出すような場合には、トナーパターンの形成位置を調整して、主方向検出可能範囲をはみ出さないようなトナーパターンを形成して、予備検出工程・主検出工程を行えばよい。   If the position of the formed toner pattern in the main direction protrudes from the main direction detectable range, the toner pattern is adjusted so that the toner pattern does not protrude from the main direction detectable range. And a preliminary detection step and a main detection step may be performed.

支持部材上に形成されるトナーパターンが主方向検出範囲をはみ出すことが無ければ、トナーパターンの形成位置が「主方向検出範囲内で変動する範囲」がある程度分かっていれば、予備検出工程において上記「主方向検出範囲内で変動する範囲」を検出範囲としてカバーできる範囲を照射できるr(<M)個の発光部を選択すれば、予備検出工程の際に、M個の発光部全てを発光させる必要が無く、特に「発光部を順次点滅させる場合」であれば、M個の発光部を全て点滅させる場合に比して短い時間にr個の点滅を完了できるので「予備走査工程の時間」を短縮できる。
前述の如く、支持部材上に形成するトナーパターンは1以上であり、予備検出工程で位置範囲情報の検出に供されるトナーパターンと、本検出工程で検出に供されるトナーパターンとは、同一のパターンとすることもできるが、請求項1〜3の任意の1に記載のトナー情報検出方法において「予備検出工程により位置範囲情報を検出するための予備検出工程専用のトナーパターン」を支持部材表面に形成することは好ましい。
If the toner pattern formed on the support member does not protrude from the main direction detection range, and if the toner pattern forming position is known to some extent “the range within the main direction detection range”, then the preliminary detection step If r (<M) light emitting units capable of irradiating a range that can cover the “range fluctuating within the main direction detection range” is selected, all M light emitting units emit light during the preliminary detection process. In particular, if “when the light emitting units are sequentially blinked”, r blinks can be completed in a shorter time than when all the M light emitting units are blinked. Can be shortened.
As described above, the number of toner patterns formed on the support member is one or more, and the toner pattern used for detection of position range information in the preliminary detection process is the same as the toner pattern used for detection in the main detection process. The toner information detection method according to any one of claims 1 to 3, wherein "the toner pattern dedicated to the preliminary detection step for detecting the position range information by the preliminary detection step" is used as the support member. It is preferable to form on the surface.

この場合、トナーパターンの位置情報やトナー濃度情報の検出に用いるトナーパターンは、予備検出工程専用のトナーパターンと別個に形成されることになる。即ち、この場合には、予備検出工程専用のトナーパターンと本検出工程用のトナーパターンによる複数のトナーパターンが支持体上に形成され、支持体表面は副方向に変位し、予備検出工程は本検出工程に先立って行なわれるので、予備検出工程専用のトナーパターンは、他のトナーパターン(本検出工程用のトナーパターン)よりも「副方向の先頭」に形成する(請求項4)。   In this case, the toner pattern used for detecting the position information and toner density information of the toner pattern is formed separately from the toner pattern dedicated to the preliminary detection process. That is, in this case, a plurality of toner patterns are formed on the support by using the toner pattern dedicated to the preliminary detection process and the toner pattern for the main detection process, and the surface of the support is displaced in the sub-direction. Since it is performed prior to the detection step, the toner pattern dedicated to the preliminary detection step is formed at the “sub-direction head” with respect to other toner patterns (toner patterns for the main detection step).

逆に、請求項1〜3の任意の1に記載のトナー情報検出方法において、本検出工程によりトナーパターンの位置および/またはトナー濃度に関する情報を検出するためのトナーパターンが「予備検出工程で位置範囲情報を検出するためのトナーパターンを兼ねる」こともできる(請求項5)。トナーパターンの数に関しては、具体的な実施の形態に即して後述する。   On the contrary, in the toner information detecting method according to any one of claims 1 to 3, the toner pattern for detecting information on the position of the toner pattern and / or the toner density in the main detecting step is “position in the preliminary detecting step”. It can also serve as a toner pattern for detecting range information ”. The number of toner patterns will be described later according to a specific embodiment.

請求項1〜5の任意の1に記載のトナー情報検出方法における「検出対象としてのトナー情報」は、少なくとも「トナーパターンの支持部材上における位置情報」であることができる(請求項6)が、この場合、検出対象としてのトナー情報が「トナー濃度と位置情報とであり、本検出工程において、発光させるs個の発光部の個数を、検出対象がトナー濃度である場合と位置情報である場合とに応じて異ならせることができる(請求項7)。   The “toner information as a detection target” in the toner information detection method according to any one of claims 1 to 5 can be at least “position information on the support member of the toner pattern” (claim 6). In this case, the toner information as a detection target is “toner density and position information, and in this detection step, the number of s light-emitting portions to emit light is the position information when the detection target is the toner density. It can be made different depending on the case (Claim 7).

請求項6または7記載のトナー情報検出方法において「検出対象としてのトナー情報が位置情報である」ときには、発光させる発光部の数:s=1とすることができる(請求項8)。また、請求項6〜8の任意の1に記載のトナー情報検出方法において「検出対象としてのトナー情報がトナー濃度」であるときには、発光させる発光部の数:s>1とすることが好ましい(請求項9)。   In the toner information detection method according to claim 6 or 7, when “toner information as a detection target is position information”, the number of light emitting units to emit: s = 1 can be set (claim 8). Further, in the toner information detection method according to any one of claims 6 to 8, when "the toner information as the detection target is the toner density", it is preferable that the number of light emitting sections to emit: s> 1 ( Claim 9).

この発明の反射型光学センサ装置は、上記請求項1〜9の任意の1に記載のトナー情報検出方法の実施に用いられる反射型光学センサ装置であって、照射手段と、受光手段と、制御手段とを有する(請求項10)。   A reflection type optical sensor device according to the present invention is a reflection type optical sensor device used for carrying out the toner information detection method according to any one of claims 1 to 9, wherein the irradiation unit, the light receiving unit, and the control Means (claim 10).

「照射手段」は、独立してもしくは同時に点滅可能なM(≧3)個の発光部を1方向に配列してなる。照射手段は、M個の独立したLED素子を配列して構成することもできるし、M個のLED発光部をアレイ配列したLEDアレイを用いることもできる。   The “irradiation means” is formed by arranging M (≧ 3) light emitting units that can blink independently or simultaneously in one direction. The irradiating means can be configured by arranging M independent LED elements, or an LED array in which M LED light emitting units are arrayed can be used.

「受光手段」は、N(≧3)個の受光部を、照射手段に対応させて1方向に配列してなる。受光手段はN個の独立したPDを配列して構成することもできるし、N個のPD受光部を配列一体化したPDアレイを用いることもできる。   The “light receiving means” is formed by arranging N (≧ 3) light receiving portions in one direction corresponding to the irradiation means. The light receiving means can be configured by arranging N independent PDs, or a PD array in which N PD light receiving units are arranged and integrated can be used.

「制御手段」は、M個の発光部の発光を予備検出工程および本検出工程に応じて制御する手段である。制御手段はマイクロコンピュータあるいはCPU等として構成できる。   The “control means” is means for controlling the light emission of the M light emitting units according to the preliminary detection process and the main detection process. The control means can be configured as a microcomputer or a CPU.

この発明の画像形成装置は「トナーによる画像を形成する画像形成装置」であって、トナー情報を検出するための反射型光学センサ装置として、請求項10記載の反射型光学センサ装置を有することを特徴とする(請求項11)。   The image forming apparatus according to the present invention is an “image forming apparatus that forms an image using toner”, and includes the reflective optical sensor device according to claim 10 as a reflective optical sensor device for detecting toner information. It is characterized (claim 11).

請求項11記載の画像形成装置は「形成される画像が、色の異なる複数種のトナーによる多色画像もしくはカラー画像であり、色ごとのトナー情報が検出される」ものであることができる(請求項12)。   The image forming apparatus according to the eleventh aspect of the present invention may be “the image to be formed is a multicolor image or a color image with a plurality of types of toners having different colors, and toner information for each color is detected” ( Claim 12).

前述の如く、MおよびNの下限は3であるが、上限は、トナー情報検出用の反射型光学センサの実用的な大きさにより適宜に定めることができる。個数:MおよびNは、発光部・受光部を1列に配列するのであれば、これらの配列ピッチに依存し、反射型光学センサが主方向にカバーする検出領域を、配列ピッチで除した数になる。たとえば、主方向に25mmの検出領域をカバーするのであれば、発光部および受光部を0.5mmピッチで配列したとして、M=N=50である。
さらに高密度に配列したり、受光部の数を発光部の2倍としたり(N=2×M)、カバーする検出領域が大きくなったりすれば、M、Nは大きくなる。実用的な値としては、MおよびNは数10〜数100程度である。
As described above, the lower limit of M and N is 3, but the upper limit can be appropriately determined depending on the practical size of the reflective optical sensor for detecting toner information. The number: M and N depend on the arrangement pitch if the light emitting unit and the light receiving unit are arranged in a line, and are the number obtained by dividing the detection area covered by the reflective optical sensor in the main direction by the arrangement pitch. become. For example, if a detection area of 25 mm is covered in the main direction, M = N = 50, assuming that the light emitting units and the light receiving units are arranged at a pitch of 0.5 mm.
If the number of light receiving parts is more than twice that of the light emitting parts (N = 2 × M), or if the detection area to be covered becomes large, M and N become large. As practical values, M and N are about several tens to several hundreds.

照射手段を構成するM個の発光部におけるr個、s個の発光は、前述の如く、これらの発光部を「同時もしくは順次に点滅させる」ようにしても良いが、M個の発光部を幾つかのグループに分け、発光部の配列における一端側からグループ順次に点滅させてもよい。 「グループ順次の点滅」については後述する。   As described above, the light emitting units r and s in the M light emitting units constituting the irradiating means may be made to “blink simultaneously or sequentially”. It may be divided into several groups and blinked sequentially from one end side in the arrangement of the light emitting units. “Group sequential blinking” will be described later.

また、請求項1記載のトナー情報検出方法において、トナー濃度検出用のトナーパターンが「主方向および副方向に幅を有する矩形状のパターン」である場合、m(≧3)個の発光部と、n(≧3)個の受光部とにより発光部・受光部対を構成し、発光部・受光部対をP(≧2)対、主方向に平行もしくは交わる一方向に配置して照射手段とし、矩形状のパターンが、副方向において検出光の照射領域を通過する時間内に、照射手段の各発光部・受光部対において、対応する発光部が同時に発光するようにして、各発光部を順次に発光させることができる。   2. The toner information detection method according to claim 1, wherein when the toner pattern for toner density detection is a “rectangular pattern having a width in the main direction and the sub direction”, m (≧ 3) light emitting portions and , N (≧ 3) light-receiving portions constitute a light-emitting portion / light-receiving portion pair, and the light-emitting portion / light-receiving portion pair is arranged in one direction parallel to or intersecting with the main direction as P (≧ 2) pairs. Each light emitting unit is configured such that the corresponding light emitting unit emits light at the same time in each light emitting unit / light receiving unit pair of the irradiation unit within a time during which the rectangular pattern passes through the detection light irradiation region in the sub direction. Can be emitted sequentially.

「トナーパターン」について付言すると、トナーパターンはトナー情報を検出するべく、定形に形成されたトナー画像であるが、トナー濃度をトナー情報として検出する場合には「ある代表的なトナー濃度を表すように形成された単一のトナー画像」とすることもできるし、後述するように「複数のトナー画像」として形成される場合もある。
このように複数のトナー画像として形成される場合には、一つ一つのトナー画像がトナーパターンであるが、これら複数のトナー画像の集合を「トナーパターン」と呼ぶ場合もある。また、上記複数のトナー画像によるトナーパターンは「全体として単一のパターンとして形成」される場合もある(この場合には単一のトナーパターンの内部でトナーの色やトナー濃度、トナー画像の位置が副方向に変化している)。
As for the “toner pattern”, the toner pattern is a toner image formed in a fixed shape so as to detect the toner information. When the toner density is detected as the toner information, “to represent a representative toner density”. In other words, the toner image may be formed as “a plurality of toner images” as described later.
In the case where a plurality of toner images are formed as described above, each toner image is a toner pattern. A set of the plurality of toner images may be referred to as a “toner pattern”. In addition, the toner pattern of the plurality of toner images may be “formed as a single pattern as a whole” (in this case, the toner color, toner density, and position of the toner image within the single toner pattern). Is changing in the secondary direction).

以上に説明したように、この発明によれば新規なトナー情報検出方法、この方法の実施に用いる反射型光学センサおよびこの反射型光学センサを用い、上記トナー情報検出方法を実施する画像形成装置を実現できる。   As described above, according to the present invention, a novel toner information detection method, a reflective optical sensor used to implement this method, and an image forming apparatus that implements the toner information detection method using this reflective optical sensor are provided. realizable.

以下に詳細に説明するように、この発明によれば、トナー情報検出に用いるトナーパターンのサイズを従来のものに比して有効に小さくできるので、トナー情報検知に要する時間を短縮でき、本来の画像形成に対する作業効率を向上させることができる。
また、トナーパターンのサイズを小さくできるので、不寄与トナーの消費量を軽減できる。さらに、発光部の点滅回数を減少させることが可能となり、トナー情報検出に対する省エネルギ化を図ることが可能である。
As will be described in detail below, according to the present invention, since the size of the toner pattern used for toner information detection can be effectively reduced as compared with the conventional one, the time required for toner information detection can be shortened. Work efficiency for image formation can be improved.
Further, since the size of the toner pattern can be reduced, the consumption of non-contributing toner can be reduced. Furthermore, it is possible to reduce the number of blinks of the light emitting unit, and energy saving for toner information detection can be achieved.

画像形成装置の1形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating one form of an image forming apparatus. 反射型光学センサによるトナーパターンの検出を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the detection of the toner pattern by a reflection type optical sensor. 反射型光学センサによるトナーパターンの検出を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the detection of the toner pattern by a reflection type optical sensor. 反射型光学センサの受光部の出力パターンを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the output pattern of the light-receiving part of a reflection type optical sensor. 反射型光学センサの受光部の出力パターンの別例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating another example of the output pattern of the light-receiving part of a reflection type optical sensor. 図5の出力パターンにおけるトナーパターンによる反射特性と正規反射寄与分を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a reflection characteristic and a regular reflection contribution by a toner pattern in the output pattern of FIG. 5. 正規化された反射寄与分と拡散反射寄与分とを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the normalized reflection contribution and diffuse reflection contribution. 反射型光学センサの出力パターンを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the output pattern of a reflection type optical sensor. 反射型光学センサの発光部・受光部の配列例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of an arrangement | sequence of the light emission part and light-receiving part of a reflection type optical sensor. 反射型光学センサの発光部・受光部の別配列例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of another arrangement | sequence of the light emission part and light-receiving part of a reflection type optical sensor. 反射型光学センサの発光部・受光部の別配列例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of another arrangement | sequence of the light emission part and light-receiving part of a reflection type optical sensor. 反射型光学センサの他の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other example of a reflection type optical sensor. 反射型光学センサの他の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other example of a reflection type optical sensor. 反射型光学センサの他の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other example of a reflection type optical sensor. 反射型光学センサの他の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other example of a reflection type optical sensor. 反射型光学センサ装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a reflection type optical sensor apparatus.

以下、発明の実施の形態を説明する。
先ず、図1を参照して、画像形成装置の実施の形態を説明する。
図1に示す画像形成装置は「カラー画像」を形成するものである。カラー画像はイエロー:Y、マゼンタ:M、シアン:C、黒:Kの4色のトナーにより形成される。
図1において、符号20で示す部分は「光走査装置」である。光走査装置20は、従来から知られた公知の種々のものを用いることができる。
符号11Y〜11Kは「光導電性の潜像担持体」であるドラム状の感光体であり、感光体11Yはイエロートナーによるトナー画像の形成に用いられ、感光体11M、11C、11Kはそれぞれ、マゼンタトナー、シアントナー、黒トナーによるトナー画像の形成に用いられる。
Embodiments of the invention will be described below.
First, an embodiment of an image forming apparatus will be described with reference to FIG.
The image forming apparatus shown in FIG. 1 forms a “color image”. A color image is formed by toners of four colors of yellow: Y, magenta: M, cyan: C, and black: K.
In FIG. 1, a portion indicated by reference numeral 20 is an “optical scanning device”. As the optical scanning device 20, various publicly known devices can be used.
Reference numerals 11Y to 11K denote drum-shaped photoconductors that are “photoconductive latent image carriers”, and the photoconductor 11Y is used to form a toner image with yellow toner, and the photoconductors 11M, 11C, and 11K are respectively Used to form a toner image with magenta toner, cyan toner, and black toner.

即ち、光走査装置20は、4個の感光体11Y、11M、11C、11Kに対して「光走査による画像書き込み」を行う。
感光体11Y〜11Kは何れも時計回りに等速回転され、帯電手段をなす帯電ローラTY、TM、TC、TKにより均一帯電され、光走査装置20により「それぞれ対応する光走査」を受けてイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色画像を書き込まれ対応する静電潜像(ネガ潜像)を形成される。
That is, the optical scanning device 20 performs “image writing by optical scanning” on the four photoconductors 11Y, 11M, 11C, and 11K.
Each of the photoconductors 11Y to 11K is rotated at a constant speed in the clockwise direction, is uniformly charged by the charging rollers TY, TM, TC, and TK that form a charging unit, and receives “respectively corresponding optical scanning” by the optical scanning device 20, and yellow. , Magenta, cyan, and black color images are written to form a corresponding electrostatic latent image (negative latent image).

これら静電潜像はそれぞれ現像装置GY、GM、GC、GKにより反転現像され、感光体11Y、11M、11C、11K上にそれぞれイエロートナー画像、マゼンタトナー画像、シアントナー画像、黒トナー画像が形成される。   These electrostatic latent images are reversed and developed by developing devices GY, GM, GC, and GK, respectively, and a yellow toner image, a magenta toner image, a cyan toner image, and a black toner image are formed on the photoreceptors 11Y, 11M, 11C, and 11K, respectively. Is done.

これら各色トナー画像は、図示されない記録シート(転写紙やオーバヘッドプロジェクタ用のプラスチックシート)に転写される。転写には転写ベルト17が用いられる。   These color toner images are transferred to a recording sheet (not shown) (transfer paper or a plastic sheet for an overhead projector). A transfer belt 17 is used for transfer.

記録シートは、転写ベルト17の下部に設けられた「図示されないシート載置部」から給送され、図1において転写ベルト17の右側の上周面に供給され、転写ベルト17に静電吸着され、転写ベルト17が反時計回りに回転することにより図の左方へ搬送される。   The recording sheet is fed from a “sheet placing portion (not shown)” provided below the transfer belt 17, supplied to the upper peripheral surface on the right side of the transfer belt 17 in FIG. 1, and electrostatically attracted to the transfer belt 17. The transfer belt 17 is conveyed counterclockwise by rotating counterclockwise.

このように搬送されつつ、記録シートは、転写器15Yにより感光体11Y上からイエロートナー画像を転写され、転写器15M、15C、15Kによりそれぞれ、感光体11M、11C、11Kから、マゼンタトナー画像、シアントナー画像、黒トナー画像を順次に転写される。   While being conveyed in this manner, the recording sheet is transferred with the yellow toner image from the photoreceptor 11Y by the transfer device 15Y, and the magenta toner image from the photoreceptors 11M, 11C, and 11K by the transfer devices 15M, 15C, and 15K, respectively. A cyan toner image and a black toner image are sequentially transferred.

このようにして、記録シート上でイエロートナー画像〜黒トナー画像が重ね合わせられてカラー画像を合成的に構成する。
記録シートは、担持したカラー画像を定着装置19により定着されて装置外へ排出される。
In this way, a yellow toner image to a black toner image are superimposed on the recording sheet to compose a color image synthetically.
On the recording sheet, the carried color image is fixed by the fixing device 19 and discharged out of the device.

上記のようにすることに代えて、中間転写ベルトを用い、上記4色のトナー画像を中間転写ベルト上に重ね合わせて転写してカラー画像を得、このカラー画像を記録シートに転写し、定着するようにしても良い。   Instead of the above, an intermediate transfer belt is used, and the four color toner images are superimposed on the intermediate transfer belt and transferred to obtain a color image. This color image is transferred to a recording sheet and fixed. You may make it do.

図2は、「支持部材」である転写ベルト17上に形成されたトナーパターンと、反射型光学センサOS1〜OS4との位置関係を説明図的に示している。   FIG. 2 illustrates the positional relationship between the toner pattern formed on the transfer belt 17 as a “support member” and the reflective optical sensors OS1 to OS4.

図1に示す画像形成装置では、上記の如く画像の書き込みは光走査により行われ、光走査における主走査方向は図1の図面に直交する方向で、この方向が「主方向」である。   In the image forming apparatus shown in FIG. 1, image writing is performed by optical scanning as described above, and the main scanning direction in the optical scanning is a direction orthogonal to the drawing of FIG. 1, and this direction is the “main direction”.

図2では上下方向が主方向で、図1における「図面に直交する方向」に対応する。
また、図2の左右方向の左向きが副方向であり、転写ベルト17の表面の移動方向(図中に矢印Aで示す。)である。
In FIG. 2, the vertical direction is the main direction and corresponds to the “direction orthogonal to the drawing” in FIG.
Further, the leftward direction in the left-right direction in FIG. 2 is the sub direction, which is the moving direction of the surface of the transfer belt 17 (indicated by an arrow A in the figure).

図2において、符号YP1〜KP1、PP1〜PP4、DP1〜DP4は、トナー情報検出に用いられるトナーパターンを示す。トナーパターンYP1〜KP1は、それぞれ単一のパターンとして形成されているが、トナーパターンPP1〜PP4、DP1〜DP4は、それぞれが「複数のトナーパターンの集合」として形成されている。   In FIG. 2, symbols YP1 to KP1, PP1 to PP4, and DP1 to DP4 indicate toner patterns used for toner information detection. The toner patterns YP1 to KP1 are each formed as a single pattern, but the toner patterns PP1 to PP4 and DP1 to DP4 are each formed as a “collection of a plurality of toner patterns”.

これらのトナーパターンについて説明すると、トナーパターンYP1〜KP1は「予備検出工程専用のトナーパターン」であり、支持部材である転写ベルトの表面に、他のトナーパターンPP1〜PP4、DP1〜DP4に対し「副方向の先頭」に形成されている。   To explain these toner patterns, the toner patterns YP1 to KP1 are “toner patterns exclusively used for the preliminary detection step”, and “other toner patterns PP1 to PP4 and DP1 to DP4” are printed on the surface of the transfer belt as a support member. It is formed at the “head in the sub direction”.

トナーパターンYP1はイエロートナーにより形成され、トナーパターンMP1〜KP1はそれぞれ、マゼンタトナー、シアントナー、黒トナーによって形成されている。   The toner pattern YP1 is formed of yellow toner, and the toner patterns MP1 to KP1 are formed of magenta toner, cyan toner, and black toner, respectively.

トナーパターンPP1〜PP4はそれぞれが「主方向に平行な4本のライン状パターンと、主方向に対して傾いた4本のライン状パターン」により構成され、各色トナー画像の位置を主方向および副方向に対して、主方向の4箇所で位置情報として検出するためのものである。   Each of the toner patterns PP1 to PP4 is composed of “four line patterns parallel to the main direction and four line patterns inclined with respect to the main direction”, and the positions of the respective color toner images are set in the main direction and the sub-direction. This is for detecting position information at four locations in the main direction with respect to the direction.

これらトナーパターンPP1〜PP4のそれぞれにおいて、ライン状パターンは「主方向に平行なものと主方向に対して傾いたものが1本ずつ」ペアをなし、各ペアはイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各トナーで形成される。   In each of these toner patterns PP1 to PP4, the line pattern forms a pair of “one parallel to the main direction and one inclined with respect to the main direction”, and each pair is yellow, magenta, cyan, and black. Formed with each toner.

トナーパターンDP1〜DP4は、各色トナーの濃度を検出するためのパターンであり、トナーパターンDP1はイエロートナーにより形成され、トナーパターンDP2〜DP4はそれぞれ、マゼンタトナー、シアントナー、黒トナーによって形成されている。
トナーパターンDP1〜DP4は上記4色のトナーにより、濃度の異なる複数のトナーパターン(図では5種のパターン)が「副方向に近接」して配列形成されている。
即ち、トナーパターンDP1はイエロートナーの濃度を検出するためのパターンであり、トナーパターンDP2、DP3、DP4はそれぞれマゼンタトナー、シアントナー、黒トナーの濃度を検出するためのパターンである。
The toner patterns DP1 to DP4 are patterns for detecting the density of each color toner. The toner pattern DP1 is formed of yellow toner, and the toner patterns DP2 to DP4 are formed of magenta toner, cyan toner, and black toner, respectively. Yes.
In the toner patterns DP1 to DP4, a plurality of toner patterns having different densities (five types of patterns in the drawing) are arranged in an “adjacent direction in the sub direction” by the four color toners.
That is, the toner pattern DP1 is a pattern for detecting the density of yellow toner, and the toner patterns DP2, DP3, and DP4 are patterns for detecting the density of magenta toner, cyan toner, and black toner, respectively.

これら、トナーパターンは、図1に示した光走査装置20により感光体11Y〜11Kに個別に書き込まれて形成された「トナーパターンとなるべき静電潜像」が、各現像装置GY、GM、GC、GKにより反転現像されてトナー画像となり、さらに転写ベルト17の表面に直接的に転写されて形成される。
上記の如く、説明中の実施の形態において転写ベルト17が「支持部材」であり、以下、転写ベルト17を「支持部材17」とも言う。トナーパターンは支持部材たる転写ベルト17に形成され、転写ベルト17の回転により「副方向」に移動し、反射型光学センサOS1〜OS4よりトナー情報の検出が行われる。
As for these toner patterns, “electrostatic latent images to be toner patterns” formed by being individually written on the photoconductors 11Y to 11K by the optical scanning device 20 shown in FIG. The toner image is reversely developed by GC and GK to form a toner image, which is further directly transferred onto the surface of the transfer belt 17.
As described above, in the embodiment being described, the transfer belt 17 is a “support member”, and hereinafter, the transfer belt 17 is also referred to as a “support member 17”. The toner pattern is formed on the transfer belt 17 as a support member, and moves in the “sub-direction” by the rotation of the transfer belt 17, and toner information is detected by the reflective optical sensors OS 1 to OS 4.

転写ベルト17上に形成された各種トナーパターンは、図1において反射型光学センサOS1〜OS4よりも右側、即ち、これらセンサの下流側で、図示されないクリーニング装置により転写ベルト17の表面から除去される。   Various toner patterns formed on the transfer belt 17 are removed from the surface of the transfer belt 17 by a cleaning device (not shown) on the right side of the reflective optical sensors OS1 to OS4 in FIG. 1, that is, on the downstream side of these sensors. .

ここで、イエロートナーにより形成されるトナーパターンYP1、DP1を例にとると、これらはともに「イエロートナーにより現像される静電潜像」として同じ感光体11Y上に、一連の光書き込みにより形成され、図2に示すように、トナーパターンYP1の主方向の中央部と、トナーパターンDP1の主方向の中央部とを一致させて形成することができる。他のトナーパターンMP1〜KP1、DP2〜DP4の位置関係も同様である。   Here, taking toner patterns YP1 and DP1 formed by yellow toner as an example, these are both formed as a “electrostatic latent image developed by yellow toner” on the same photoreceptor 11Y by a series of optical writing. As shown in FIG. 2, the central portion in the main direction of the toner pattern YP1 and the central portion in the main direction of the toner pattern DP1 can be formed to coincide with each other. The positional relationship between the other toner patterns MP1 to KP1 and DP2 to DP4 is the same.

なお、変形例として、トナーパターンDP2〜DP4を、例えば、図2のトナーパターンDP1に続けて「副方向の上流側」に形成し、4つのトナーパターンDP1〜DP4が副方向に連続するようにして、これらを反射型光学センサOS1により順次にトナー濃度検出に供することもできる。この場合には、例えば、反射型光学センサOS4を省略し、トナーパターンKP1の形成を省略して、3個の反射型光学センサOS1〜OS3で、主走査方向の3箇所において、トナーパターンYP1〜CP1、位置検出パターンPP1〜PP3の検出を行っても良い。   As a modification, for example, the toner patterns DP2 to DP4 are formed “upstream in the sub direction” after the toner pattern DP1 of FIG. 2 so that the four toner patterns DP1 to DP4 are continuous in the sub direction. These can be sequentially subjected to toner density detection by the reflective optical sensor OS1. In this case, for example, the reflection type optical sensor OS4 is omitted, the formation of the toner pattern KP1 is omitted, and the three reflection type optical sensors OS1 to OS3 are used at three locations in the main scanning direction. CP1 and position detection patterns PP1 to PP3 may be detected.

上には、検出するトナーパターンを「記録シートを搬送して転写するための転写ベルト17上に形成」する例を説明したが、画像形成装置の形態によっては、潜像担持体としての感光体や中間転写ベルト(または中間転写体)上に形成される上記各トナーパターンを反射型光学センサによって検出することもできる。   In the above, an example in which the toner pattern to be detected is “formed on the transfer belt 17 for conveying and transferring the recording sheet” has been described. However, depending on the form of the image forming apparatus, a photosensitive member as a latent image carrier Alternatively, each of the toner patterns formed on the intermediate transfer belt (or intermediate transfer member) can be detected by a reflective optical sensor.

以下、反射型光学センサとトナーパターンによる「トナー情報」の検出を、実施の形態を通じて説明する。
図3(a)において、符号OS1は上に説明した反射型光学センサを示している。先に説明した4個の反射型光学センサOS1〜OS4は構造的には同一のものであるので、反射型光学センサOS1による検出を例にとって説明する。
Hereinafter, detection of “toner information” using a reflective optical sensor and a toner pattern will be described through embodiments.
In FIG. 3A, the symbol OS1 indicates the reflection type optical sensor described above. Since the four reflective optical sensors OS1 to OS4 described above are structurally identical, the detection by the reflective optical sensor OS1 will be described as an example.

図3(a)において上下方向が「主方向」、左右方向の左向きが「副方向」である。   In FIG. 3A, the vertical direction is the “main direction”, and the leftward direction in the left-right direction is the “sub direction”.

反射型光学センサOS1は、図3(a)に示すように、検出光を放射する検出光用の発光部E1〜E9(M=9)を主方向に平行に所定ピッチ等間隔に配置して「照射手段」とするとともに、支持部材・トナーパターンによる反射光を受光する受光部D1〜D9(N=9)を主走査方向に平行に所定ピッチ等間隔に配置して「受光手段」とし、これら照射手段と受光手段とを対応させて、適宜のハウジングに一体的に組み付けた構成である。
そしてハウジングは、図1に示した「転写ベルト17の下方の位置」に所定の位置関係で配置される。
As shown in FIG. 3A, the reflective optical sensor OS1 includes light emitting portions E1 to E9 (M = 9) for radiating detection light arranged at regular intervals at a predetermined pitch in parallel to the main direction. In addition to “irradiating means”, light receiving portions D1 to D9 (N = 9) that receive reflected light from the support member / toner pattern are arranged in parallel at a predetermined pitch in parallel to the main scanning direction to be “light receiving means”. These irradiating means and light receiving means are made to correspond to each other and integrally assembled to an appropriate housing.
The housing is arranged in a predetermined positional relationship at “a position below the transfer belt 17” shown in FIG.

照射手段をなす発光部E1〜E9と、受光手段をなす受光部D1〜D9とは、主方向において同じ位置に位置し、図3(b)に示すように、発光部E1〜E9を支持部材である転写ベルト17の表面に照射したとき、転写ベルト17による反射光が発光部の各々に対応する受光部D1〜D9に入射するように、即ち、発光部Ei(i=1〜9)を発光させたとき、転写ベルト17による反射光が受光部Diに入射するように、位置関係を定められている。従って、受光部D1〜D9の配列ピッチは、発光部E1〜E9の配列ピッチと等しい。   The light-emitting portions E1 to E9 that form the irradiation means and the light-receiving portions D1 to D9 that form the light-receiving means are located at the same position in the main direction, and as shown in FIG. When the surface of the transfer belt 17 is irradiated, the reflected light from the transfer belt 17 is incident on the light receiving portions D1 to D9 corresponding to the light emitting portions, that is, the light emitting portions Ei (i = 1 to 9) are set. The positional relationship is determined such that when the light is emitted, the reflected light from the transfer belt 17 enters the light receiving portion Di. Therefore, the arrangement pitch of the light receiving parts D1 to D9 is equal to the arrangement pitch of the light emitting parts E1 to E9.

ここでは発光部および受光部の数をM=N=9としたが、これは説明を簡便にするためであり、実用的には上述したように、MおよびNは数10〜数100程度(例えば50〜500)の値をとることが一般的である。   Here, the number of light emitting units and light receiving units is set to M = N = 9, but this is for the sake of simplicity of explanation, and practically, as described above, M and N are about several tens to several hundreds ( For example, it is common to take a value of 50 to 500).

説明の具体性のため、転写ベルト17の表面が滑らかで、個々の発光部Eiから放射された検出光の転写ベルト表面での「正反射光」が対応する受光部Diに入射するようになっているものとする。   For the sake of concreteness of description, the surface of the transfer belt 17 is smooth, and “regular reflection light” on the surface of the transfer belt of the detection light emitted from each light emitting portion Ei is incident on the corresponding light receiving portion Di. It shall be.

従って、図3(b)において、受光部D1〜D9に入射している反射光は、転写ベルト17の表面による正反射光である。   Therefore, in FIG. 3B, the reflected light incident on the light receiving portions D <b> 1 to D <b> 9 is regular reflected light from the surface of the transfer belt 17.

発光部E1〜E9は具体的にはLEDであり、受光部D1〜D9は具体的にはPD(フォトダイオード)である。
発光部E1〜E9の配列ピッチは、各発光部から放射される検出光が転写ベルト17の表面に、主走査方向に配列する9箇所をスポットとして照射し、隣接するスポットの間がトナーパターンYP1、PP1およびDP1の「主方向の幅」より小さくなるように定められている。
The light emitting units E1 to E9 are specifically LEDs, and the light receiving units D1 to D9 are specifically PDs (photodiodes).
The arrangement pitch of the light emitting portions E1 to E9 is such that the detection light emitted from each light emitting portion irradiates the surface of the transfer belt 17 as nine spots arranged in the main scanning direction, and the toner pattern YP1 is between adjacent spots. , PP1 and DP1 are set to be smaller than the “width in the main direction”.

図3(a)に示された例においては、発光部E1〜E9から放射された検出光が転写ベルト17の表面に形成するスポットの大きさは、発光部E1〜E9のピッチ(1例として0.5mmとする。)よりも小さく(例えば、0.3mmとする。)、転写ベルト17上で9つのスポットが「主方向に互いに隣接して」配列するようになっている。
予備検出工程専用のトナーパターンYP1は「主方向の大きさ」が発光部Eiのピッチ(0.5mm)と等しく形成されている。
このとき主方向に隣接するスポットの間は0.2mmで、トナーパターンYP1の主方向の大きさ:0.5mmよりも小さい。
In the example shown in FIG. 3A, the size of the spot formed on the surface of the transfer belt 17 by the detection light emitted from the light emitting portions E1 to E9 is the pitch of the light emitting portions E1 to E9 (as an example). Smaller than 0.5 mm (for example, 0.3 mm), and nine spots are arranged “adjacent to each other in the main direction” on the transfer belt 17.
The toner pattern YP1 dedicated to the preliminary detection process is formed so that the “size in the main direction” is equal to the pitch (0.5 mm) of the light emitting portions Ei.
At this time, the distance between adjacent spots in the main direction is 0.2 mm, which is smaller than the size of the toner pattern YP1 in the main direction: 0.5 mm.

トナーパターンYP1、PP1、DP1は、副方向の下流側から上流側へ向かってこの順序に形成されている。
即ち、予備検出工程専用のトナーパターンYP1は、このトナーパターン列における副方向の先頭に形成され、支持部材である転写ベルト17の表面が副方向へ変位するにつれて、他のトナーパターンPP1、DP1に先立って、反射型光学センサOS1の検出領域に近づいていく。
トナーパターンYP1は「形成される時点」が定まっており、形成されてから上記検出領域に到達する時間も略定まっている。そこで、トナーパターンYP1が検出領域に近づく適当なタイミングで発光部(LED)E1〜E9を点滅制御する。
The toner patterns YP1, PP1, and DP1 are formed in this order from the downstream side in the sub direction toward the upstream side.
That is, the toner pattern YP1 dedicated to the preliminary detection process is formed at the head in the sub direction in the toner pattern row, and the other toner patterns PP1 and DP1 are formed as the surface of the transfer belt 17 as the support member is displaced in the sub direction. Prior to this, the detection area of the reflective optical sensor OS1 is approached.
The toner pattern YP1 has a “time when it is formed”, and the time it takes to reach the detection region after the formation is substantially determined. Therefore, the light emitting units (LEDs) E1 to E9 are controlled to blink at an appropriate timing when the toner pattern YP1 approaches the detection area.

発光部の点滅は、発光部E1から発光部E9に向かって順次に行われる(r=9)。
即ち、先ず、発光部E1が点灯して消灯し、続いて発光部E2が点灯して消灯する。次いで発光部E3の点灯・消灯が続き、さらに発光部E4、発光部E5、発光部E6、発光部E7、発光部E8、発光部E9の順に点灯・消灯が行われる。
これら発光部E1〜E9の点灯・消灯は高速で繰り返される。従って、転写ベルト17の表面は、検出光の9つのスポットで「主方向に繰り返して走査」される。これを、以下「検出光によるスポット走査」と謂う。
The flashing of the light emitting unit is sequentially performed from the light emitting unit E1 toward the light emitting unit E9 (r = 9).
That is, first, the light emitting unit E1 is turned on and turned off, and then the light emitting unit E2 is turned on and turned off. Next, the light emitting unit E3 is turned on / off, and the light emitting unit E4, the light emitting unit E5, the light emitting unit E6, the light emitting unit E7, the light emitting unit E8, and the light emitting unit E9 are sequentially turned on / off.
The light emitting units E1 to E9 are repeatedly turned on / off at high speed. Therefore, the surface of the transfer belt 17 is “repeatedly scanned in the main direction” with nine spots of detection light. This is hereinafter referred to as “spot scanning with detection light”.

前述の如く、転写ベルト17の表面は滑らかで、トナーパターンが形成されていない部分に検出光が照射されたときは、反射光は正反射光である。
説明の簡単のため、受光部D1〜D9は、発光部Ei(i=1〜9)からの検出光がトナーパターン以外の部分に照射されたとき、受光部Di(i=1〜9)が、発光部Eiからの検出光の正反射光のみを受光するようになっているとする。
As described above, when the surface of the transfer belt 17 is smooth and the detection light is irradiated to the portion where the toner pattern is not formed, the reflected light is regular reflected light.
For the sake of simplicity of explanation, the light receiving parts D1 to D9 are arranged such that when the detection light from the light emitting part Ei (i = 1 to 9) is irradiated to a part other than the toner pattern, the light receiving parts Di (i = 1 to 9). Assume that only the regular reflection light of the detection light from the light emitting unit Ei is received.

勿論、反射型光学センサの構成によっては、発光部Ei(i=2〜8)からの検出光がトナーパターン以外の部分に照射されたとき、受光部Diとその隣りの受光部であるDi−1とDi+1(i=2〜8)の3つの受光部が、発光部Eiからの検出光の正反射光のみを受光するようになる場合もあるし、さらに多くの受光部で受光する場合もあるが、ここでは説明の簡単のため、発光部Eiからの検出光の「支持部材表面での正反射光」を受光部Diのみで受光するものとする。   Of course, depending on the configuration of the reflective optical sensor, when the detection light from the light emitting portion Ei (i = 2 to 8) is irradiated to a portion other than the toner pattern, the light receiving portion Di and Di− that is the light receiving portion adjacent to the light receiving portion Di. The three light receiving units 1 and Di + 1 (i = 2 to 8) may receive only the specularly reflected light of the detection light from the light emitting unit Ei, or may receive more light receiving units. However, here, for the sake of simplicity of explanation, it is assumed that the “regularly reflected light on the surface of the support member” of the detection light from the light emitting portion Ei is received only by the light receiving portion Di.

このような条件で、例えば、トナーパターンYP1の主方向の中心部が「発光部E5からの検出光のスポットで照射される位置」にある場合、発光部E1、E2、E3、E4、E6、E7、E8、E9から放射された検出光は、転写ベルト17の表面で正反射し、それぞれ受光部D1、D2、D3、D4、D6、D7、D8、D9で受光される。
これに対し、発光部E5が点灯して検出光がトナーパターンYP1を照射すると、図3(c)に示すように、検出光はトナーパターンYP1により正反射されると共に拡散反射される。
拡散反射の影響で、受光部D5が受光する正反射光成分が減少する一方、拡散反射光成分は他の受光部D1〜D9でも受光される。
Under such conditions, for example, when the central portion of the toner pattern YP1 in the main direction is at the “position irradiated with the spot of the detection light from the light emitting portion E5”, the light emitting portions E1, E2, E3, E4, E6, The detection lights emitted from E7, E8, and E9 are regularly reflected on the surface of the transfer belt 17, and are received by the light receiving portions D1, D2, D3, D4, D6, D7, D8, and D9, respectively.
On the other hand, when the light emitting portion E5 is turned on and the detection light irradiates the toner pattern YP1, the detection light is regularly reflected and diffusely reflected by the toner pattern YP1, as shown in FIG.
While the regular reflection light component received by the light receiving unit D5 is reduced by the influence of diffuse reflection, the diffuse reflection light component is also received by the other light receiving units D1 to D9.

発光部E5が発光した「この状態」における受光部D1〜D9の出力を見ると、発光部E5に対応する受光部D5の受光量は低くなり、他の受光部Di(i≠5)での出力は0以外の値になる。
反射型光学センサの構成によっては、受光部D5から大きく離れた受光部(受光部D1やD9等)では拡散反射光を受光しない場合もあり得るが、ここでは簡単のため、これらの受光部でも受光できるものとする。
受光部D5の受光量が「トナーパターンYP1がないときに比して、トナーパターンYP1があるときの方が低くなる」ことが本質であって、他の受光部の受光量は問題ではない。
このような受光部Di(i=1〜9)の受光出力の結果から、トナーパターンYP1が、主方向において発光部E5の位置にあることが分る。
トナーパターンYP1が、主方向において発光部E5とE6との間にある場合には、発光部E5が点灯するときに受光部D5の出力が低くなり、発光部E6が点灯するときには受光部D6の出力も低くなる。
これにより、トナーパターンYP1が主方向に於いて、発光部E5とE6の間にあることが分る。このとき、受光部D5の出力の方が受光部D6の出力よりも小さければ、トナーパターンYP1は「発光部E5に寄った側」にあることが分る。
Looking at the outputs of the light receiving parts D1 to D9 in this state where the light emitting part E5 emits light, the amount of light received by the light receiving part D5 corresponding to the light emitting part E5 is low, and the other light receiving parts Di (i ≠ 5) The output is non-zero.
Depending on the configuration of the reflective optical sensor, the light receiving unit (such as the light receiving unit D1 or D9) far away from the light receiving unit D5 may not receive diffusely reflected light. It shall be able to receive light.
It is essential that the amount of light received by the light receiving portion D5 is “lower when the toner pattern YP1 is present than when there is no toner pattern YP1”, and the amount of light received by the other light receiving portions is not a problem.
From the result of the light receiving output of the light receiving part Di (i = 1 to 9), it can be seen that the toner pattern YP1 is at the position of the light emitting part E5 in the main direction.
When the toner pattern YP1 is between the light emitting units E5 and E6 in the main direction, the output of the light receiving unit D5 is low when the light emitting unit E5 is lit, and when the light emitting unit E6 is lit, the output of the light receiving unit D6. The output is also low.
Accordingly, it can be seen that the toner pattern YP1 is between the light emitting portions E5 and E6 in the main direction. At this time, if the output of the light receiving unit D5 is smaller than the output of the light receiving unit D6, it is understood that the toner pattern YP1 is on the “side closer to the light emitting unit E5”.

このように、副方向に移動する予備検出工程専用のトナーパターンYP1が反射型光学センサOS1の検出領域を通過する時間内に、9個(r=9)の発光部により「主方向に少なくとも1回はスポット走査」することにより、どの発光部Ei(i=1〜9)の検出光によって、トナーパターンYP1の反射光を受光できたかを選択できる。   In this way, during the time when the toner pattern YP1 dedicated to the preliminary detection process moving in the sub-direction passes through the detection area of the reflective optical sensor OS1, nine (r = 9) light-emitting portions “at least 1 in the main direction”. By performing spot scanning once, it is possible to select which light emitting portion Ei (i = 1 to 9) detects the reflected light of the toner pattern YP1.

これが「予備検出工程」である。
上の例においては、予備検出工程で「順次に点滅させる発光部」の個数:rがM個である場合を説明したが、トナーパターンYP1の形成位置が「主方向に大きく変動する」ことが無く、予め、反射型光学センサOS1の端部の発光部E1、E9による検出光のスポット位置には無いことが知られていれば、上記個数:r=M−2とする(発光部E2〜E8を点滅させる。)ことが可能であるし、発光部E3〜E7の配列領域にあることが知れている場合であれば、点滅させる発光部の個数:r=M−4とする(発光部E3〜E7を点滅させる。)ことも可能である。
This is the “preliminary detection step”.
In the above example, the case where the number of “sequentially flashing light emitting units”: r is M in the preliminary detection step has been described. However, the formation position of the toner pattern YP1 may be “fluctuated greatly in the main direction”. If it is known in advance that it is not in the spot position of the detection light from the light emitting parts E1 and E9 at the end of the reflective optical sensor OS1, the number: r = M−2 (light emitting parts E2 to E2). If it is known that it is in the arrangement region of the light emitting parts E3 to E7, the number of light emitting parts to be blinked: r = M−4 (light emitting part) It is also possible to blink E3 to E7.)

次に、予備検出工程に続く本検出工程を説明する。   Next, the main detection process following the preliminary detection process will be described.

説明の具体性のため、反射型光学センサOS1の9個の発光部のうち3個を点滅させてトナー情報検出を行なう場合を例にとって説明する。   For the sake of concreteness of description, an example will be described in which toner information is detected by blinking three of the nine light emitting units of the reflective optical sensor OS1.

予備検出工程では、トナーパターンYP1が反射型光学センサOS1の検出領域を通過する。そして、これに続いて、トナーパターンPP1、DP1が検出領域を通過することになる。   In the preliminary detection step, the toner pattern YP1 passes through the detection area of the reflective optical sensor OS1. Subsequently, the toner patterns PP1 and DP1 pass through the detection area.

通常、トナーパターンYP1、PP1およびDP1は「主方向において同位置にある」ことが望ましいが、これらの主方向の位置が同位置でないとしても、各トナーパターンは光走査により形成されるので、これらの主方向の相対的な位置関係は既知である。   Normally, it is desirable that the toner patterns YP1, PP1 and DP1 are “in the same position in the main direction”. However, even if the positions in the main direction are not the same position, the toner patterns are formed by optical scanning. The relative positional relationship in the main direction is known.

ここでは、トナーパターンPP1、DP1の主方向の中心部が「トナーパターンYP1の主方向の中心部と略同位置」にある場合を考える。   Here, a case is considered in which the central portions of the toner patterns PP1 and DP1 in the main direction are “substantially the same position as the central portion of the toner patterns YP1 in the main direction”.

先の説明に従い、予備検出工程により、トナーパターンYP1の主方向の位置が「発光部E5の位置(発光部E5からの検出光のスポットが照射される位置)」にあることが分っているものとする。   As described above, it is known that the position of the toner pattern YP1 in the main direction is “position of the light emitting portion E5 (position where the spot of the detection light from the light emitting portion E5 is irradiated)” by the preliminary detection step. Shall.

このとき、トナーパターンPP1およびDP1の主方向の位置も「発光部E5の位置」の近傍に位置することになる。
即ち、予備検出工程により、トナーパターンPP1、DP1が「主方向において存在する位置の目安」である「位置範囲情報」が検出されたことになる。
At this time, the positions of the toner patterns PP1 and DP1 in the main direction are also located in the vicinity of the “position of the light emitting portion E5”.
That is, in the preliminary detection step, “position range information” which is “a guideline of positions where the toner patterns PP1 and DP1 exist in the main direction” is detected.

トナーパターンPP1およびDP1の主方向の大きさとして「トナーパターンYP1の主方向の大きさ(0.5mm)の3倍」を想定する。即ち、トナーパターンPP1およびDP1の主方向の大きさを1.5mmであるとする。厳密には、{(s−1)×(発光部のピッチ)+スポットの大きさ}以上とすればよく、1.3mm以上であればスポットはトナーパターンを照射することができる。
前述のように、発光部Eiのピッチ:0.5mm、発光部から放射された検出光が転写ベルト17の表面に形成するスポットの大きさ:0.3mmである。
予備検出工程でトナーパターンYP1の主方向の位置が「発光部E5の位置」にあることが位置範囲情報として分かっており、トナーパターンPP1、DP1の主方向の中心部が「トナーパターンYP1の主方向の中心部と略同位置」であることが、トナーパターンYP1、PP1、DP1の主方向の位置関係として分かっている。
従って本検出工程では、トナーパターンPP1、DP1がそれぞれ検出領域を通過する間に、発光部E5とその両側の発光部E4、E6との3個の発光部の点滅により「検出光によるスポット走査」を繰り返せば、図3(d)に示すように、トナーパターンPP1、DP1は、これら3個の発光部から放射された検出光が転写ベルト17の表面に形成するスポットS4、S5、S6により照射されて拡散反射光を発生させる。
Assuming that the size of the toner patterns PP1 and DP1 in the main direction is “three times the size of the toner pattern YP1 in the main direction (0.5 mm)”. That is, the size of the toner patterns PP1 and DP1 in the main direction is 1.5 mm. Strictly speaking, {(s-1) × (pitch of light emitting portion) + spot size} or more is sufficient, and if it is 1.3 mm or more, the spot can irradiate the toner pattern.
As described above, the pitch between the light emitting portions Ei is 0.5 mm, and the size of the spot formed on the surface of the transfer belt 17 by the detection light emitted from the light emitting portion is 0.3 mm.
In the preliminary detection step, it is known as position range information that the position in the main direction of the toner pattern YP1 is “position of the light emitting portion E5”, and the center portion in the main direction of the toner patterns PP1 and DP1 is “main in the toner pattern YP1. It is known as the positional relationship in the main direction of the toner patterns YP1, PP1, and DP1 that it is “substantially the same position as the center of the direction”.
Therefore, in this detection process, while the toner patterns PP1 and DP1 pass through the detection regions, the “light spot scanning by the detection light” is performed by the blinking of the three light emitting portions of the light emitting portion E5 and the light emitting portions E4 and E6 on both sides thereof. 3D, the toner patterns PP1 and DP1 are irradiated by the spots S4, S5, and S6 formed on the surface of the transfer belt 17 by the detection light emitted from these three light emitting portions, as shown in FIG. To generate diffusely reflected light.

したがって、支持部材である転写ベルト17の反射特性(ここでは正反射)と、トナーパターンによる反射特性(ここでは拡散反射)の差に基づいて、トナー情報を検出することができる。   Therefore, the toner information can be detected based on the difference between the reflection characteristic (here, regular reflection) of the transfer belt 17 as the support member and the reflection characteristic (here, diffuse reflection) due to the toner pattern.

このように、予備検出工程によるトナーパターンYP1の検出結果として、トナーパターンPP1、DP1の「主方向の位置範囲」が絞り込まれるので、反射型光学センサにおける全ての発光部E1〜E9を順次点滅せずに、絞り込まれた位置範囲に応じて、上記の例の場合であれば3個の発行部E4〜E6によるスポット走査を行なうことにより、トナーパターンPP1、DP1によるトナー情報を得ることができる。   As described above, since the “position range in the main direction” of the toner patterns PP1 and DP1 is narrowed down as a result of detection of the toner pattern YP1 in the preliminary detection step, all the light emitting portions E1 to E9 in the reflective optical sensor are sequentially blinked. Instead, according to the narrowed position range, in the case of the above example, the toner information by the toner patterns PP1 and DP1 can be obtained by performing spot scanning by the three issuing units E4 to E6.

例えば、トナーパターンPP1、DP1が反射型光学センサOS1の検出領域を副方向に通過する間に、スポット走査を仮に60回行なう必要があり、トナーパターンYP1による予備検出工程に30回のスポット走査を必要とする場合を考えてみる。   For example, it is necessary to perform spot scanning 60 times while the toner patterns PP1 and DP1 pass through the detection area of the reflective optical sensor OS1 in the sub direction, and 30 spot scannings are performed in the preliminary detection process using the toner pattern YP1. Consider when you need it.

予備検出工程ではM=9個の発光部を全て使ってスポット走査を行うものとすると、予備検出工程における発光部の総発光回数は270回である。また、予備検出工程に続く本検出工程における発光部(3個)の総発光回数は、60回のスポット走査に対して180回となり、予備検出工程・本検出工程を通じて発光回数は450回となる。   If spot scanning is performed using all M = 9 light emitting units in the preliminary detection step, the total number of light emission of the light emitting units in the preliminary detection step is 270 times. Further, the total number of times of light emission of the light emitting sections (three) in the main detection process following the preliminary detection process is 180 times for 60 spot scans, and the number of light emission is 450 times through the preliminary detection process and the main detection process. .

これに対し、予備検出工程を行なうことなく、60回のスポット走査によりトナーパターンPP1、DP1からトナー情報を検出する場合、各スポット走査において発光部の発光回数は9回であるから、トナー情報の検出に必要な発光回数は540回となる。   On the other hand, when the toner information is detected from the toner patterns PP1 and DP1 by 60 spot scans without performing the preliminary detection process, the number of times of light emission of the light emitting portion is 9 in each spot scan. The number of light emissions necessary for detection is 540 times.

即ち、予備検出工程を行って、トナーパターンの位置範囲情報を得、その検出結果に基づき本検出工程における発光部数(=s)を設定することにより、上の例では、トナー情報検出に要する発光回数を540回から450回に低減させることができるのである。   That is, the preliminary detection step is performed to obtain the position range information of the toner pattern, and the number of light emitting portions (= s) in the main detection step is set based on the detection result. The number of times can be reduced from 540 to 450 times.

勿論、トナーパターンYP1が検出領域で検出されてからトナーパターンPP1、PP1が検出領域に移動する間に、反射型光学センサOS1の取り付け状態が変わったり、環境条件の変化により反射型光学センサの移動や支持部材の斜行や蛇行したりするなど、様々な要因によりトナーパターンPP1やDP1の主方向の位置ずれが発生する可能性はあるが、このような位置ずれは「発光部の配列ピッチよりも小さい」ことが一般的である。 もし、それよりも大きくなることがある場合には、その位置ずれ量を見込んで、発光させる発光部の数s個を決定できる。   Of course, while the toner patterns PP1 and PP1 move to the detection area after the toner pattern YP1 is detected in the detection area, the attachment state of the reflection optical sensor OS1 changes or the movement of the reflection optical sensor due to a change in environmental conditions. There is a possibility that the misalignment of the toner pattern PP1 or DP1 in the main direction may occur due to various factors such as skewing or meandering of the support member. Is also "small". If it may be larger than that, it is possible to determine the number s of light emitting units to emit light in consideration of the amount of displacement.

上記例からも分かるように、トナーパターンの主方向の位置ずれがあったとしても、トナーパターンの主方向の大きさが「{(s−1)×(発光部のピッチ)+スポットの大きさ}」より大きければ、転写ベルトの表面に形成されるS個のスポットのスポット走査から外れることはない。   As can be seen from the above example, even if the toner pattern is misaligned in the main direction, the size of the toner pattern in the main direction is “{(s−1) × (light emitting portion pitch) + the size of the spot. } Is not deviated from the spot scanning of the S spots formed on the surface of the transfer belt.

以上、図1、図2に示した形態に関して「検出光によるスポット走査による、予備検出工程用のトナーパターンYP1の検出」について説明した。
以下、トナーパターンPP1、DP1等を用いる各色トナー画像相互の副方向・主方向の位置関係の検出、即ち、トナーパターンの位置情報・トナー濃度情報の検出について説明する。
As described above, the “detection of the toner pattern YP1 for the preliminary detection process by spot scanning with the detection light” has been described with respect to the embodiments shown in FIGS.
Hereinafter, detection of the positional relationship between the sub-directions and the main direction of the respective color toner images using the toner patterns PP1, DP1, etc., that is, detection of toner pattern position information / toner density information will be described.

図3(e)〜(g)は「トナーパターンPP1による位置情報の検出」を説明図的に示している。
前述の如く、トナーパターンPP1は、図3(e)に示す如く、主方向に平行なライン状パターンLPY1、LPM1、LPC1、LPB1と、主方向に対して斜めに傾斜したライン状パターンLPY2、LPM2、LPC2、LPB2とにより構成されている。
ライン状パターンLPY1とLPY2はペアをなし、イエロートナーで形成される。
同様に、ライン状パターンLPM1とLPM2はペアをなしてマゼンタトナーで形成され、ライン状パターンLPC1とLPC2はペアをなしてシアントナーで形成され、ライン状パターンLPB1とLPB2はペアをなして黒トナーで形成される。
FIGS. 3E to 3G illustrate “detection of position information by the toner pattern PP1” in an explanatory manner.
As described above, the toner pattern PP1 includes the line patterns LPY1, LPM1, LPC1, LPB1 parallel to the main direction and the line patterns LPY2, LPM2 inclined obliquely with respect to the main direction, as shown in FIG. , LPC2 and LPB2.
The line patterns LPY1 and LPY2 form a pair and are formed of yellow toner.
Similarly, the line patterns LPM1 and LPM2 are paired and formed with magenta toner, the line patterns LPC1 and LPC2 are paired and formed with cyan toner, and the line patterns LPB1 and LPB2 are paired and formed with black toner. Formed with.

これらの各トナーによるライン状パターンのペアは、副方向(図3(e)〜(g)において上下方向)に一定の間隔をなすように形成される。
即ち「これらのペアが副方向に一定間隔で配列形成」される状態であれば、画像形成に供されるイエロー〜黒の各トナー画像は「副方向に適正な位置関係」をなすように形成される。
A pair of line-shaped patterns of these toners is formed so as to form a constant interval in the sub direction (vertical direction in FIGS. 3E to 3G).
In other words, if these pairs are arranged in the sub-direction at regular intervals, the yellow to black toner images used for image formation are formed so as to have an “appropriate positional relationship in the sub-direction”. Is done.

副方向の位置関係が適正であるか否かの検出には、図3(e)に示すように、位置検出パターンPP1が反射型光学センサに近づくタイミングを計って、適当なタイミングで、例えば発光部E5をパルス点灯させる。
位置検出パターンPP1が移動するのに従って、発光部E5からの検出光によるスポットは支持部材に対して副方向に変位し、まず、ライン状パターンLPY1〜LPB1を順次に照射する。発光部E5のパルス発光は「周期を十分に短く」し、これらライン状パターンをもれなく照射できるようにする。
For detecting whether or not the positional relationship in the sub-direction is appropriate, as shown in FIG. 3E, the timing when the position detection pattern PP1 approaches the reflective optical sensor is measured, for example, at a suitable timing. The part E5 is pulse-lit.
As the position detection pattern PP1 moves, the spot due to the detection light from the light emitting portion E5 is displaced in the sub direction with respect to the support member, and first, the line patterns LPY1 to LPB1 are sequentially irradiated. The pulse light emission of the light emitting part E5 is “short enough for the period” so that these linear patterns can be irradiated without any exception.

そして検出光がこれらライン状パターンの個々を照射するとき、正反射光を受光する受光部D5の出力が低下し、拡散反射光を受光する他の受光部の出力が上昇する。
従って、受光部D1〜D9の出力を時間的に追跡することにより、検出光が4本のライン状パターンを照射する時間の間隔を検出することができる。説明中の例では、予備検出工程によりトナーパターンLPY1〜LPB1は、発光部E5からの検出光のスポットにより確実に照射されることが分かっており、検出光がトナーパターンを照射するときに、受光部D5の出力が減少することが分かっているので、基本的には受光部D5の出力を追跡するのみに出十分である。
上記時間間隔が等間隔であれば、トナー画像相互の副方向の位置関係は適正であり、等間隔でなければ相互の位置関係にずれがあり、そのずれ量を知ることもでき、このずれを補正するように画像形成用の光走査開始のタイミングを制御できる。
When the detection light irradiates each of these linear patterns, the output of the light receiving unit D5 that receives specularly reflected light decreases, and the output of other light receiving units that receive diffusely reflected light increases.
Accordingly, by tracking the outputs of the light receiving portions D1 to D9 in time, it is possible to detect the time interval during which the detection light irradiates the four line patterns. In the example in the description, it is known that the toner patterns LPY1 to LPB1 are reliably irradiated by the spot of the detection light from the light emitting unit E5 by the preliminary detection process, and the light is received when the detection light irradiates the toner pattern. Since it is known that the output of the part D5 decreases, it is basically sufficient to track the output of the light receiving part D5.
If the time interval is equal, the positional relationship between the toner images in the sub-direction is appropriate, and if the time interval is not equal, there is a shift in the positional relationship between the toner images. The timing of starting optical scanning for image formation can be controlled so as to correct.

「トナー画像相互の主方向のずれ」は、以下のようにして検出できる。この場合の検出をイエロートナー画像の場合につき、図3(f)、(g)に即して説明する。   The “deviation in the main direction between toner images” can be detected as follows. The detection in this case will be described with reference to FIGS. 3F and 3G for the case of a yellow toner image.

図3(f)は、イエロートナー画像が主方向(図の左右方向)に適正な位置にある場合を示し、このとき発光部E3からの検出光のスポットがライン状パターンLPY1を照射してからライン状パターンLPY2を照射するまでの時間をTとする。
図3(g)は、イエロートナー画像が「主方向に於いてΔSだけずれた場合」を示している。ライン状パターンLPY2はLPY1に対して傾いているので、このとき発光部E5からの検出光のスポットがライン状パターンLPY1を照射してからライン状パターンLPY2を照射するまでの時間はT+ΔTとなり、適正な位置にあるときの時間:Tとの時間差:ΔTにより「主方向におけるずれ量」を知ることができる。
FIG. 3F shows a case where the yellow toner image is at an appropriate position in the main direction (left and right direction in the figure). At this time, the spot of the detection light from the light emitting unit E3 irradiates the line pattern LPY1. Let T be the time until irradiation with the line pattern LPY2.
FIG. 3G shows a case where the yellow toner image is shifted by ΔS in the main direction. Since the line pattern LPY2 is inclined with respect to LPY1, the time from when the spot of the detection light from the light emitting unit E5 irradiates the line pattern LPY1 to the line pattern LPY2 is T + ΔT, which is appropriate. Time at a certain position: Time difference from T: ΔT “Difference in main direction” can be known.

即ち、ライン状パターンLPY2が主方向になす角を「θ」とし、支持部材である転写ベルト17の副方向への移動速度をVとすれば、
ΔS・tanθ=V・ΔT
であるから、主方向のずれ量:ΔSは、
ΔS=V・ΔT・cotθ
として知ることができる。
That is, if the angle formed by the line pattern LPY2 in the main direction is “θ” and the moving speed in the sub direction of the transfer belt 17 as a support member is V,
ΔS · tanθ = V · ΔT
Therefore, the deviation amount ΔS in the main direction is
ΔS = V · ΔT · cotθ
Can know as.

上に説明したトナーパターンの「位置情報」の検出で、副方向の位置情報検出に用いられるトナーパターンLPY1〜LPB1は「主方向に平行」に形成されているので、副方向の位置情報の検出の際には、上記発光部E5以外の発光部を発光させても、発光させた発光部Ei(i≠5)の検出光のスポットが上記トナーパターンLPY1〜LPB1を照射できる位置にあれば問題は無い。   By detecting the “position information” of the toner pattern described above, the toner patterns LPY1 to LPB1 used for detecting the position information in the sub direction are formed “parallel to the main direction”. In this case, even if the light emitting parts other than the light emitting part E5 are caused to emit light, there is a problem if the spot of the detection light of the emitted light emitting part Ei (i ≠ 5) is in a position where the toner patterns LPY1 to LPB1 can be irradiated. There is no.

また「主方向に関する位置情報」を検出する場合に、例えば、上記の如く発光部E5をパルス発光させる場合であれば、この発光部E5に応じて前記時間:ΔTが定まり、これに応じて、トナーパターンLPY1、LPY2の主方向の位置が、発光部E5の主方向の位置を基準として定まることになる。   Further, when detecting “positional information regarding the main direction”, for example, when the light emitting unit E5 is caused to emit pulses as described above, the time: ΔT is determined according to the light emitting unit E5, and accordingly, The positions of the toner patterns LPY1, LPY2 in the main direction are determined based on the position of the light emitting unit E5 in the main direction.

しかしながら、反射型光学センサに対して「トナーパターンLPY1、LPY2の主方向の位置ずれ」が大きい場合には、発光部E5を発光させても、この発光部E5からの検出光のスポットがトナーパターンLPY1、LPY2を照射しない場合も考えられる。   However, when the “positional deviation of the toner patterns LPY1 and LPY2 in the main direction” is large with respect to the reflective optical sensor, the spot of the detection light from the light emitting part E5 is the toner pattern even if the light emitting part E5 is caused to emit light. It is also conceivable that LPY1 and LPY2 are not irradiated.

この場合、トナーパターンLPY1、LPY2に対しても「発光部E1〜E9によるスポット走査」を行なえば、上記主方向の位置ずれが大きい場合でもこれらトナーパターンLPY1、LPY2を確実に検出できるが、その場合には、発光部の発光回数は大きくなってしまう。   In this case, if “spot scanning by the light emitting portions E1 to E9” is performed on the toner patterns LPY1 and LPY2, the toner patterns LPY1 and LPY2 can be reliably detected even when the positional deviation in the main direction is large. In this case, the number of times of light emission of the light emitting unit is increased.

このような場合であっても、この発明の場合には、予備検出工程により予備検出工程用のトナーパターンYP1が検出されており、トナーパターンYP1とトナーパターンLPY1、LPY2は「主方向に関しては実質的に同位置に形成される」ことが分かっているから、本検出工程においてトナーパターンLPY1、LPY2を確実に照射できるスポットを形成できる発光部Eiを選択して発光させることにより、トナーパターンPP1による位置検出を確実に行なうことができる。   Even in such a case, in the case of the present invention, the toner pattern YP1 for the preliminary detection process is detected by the preliminary detection process, and the toner pattern YP1 and the toner patterns LPY1 and LPY2 are “substantially the main direction. In this detection step, the light emitting portion Ei that can form a spot that can reliably irradiate the toner patterns LPY1 and LPY2 is selected to emit light, whereby the toner pattern PP1 is used. Position detection can be performed reliably.

上には、位置検出用のトナーパターンPP1の位置情報の検出に、1個の発光部(上の説明例で発光部E5)を用いる場合を説明したが、以下に説明するトナーパターンDP1の濃度情報の検出の場合と同様、3個(s=3)の発光部を発光させることもできる。   The case where one light emitting unit (the light emitting unit E5 in the above example) is used for detecting the position information of the toner pattern PP1 for position detection has been described above, but the density of the toner pattern DP1 described below is described. As in the case of information detection, three (s = 3) light emitting units can also emit light.

即ち、位置検出用のトナーパターンPP1が反射型光学センサOS1に近づくタイミングを計って、適当なタイミングで3個の発光部、例えば発光部E4、E5、E6を順次点灯させてスポット走査を行なう。   That is, when the position detection toner pattern PP1 approaches the reflective optical sensor OS1, the spot scanning is performed by sequentially lighting three light emitting units, for example, the light emitting units E4, E5, and E6, at an appropriate timing.

勿論、副方向に移動するトナーパターンPP1の個々のライン状パターンが、反射型光学センサOS1の検出領域を通過する時間内に、3個(s=3)の発光部からの検出光のスポットにより「主方向に少なくとも1回は走査」することが必要である。   Of course, each line-like pattern of the toner pattern PP1 moving in the sub direction passes through the detection area of the reflective optical sensor OS1 and is detected by spots of detection light from three (s = 3) light emitting units. It is necessary to “scan at least once in the main direction”.

各発光部に着目したときの動作は上記と同様であるので、各発光部に対応して、3つの主方向のずれ量:ΔSを知ることにより、例えば、この3つの平均値を求めるなどして検出精度を向上させることも可能である。   Since the operation when attention is paid to each light emitting unit is the same as described above, the average value of these three values is obtained by knowing the deviation amounts ΔS of the three main directions corresponding to each light emitting unit, for example. It is also possible to improve the detection accuracy.

なお、後述するように、上記の例において「予備検出工程で9個の発光部E1〜E9を同時に間欠発光」させ、本検出工程において上記3個の発光部(例えばE4〜E6)を同時に間欠発光させることもできる。   As will be described later, in the above example, “the nine light emitting portions E1 to E9 are intermittently emitted simultaneously in the preliminary detection step”, and in the main detection step, the three light emitting portions (for example, E4 to E6) are simultaneously intermittently provided. It can also emit light.

次に、反射型光学センサにより、トナー濃度検出用のトナーパターンDP1等を用いて、トナー濃度の検出を行う場合を説明する。
前述の如く、トナー濃度検知用のトナーパターンDP1〜DP4は、イエロー、マゼンタ、シアン、黒のトナーの色ごとに形成される。
Next, a case where the toner density is detected by using the toner pattern DP1 for detecting the toner density by the reflection type optical sensor will be described.
As described above, the toner patterns DP1 to DP4 for toner density detection are formed for each color of yellow, magenta, cyan, and black toner.

1例として図3(a)に示されているトナーパターンDP1はイエロートナーにより形成されている。
トナーパターンDP1は、濃度を複数階調(図の例で5階調)に変化させて濃度ごとの各パターンを矩形状に形成したものである。
As an example, the toner pattern DP1 shown in FIG. 3A is formed of yellow toner.
The toner pattern DP1 is obtained by changing the density to a plurality of gradations (5 gradations in the illustrated example) and forming each pattern for each density in a rectangular shape.

即ち、トナーパターンDP1は、濃度階調の異なる5個の「矩形状のトナーパターン」の集合である。これら濃度階調の異なる矩形状のトナーパターンは、光走査におけるレーザパワーまたは発光デューティの調整や現像バイアスの調整によって形成できる。   That is, the toner pattern DP1 is a set of five “rectangular toner patterns” having different density gradations. These rectangular toner patterns with different density gradations can be formed by adjusting the laser power or light emission duty in optical scanning or adjusting the developing bias.

図3(a)、(b)に示すように、トナーパターンDP1は支持部材である転写ベルト17の表面に形成されて副方向に移動しつつ、反射型光学センサOS1の検出領域に近づいていく。
トナーパターンDP1も「形成される時点」が定まっており、形成されてから上記検出領域に到達する時間も略定まっている。そこで、トナーパターンDP1が検出領域に近づいた適当なタイミングで3個(s=3)の発光部を順次点滅制御する。
勿論、副方向に移動するトナーパターンDP1の「個々の矩形状のトナーパターン」が反射型光学センサOS1の検出領域を通過する時間内に、3個(s=3)の発光部を「主方向に少なくとも1回は走査」することが必要である。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the toner pattern DP1 is formed on the surface of the transfer belt 17 as a support member and moves in the sub direction, and approaches the detection area of the reflective optical sensor OS1. .
The toner pattern DP1 also has a “time when it is formed”, and the time to reach the detection region after the formation is also substantially determined. Therefore, three (s = 3) light emitting units are sequentially controlled to blink at an appropriate timing when the toner pattern DP1 approaches the detection region.
Needless to say, three (s = 3) light emitting units are moved to the “main direction” within the time when “individual rectangular toner patterns” of the toner pattern DP1 moving in the sub-direction pass through the detection region of the reflective optical sensor OS1. At least once ".

前述の如く、転写ベルト17の表面は滑らかで、トナーパターンが形成されていない部分に検出光が照射されたときは、反射光は正反射光であり、前述の如く、発光部Ei(i=1〜9)からの検出光がトナーパターン以外の部分に照射されたとき、受光部Di(i=1〜9)が、発光部Eiからの検出光の正反射光のみを受光するようになっている。   As described above, when the surface of the transfer belt 17 is smooth and the detection light is irradiated on the portion where the toner pattern is not formed, the reflected light is specular reflection light, and as described above, the light emitting unit Ei (i = When the detection light from 1 to 9) is applied to a portion other than the toner pattern, the light receiving unit Di (i = 1 to 9) receives only the regular reflection light of the detection light from the light emitting unit Ei. ing.

説明中の例では、前述の如く、位置情報検出用のトナーパターンYP1の予備検出工程を通じて、トナーパターンDP1の「個々の矩形状パターン」の主方向の中心部が「発光部E5からの検出光のスポットで照射される位置」にあることが分かっている。
そこで、トナーパターンDP1が検出領域に近づいた適当なタイミングで3個の発光部E4、E5、E6を順次点滅制御すると、発光部E4、E5、E6から放射された検出光がトナーパターンDP1を照射しない状態では、検出光は転写ベルト17の表面で正反射し、それぞれ受光部D4、D5、D6で受光される。このとき、発光されない発光部に対応する受光部Dj(j=1、2、3、7、8、9)の受光量は0である。
In the example in the description, as described above, through the preliminary detection process of the toner pattern YP1 for detecting position information, the central portion of the “individual rectangular pattern” of the toner pattern DP1 is “detection light from the light emitting portion E5”. It is known that it is in the “irradiated position at the spot”.
Therefore, when the three light emitting units E4, E5, and E6 are sequentially controlled to blink at an appropriate timing when the toner pattern DP1 approaches the detection region, the detection light emitted from the light emitting units E4, E5, and E6 irradiates the toner pattern DP1. In the state where the detection is not performed, the detection light is regularly reflected on the surface of the transfer belt 17 and received by the light receiving portions D4, D5, and D6, respectively. At this time, the amount of light received by the light receiving unit Dj (j = 1, 2, 3, 7, 8, 9) corresponding to the light emitting unit that does not emit light is zero.

図3(c)に示すように、発光部E5が点灯して検出光がトナーパターンDP1(の何れか1つの矩形状パターン)を照射すると、検出光はトナーパターンDP1により正反射されると共に拡散反射される。
拡散反射の影響で、受光部D5が受光する正反射光成分が減少する一方で、拡散反射光成分は他の受光部D1〜D9でも受光されるようになる。発光部E4、E6からの検出光でトナーパターンDP1が照射された場合も同様である。
As shown in FIG. 3C, when the light emitting portion E5 is turned on and the detection light irradiates the toner pattern DP1 (any one of the rectangular patterns), the detection light is regularly reflected and diffused by the toner pattern DP1. Reflected.
While the regular reflection light component received by the light receiving unit D5 is reduced due to the influence of diffuse reflection, the diffuse reflection light component is also received by the other light receiving units D1 to D9. The same applies when the toner pattern DP1 is irradiated with the detection light from the light emitting units E4 and E6.

そこで、受光部D1〜D9の出力を見ると、発光部E5(または発光部E4もしくはE6)が発光した状態では、発光部E5(または発光部E4もしくはE6)に対応する受光部D5(または発光部D4もしくはD6)の受光量は低いものとなり、他の受光部(Dj、j≠4,5,6)での出力は0以外の値になる。   Therefore, when the outputs of the light receiving units D1 to D9 are viewed, in a state where the light emitting unit E5 (or the light emitting unit E4 or E6) emits light, the light receiving unit D5 (or the light emitting unit) corresponding to the light emitting unit E5 (or the light emitting unit E4 or E6). The amount of light received by the portion D4 or D6) is low, and the output at the other light receiving portions (Dj, j ≠ 4, 5, 6) is a value other than zero.

トナーパターンDP1は、濃度を複数階調に変化されており、階調に対応して、この受光部D5の受光量、および他の受光部の受光量が変化する(矩形状パターンのトナー濃度が高いほど拡散反射量が増大する。)のでこの変化からトナー濃度を得ることができる。   In the toner pattern DP1, the density is changed to a plurality of gradations, and the light reception amount of the light receiving portion D5 and the light reception amounts of other light receiving portions change corresponding to the gradation (the toner density of the rectangular pattern is changed). The higher the value, the greater the amount of diffuse reflection.) Therefore, the toner density can be obtained from this change.

即ち、トナーパターンのトナー濃度と、このトナーパターンに検出光のスポットを照射したときの各受光部の受光量のデータの関係をテーブルあるいは数式化して記憶しておき、各受光部の出力とトナー濃度の対応関係に応じてトナーパターンのトナー濃度を決定できる。   That is, the relationship between the toner density of the toner pattern and the data of the amount of light received by each light receiving unit when the detection pattern is irradiated with the spot of the toner pattern is stored in a table or formula, and the output of each light receiving unit and the toner are stored. The toner density of the toner pattern can be determined according to the density correspondence.

先に説明したように、発光部E1〜E9、受光部D1〜D9を0.5mmピッチで配列する場合の例として、トナーパターンPP1(の各ライン状パターン)およびDP1(の各矩形状パターン)の主方向の大きさを1.5mmとした。
このような小さい反射型光学センサを用いることにより、トナーパターンPP1およびDP1の「副方向の大きさ」を従来と同じとしたとしても、従来の主方向幅が15mm〜25mmであるので、トナーパターンの面積は1/10〜1/16となり、トナーパターンに消費される不寄与トナー量も面積に応じて減少できる。
As described above, as an example in which the light emitting portions E1 to E9 and the light receiving portions D1 to D9 are arranged at a pitch of 0.5 mm, the toner pattern PP1 (each line pattern) and DP1 (each rectangle pattern) The size in the main direction was 1.5 mm.
By using such a small reflection type optical sensor, even if the “sub-direction size” of the toner patterns PP1 and DP1 is the same as the conventional one, the conventional main direction width is 15 mm to 25 mm. Is 1/10 to 1/16, and the amount of non-contributing toner consumed in the toner pattern can be reduced according to the area.

もちろん、発光部E1〜E9から放射された検出光が転写ベルト17の表面に形成するスポットの大きさ(上記実施例では0.3mm)も従来のセンサに対して1/5〜1/10程度に小さくできるので、当然のように副方向のトナーパターンの大きさも小さくすることができる。   Of course, the spot size (0.3 mm in the above embodiment) formed on the surface of the transfer belt 17 by the detection light emitted from the light emitting portions E1 to E9 is also about 1/5 to 1/10 of the conventional sensor. As a matter of course, the size of the toner pattern in the sub direction can also be reduced.

例えば、トナー位置検出用のトナーパターンPP1であれば、副方向の大きさを従来の1mmから、新たに0.5mm以下へ、またトナー濃度検出用のトナーパターンDP1であれば、従来15mm〜25mmから、新たに2mm程度に小さくできる。したがって、トナーパターンとしての面積比は1/20〜1/200程度へ小さくすることができる。   For example, in the case of the toner pattern PP1 for detecting the toner position, the size in the sub direction is newly reduced from 0.5 mm to 0.5 mm or less from the conventional 1 mm, and in the case of the toner pattern DP1 for detecting the toner concentration, the conventional 15 mm to 25 mm. Therefore, it can be newly reduced to about 2 mm. Therefore, the area ratio as the toner pattern can be reduced to about 1/20 to 1/200.

上の実施の形態においては、予備検出工程用のトナーパターンYP1の主方向の大きさを、トナーパターンPP1、DP1の主方向の大きさよりも小さく設定している。   In the above embodiment, the main direction size of the toner pattern YP1 for the preliminary detection process is set smaller than the main direction size of the toner patterns PP1 and DP1.

予備検出工程用のトナーパターンYP1は「トナーパターンが通過する主方向の位置」がどの発光部位置に近いかを決めるためのものであるので、その大きさは「隣接発光部が形成するスポット間」よりも大きければよく、少なくとも何れか1つの発光部が転写ベルトの表面に形成するスポットに照射されれば十分であるので小さくできる。   The toner pattern YP1 for the preliminary detection process is for determining which light emitting part position is closest to the “position in the main direction through which the toner pattern passes”, and therefore the size thereof is “between spots formed by adjacent light emitting parts. It is sufficient that at least one of the light emitting portions is irradiated to a spot formed on the surface of the transfer belt, and the size can be reduced.

これに対し、トナーパターンPP1およびDP1はトナー情報検出のためのトナーパターンであるので、小さくし過ぎるよりは「余裕をもった大きさ」とした方がよい。
なお、トナーパターンYP1の主方向(および/または副方向)の大きさは、トナーパターンPP1およびDP1の大きさと等しくしてもよい。
On the other hand, since the toner patterns PP1 and DP1 are toner patterns for detecting toner information, it is better to set the “size with a margin” than to make it too small.
The size of the toner pattern YP1 in the main direction (and / or the sub direction) may be equal to the size of the toner patterns PP1 and DP1.

また、上の形態例では、予備検出工程での発光部E1〜E9の点滅制御を「発光部が順次に点灯消灯する」ように行なった。この場合、各受光部の受光状態は、常に1個の発光部の点灯によるので、受光信号のSN比がよくなる。
しかし、これに限らず、複数の発光部(上の例では発光部E1〜E9)の断続的な発光を同時に行なうこともできる。
Further, in the above embodiment, the blinking control of the light emitting units E1 to E9 in the preliminary detection step is performed so that “the light emitting units are turned on and off sequentially”. In this case, since the light receiving state of each light receiving unit is always due to lighting of one light emitting unit, the SN ratio of the light receiving signal is improved.
However, the present invention is not limited to this, and intermittent light emission of a plurality of light emitting units (light emitting units E1 to E9 in the above example) can be performed simultaneously.

説明の具体性のため、トナーパターンYP1の主方向の中心部が「発光部E5からの検出光のスポットで照射される位置」にある場合を考える。
各受光部Di(i=1〜9)は、発光部Ei(i=1〜9)からの検出光がトナーパターン以外の部分に照射されたとき、発光部Eiからの検出光の正反射光のみを受光するようになっているので、発光部E1が点灯した場合には受光部D1のみが受光し、発光部E2、E3、E4、E6、E7、E8、E9についても同様に、受光部D2、D3、D4、D6、D7、D8、D9のみが受光する。
発光部E5が点灯すると、トナーパターンYP1による拡散反射光のため、受光部D5の受光量は他の受光部より小さくなる。
発光部E1〜E9を同時に発光させた場合には、各受光部Diにおける受光量は「支持部材による正反射部分とトナーパターンによる拡散反射部分」の和になる。
即ち、各受光部が受光する受光量は、スポット走査において「各発光部が個別に発光しているときの受光量を全発光部について重ね合わせた」ものである。
For the sake of concreteness of description, consider a case where the central portion of the toner pattern YP1 in the main direction is “position irradiated with the spot of the detection light from the light emitting portion E5”.
Each light receiving part Di (i = 1 to 9) is a specularly reflected light of the detection light from the light emitting part Ei when the detection light from the light emitting part Ei (i = 1 to 9) is irradiated to a part other than the toner pattern. Therefore, when the light emitting unit E1 is lit, only the light receiving unit D1 receives light. Similarly, the light receiving units E2, E3, E4, E6, E7, E8, and E9 receive the light receiving unit. Only D2, D3, D4, D6, D7, D8, and D9 receive light.
When the light emitting unit E5 is turned on, the amount of light received by the light receiving unit D5 is smaller than that of the other light receiving units because of the diffuse reflected light from the toner pattern YP1.
When the light emitting parts E1 to E9 are caused to emit light simultaneously, the amount of light received by each light receiving part Di is the sum of “a regular reflection part by the support member and a diffuse reflection part by the toner pattern”.
In other words, the amount of light received by each light receiving portion is “the amount of light received when each light emitting portion emits light individually is superimposed on all light emitting portions” in spot scanning.

この場合、トナーパターンYP1の主方向の中心部が「発光部E5からの検出光のスポットで照射される位置」にある場合であれば、受光部D5の受光する正反射光が「最も大きく減少する」ので、受光部D1〜D9のうち、受光部D5の受光量が最も小さくなる。   In this case, if the central portion of the toner pattern YP1 in the main direction is at the “position irradiated with the spot of the detection light from the light emitting portion E5”, the regular reflection light received by the light receiving portion D5 is “the largest decrease”. Therefore, among the light receiving parts D1 to D9, the light receiving amount of the light receiving part D5 is the smallest.

各受光部の受光量は、発光部を順次点滅させるスポット走査の場合に比してSN比においては劣るけれども、トナーパターンYP1の位置を決定して、トナーパターンの位置範囲情報を得ることは可能である。そして、個々の発光部を順次に点滅してスポット走査を行なう場合よりも、予備検出工程の実行に要する時間を短縮できる利点がある。   The amount of light received by each light receiving portion is inferior in the SN ratio compared to spot scanning in which the light emitting portions are sequentially blinked, but it is possible to determine the position of the toner pattern YP1 to obtain the position range information of the toner pattern. It is. Further, there is an advantage that the time required for performing the preliminary detection process can be shortened as compared with the case where spot scanning is performed by sequentially blinking the individual light emitting units.

即ち、発光部Ei(i=1〜9)を同時に点滅させたとき、受光部Di(i=1〜9)の出力をSi(i=1〜9)とすると、検出光のスポットが何れもトナーパターンを照射していないときには、出力Siは互いに等しい。
検出光の出力Sjがもっとも小さくなるときには、トナーパターンYP1は受光部Djの位置にあることが分かる。出力Sk、Sk±1が小さくなった場合には、トナーパターンが主方向において受光部DkとDk±1との間にあることが分かる(SkとSk±1の大小関係により、受光部DkとDk±1のどちらよりにあるかも分かる。)。
That is, when the light emitting unit Ei (i = 1 to 9) is blinked at the same time, and the output of the light receiving unit Di (i = 1 to 9) is Si (i = 1 to 9), any spot of the detection light is When the toner pattern is not irradiated, the outputs Si are equal to each other.
When the output Sj of the detection light is the smallest, it can be seen that the toner pattern YP1 is at the position of the light receiving part Dj. When the outputs Sk and Sk ± 1 are small, it can be seen that the toner pattern is between the light receiving portions Dk and Dk ± 1 in the main direction (the relationship between Sk and Sk ± 1 indicates the light receiving portions Dk and You can see which of Dk ± 1.)

上には、位置情報用のトナーパターンPP1、濃度情報用のトナーパターンDP1の他に「予備検出工程専用のトナーパターンYP1」を形成し、このトナーパターンYP1に対して予備検出工程を実行する形態例を説明した。
別の例として、図3の形態例において、トナーパターンYP1を除き、トナーパターンPP1の副方向先頭のトナーパターン(ライン状パターンLPY1)を対象として予備検出工程を行なうようにすることもできる。
On the upper side, in addition to the toner pattern PP1 for position information and the toner pattern DP1 for density information, a “toner pattern YP1 dedicated to the preliminary detection process” is formed, and the preliminary detection process is executed on the toner pattern YP1. An example was explained.
As another example, in the embodiment of FIG. 3, the preliminary detection step may be performed for the toner pattern (line pattern LPY1) at the head in the sub-direction of the toner pattern PP1 except for the toner pattern YP1.

即ち、ライン状パターンLPY1が検出領域に近づくタイミングで、r個の発光部(例えば発光部E1〜E9)を順次に点滅させてスポット走査を行い、あるいはこれら発光部を同時に点滅させる方法によりライン状パターンLPYに対する予備検出工程を行なって位置範囲情報を得、このようにして得られた位置範囲情報に基づき、ライン状パターンLPM1以降の各トナーパターンを対象として、s(<r)個の発光部を用いて本検出工程を行なうようにすることができる。   That is, at the timing when the line pattern LPY1 approaches the detection area, the r light emitting units (for example, the light emitting units E1 to E9) are sequentially blinked to perform spot scanning, or the light emitting units are blinked simultaneously to form a line shape. Preliminary detection process for the pattern LPY is performed to obtain position range information. Based on the position range information thus obtained, s (<r) light emitting units are targeted for each toner pattern after the line pattern LPM1. This detection step can be performed using.

このようにすれば、予備検出工程に専用のトナーパターンYP1を必要としないので、全体としてトナー情報の取得に要する時間を短縮できる。
トナーパターンPP1よりも、トナーパターンDP1の方が副方向の下流側に位置する場合には、トナーパターンDP1のうちで副方向の先頭部にある矩形状パターンに対して予備検出工程を実行するようにすればよい。
In this way, since the dedicated toner pattern YP1 is not required for the preliminary detection process, the time required for acquiring the toner information as a whole can be shortened.
When the toner pattern DP1 is located downstream of the toner pattern PP1 in the sub direction, the preliminary detection process is performed on the rectangular pattern at the head of the sub direction in the toner pattern DP1. You can do it.

上に説明した形態例では、検出の前提として、反射型光学センサの発光部Ei(i=1〜9)からの検出光がトナーパターン以外の部分に照射されたとき、受光部Di(i=1〜9)が「発光部Eiからの検出光の正反射光のみ」を受光するようになっている場合を説明した。   In the embodiment described above, as a premise of detection, when the detection light from the light emitting unit Ei (i = 1 to 9) of the reflective optical sensor is irradiated to a part other than the toner pattern, the light receiving unit Di (i = 1 to 9) explained the case where “only the regular reflection light of the detection light from the light emitting portion Ei” is received.

即ち、反射型光学センサの互いに同数の発光部・受光部の対応関係において、1つの発光部Eiから放射された検出光が「トナーパターンが存在しない支持部材表面」に照射されたとき、この発光部に対応する受光部Diのみが「正反射された検出光」を検出する。   That is, when the detection light emitted from one light emitting portion Ei is irradiated on the “supporting member surface on which no toner pattern exists” in the correspondence relationship between the same number of light emitting portions and light receiving portions of the reflective optical sensor, this light emission Only the light receiving part Di corresponding to the part detects “regularly reflected detection light”.

例えば、発光部E5から放射された検出光は、その照射部にトナーパターンが存在しない場合には受光部D5のみに受光され、他の受光部には受光されない。
発光部E5から放射された検出光がトナーパターンを照射すると、検出光はトナーパターンにより拡散反射され、他の受光部D1、D2、D3、D4、D6、D7、D8、D9にも受光される。
For example, the detection light emitted from the light emitting unit E5 is received only by the light receiving unit D5 when the toner pattern does not exist in the irradiation unit, and is not received by the other light receiving units.
When the detection light emitted from the light emitting unit E5 irradiates the toner pattern, the detection light is diffusely reflected by the toner pattern and received by the other light receiving units D1, D2, D3, D4, D6, D7, D8, and D9. .

この状態を説明図として図4に示す。
図4(a)は、発光部E5から放射された検出光が、トナーパターンが存在しない支持部材表面を照射して正反射されて受光部D5のみに受光され、他の受光部D1、D2、D3、D4、D6、D7、D8、D9には受光されない場合における「受光部Di(i=1〜9)の出力分布」を示している。
This state is shown in FIG. 4 as an explanatory diagram.
FIG. 4A shows that the detection light emitted from the light emitting unit E5 is irradiated on the surface of the supporting member where the toner pattern does not exist and is regularly reflected and received only by the light receiving unit D5, and the other light receiving units D1, D2, D3, D4, D6, D7, D8, and D9 indicate “output distribution of the light receiving portion Di (i = 1 to 9)” when no light is received.

図4(b)は、発光部E5から放射された検出光が、トナーパターンを照射して拡散反射され、受光部D5のみならず他の受光部D1、D2、D3、D4、D6、D7、D8、D9にも受光されているときの「受光部Di(i=1〜9)の出力分布」を示している。   In FIG. 4B, the detection light emitted from the light emitting part E5 is diffusely reflected by irradiating the toner pattern, and not only the light receiving part D5 but also other light receiving parts D1, D2, D3, D4, D6, D7, “Output distribution of light receiving portion Di (i = 1 to 9)” when D8 and D9 are also receiving light is shown.

トナーパターンによる反射の際の「正反射光」は、トナー濃度の増加に対して単調に減少し、「拡散反射光」はトナー濃度の増加に対して単調に増大するので、正反射光を受光する受光部D5の出力と、他の受光部D1、D2、D3、D4、D6、D7、D8、D9の出力とは「トナーパターンの有するトナー濃度を決定するための情報」として用いることができ、予め設定されている「トナー濃度の値を導くための演算処理」のアルゴリズムによりトナー濃度を検出することができる。   “Specular reflection light” reflected by the toner pattern decreases monotonously as the toner density increases, and “diffuse reflection light” increases monotonously as the toner density increases. The output of the light receiving unit D5 and the outputs of the other light receiving units D1, D2, D3, D4, D6, D7, D8, and D9 can be used as “information for determining the toner density of the toner pattern”. The toner density can be detected by a preset algorithm of “arithmetic processing for deriving a toner density value”.

例えば、上の場合に、受光部D5での出力の低下によりトナーパターンが主方向に「発光部D5」の位置にあることが知られるので、このときに他の受光部Di(i≠5)の出力の和をとると、これはトナーパターンのトナー濃度に比例的に変化する。従って、上記出力の和によりトナー濃度を検出することができる。このとき、受光部D5での出力の低下もトナー濃度決定のデータとして用いることができ、これを用いることにより、より精度よいトナー濃度検知が可能となる。   For example, in the above case, it is known that the toner pattern is located at the position of “light emitting portion D5” in the main direction due to a decrease in output at the light receiving portion D5. At this time, another light receiving portion Di (i ≠ 5) When this sum is taken, this changes in proportion to the toner density of the toner pattern. Therefore, the toner density can be detected from the sum of the outputs. At this time, a decrease in output from the light receiving unit D5 can also be used as data for determining the toner density, and using this makes it possible to detect the toner density with higher accuracy.

上記のような場合、「支持部材による反射光」と「トナーパターンによる反射光」とは、発光部Ei(上の例でi=5)に対応する受光部Diが受光する「正反射に起因する出力」である「正反射寄与出力」と、発光部Eiに対応しない受光部Dj(j≠i)が受光する「拡散反射に起因する出力」である「拡散反射寄与出力」とに明確に分類できるので「トナー濃度の値を導くための演算処理」のアルゴリズムも簡単化される。   In such a case, the “reflected light by the support member” and the “reflected light by the toner pattern” are “caused by regular reflection” received by the light receiving unit Di corresponding to the light emitting unit Ei (i = 5 in the above example). The “regular reflection contribution output” that is “the output to be performed” and the “diffuse reflection contribution output” that is the “output due to diffuse reflection” received by the light receiving unit Dj (j ≠ i) that does not correspond to the light emitting unit Ei. Since the classification is possible, the algorithm of “arithmetic processing for deriving the toner density value” is also simplified.

しかしながら、反射型光学センサの形態によっては、各受光部の出力が「正反射寄与出力」と「拡散反射寄与出力」とに単純に分類できず、トナーパターンによる正反射光寄与出力と拡散反射寄与出力が混合してしまう可能性もある。   However, depending on the form of the reflective optical sensor, the output of each light receiving unit cannot be simply classified into “regular reflection contribution output” and “diffuse reflection contribution output”. There is a possibility that the output will be mixed.

例えば、図3に即して説明した反射型光学センサのように「9つの発光部E1〜E9とこれらに対応する受光部D1〜D9を有するもの」の場合でも、「発光部E1〜E9の配列ピッチ」が小さくなり、それに対応して「受光部D1〜D9の配列ピッチ」も小さくなった場合や、「発光部Eiから照射される検出光が発散性で、支持部材表面で正反射された後も発散しつつ受光部に向かい、受光部の配置位置では受光部の配列ピッチ以上の光束幅に広がっている場合」、さらには、これら2つの場合が混合した場合などである。   For example, even in the case of “having nine light emitting portions E1 to E9 and light receiving portions D1 to D9 corresponding to these” as in the reflective optical sensor described with reference to FIG. When the “arrangement pitch” is reduced and the “arrangement pitch of the light receiving parts D1 to D9” is correspondingly reduced, or “the detection light emitted from the light emitting part Ei is divergent and is regularly reflected on the surface of the support member. Then, the light beam diverges toward the light receiving part and spreads to a light beam width equal to or larger than the arrangement pitch of the light receiving parts at the arrangement position of the light receiving part. Furthermore, these two cases are mixed.

このような場合を、図3(a)〜(c)に即して説明した場合を例として説明する。
前述の如く、図3において、転写ベルト17の表面は滑らかで、トナーパターンが形成されていない部分に検出光が照射されたときの反射光は正反射光であるとする。
また、順次に発光する発光部Ei(i=1〜9)からの検出光が、トナーパターン以外の部分に照射されたとき、正反射光は、発光部Eiに対応する受光部Diとこれに隣接する受光部Dj(j=i±1)とにより受光されるものとする。
Such a case will be described with reference to FIGS. 3A to 3C as an example.
As described above, in FIG. 3, it is assumed that the surface of the transfer belt 17 is smooth, and the reflected light when the detection light is irradiated to the portion where the toner pattern is not formed is specular reflection light.
Further, when the detection light from the light emitting unit Ei (i = 1 to 9) that sequentially emits light is applied to a portion other than the toner pattern, the specularly reflected light is transmitted to the light receiving unit Di corresponding to the light emitting unit Ei. It is assumed that light is received by the adjacent light receiving part Dj (j = i ± 1).

図5(a)は、発光部E5が点灯して「トナーパターン以外の部分」に検出光が照射されたときの「各受光部Di(i=1〜9)の出力」の様子を示している。
受光部D4、D5、D6は「転写ベルト17による正反射光」を受光しているが、受光部D1、D2、D3、D7、D8、D9の出力はゼロである。
FIG. 5A shows a state of “output of each light receiving portion Di (i = 1 to 9)” when the light emitting portion E5 is turned on and the “lighting portion other than the toner pattern” is irradiated with the detection light. Yes.
The light receiving parts D4, D5, D6 receive “regularly reflected light from the transfer belt 17”, but the outputs of the light receiving parts D1, D2, D3, D7, D8, D9 are zero.

上記の如く「発光部Ei(i=1〜9)からの検出光が、トナーパターン以外の部分に照射されたとき、正反射光が、発光部Eiに対応する受光部Diとこれに隣接する受光部Dj(j=i±1)により受光される」という条件で、1例として、トナーパターンDP1の主方向の中心部が「発光部E5からの検出光のスポットで照射される位置」にある場合を考える。
この場合、発光部E1から放射された検出光は転写ベルト17の表面で正反射し、受光部D1とD2で受光され、発光部E2から放射された検出光は受光部D1とD2とD3で受光される。発光部E3から放射された検出光は受光部D2とD3とD4で受光され、発光部E4から放射された検出光は受光部D3とD4とD5で受光される。
As described above, when the detection light from the light emitting portion Ei (i = 1 to 9) is irradiated on a portion other than the toner pattern, the specularly reflected light is adjacent to the light receiving portion Di corresponding to the light emitting portion Ei. As an example, the central portion in the main direction of the toner pattern DP1 is set to the “position irradiated with the spot of the detection light from the light emitting portion E5” under the condition that “the light is received by the light receiving portion Dj (j = i ± 1)”. Consider a case.
In this case, the detection light emitted from the light emitting part E1 is regularly reflected on the surface of the transfer belt 17, and received by the light receiving parts D1 and D2, and the detection light emitted from the light emitting part E2 is received by the light receiving parts D1, D2 and D3. Received light. Detection light emitted from the light emitting unit E3 is received by the light receiving units D2, D3, and D4, and detection light emitted from the light emitting unit E4 is received by the light receiving units D3, D4, and D5.

同様に、発光部E8から放射された検出光は転写ベルト17の表面で正反射して、D7とD8とD9で受光され、発光部E9から放射された検出光は、受光部D8とD9で受光される。発光部E6から放射された検出光は受光部D5とD6とD7で受光され、発光部E7から放射された検出光は受光部D6とD7とD8で受光される。   Similarly, the detection light emitted from the light emitting unit E8 is regularly reflected by the surface of the transfer belt 17, and received by D7, D8, and D9. The detection light emitted from the light emitting unit E9 is received by the light receiving units D8 and D9. Received light. The detection light emitted from the light emitting unit E6 is received by the light receiving units D5, D6, and D7, and the detection light emitted from the light emitting unit E7 is received by the light receiving units D6, D7, and D8.

発光部E5が点灯して検出光がトナーパターンDP1を照射すると、検出光はトナーパターンDP1により「正反射されると共に拡散反射」される。
そしてトナーパターンDP1による拡散反射の影響により「受光部D4とD5とD6が受光する正反射光成分」が減少する一方、拡散反射光は受光部D5以外の他の受光部D1、D2、D3、D4、D6、D7、D8、D9によっても受光される。
When the light emitting unit E5 is turned on and the detection light irradiates the toner pattern DP1, the detection light is “reflected and diffusely reflected” by the toner pattern DP1.
The “specularly reflected light component received by the light receiving portions D4, D5, and D6” is reduced due to the influence of the diffuse reflection by the toner pattern DP1, while the diffuse reflected light is received by the light receiving portions D1, D2, D3, other than the light receiving portion D5. Light is also received by D4, D6, D7, D8, and D9.

この状態における「各受光部D1〜D9の出力」の様子は、図5(b)に示す如くになる。   The state of “output of each light receiving part D1 to D9” in this state is as shown in FIG.

図5(a)と(b)の対比から理解されるように、発光部E5に対応する受光部D5の出力は「支持部材またはトナーパターンによる正反射」に起因する出力のみ(図5(a)に示す「正反射光による出力」が、(b)では拡散反射により減少している。)である。 また、発光部E5に対応しない8つの受光部Dj(j≠5)のうちの6つの受光部D1、D2、D3、D7、D8、D9の出力は「トナーパターンによる拡散反射」に起因する出力のみである。   As understood from the comparison between FIG. 5A and FIG. 5B, the output of the light receiving unit D5 corresponding to the light emitting unit E5 is only the output due to “regular reflection by the support member or the toner pattern” (FIG. 5A ("Output by specular reflection light") is reduced by diffuse reflection in (b)). Out of the eight light receiving portions Dj (j ≠ 5) that do not correspond to the light emitting portion E5, the outputs of the six light receiving portions D1, D2, D3, D7, D8, and D9 are outputs resulting from “diffuse reflection by the toner pattern”. Only.

これに対し、発光部E5に対応しない8つの受光部Dj(j≠5)のうち、発光部E5の両側の2つの受光部D4とD6の出力は、支持部材による正反射成分(図5(a))と、トナーパターンによる拡散反射成分(図5(b))とが混在したものとなる(受光部D4、D6の出力は、拡散反射成分を受光することにより図5(a)の状態より大きくなっている。)。   On the other hand, among the eight light receiving parts Dj (j ≠ 5) not corresponding to the light emitting part E5, the outputs of the two light receiving parts D4 and D6 on both sides of the light emitting part E5 are specular reflection components (FIG. 5 ( a)) and the diffuse reflection component (FIG. 5B) by the toner pattern are mixed (the outputs of the light receiving portions D4 and D6 are in the state of FIG. 5A by receiving the diffuse reflection component). It ’s getting bigger.)

図5(a)と(b)との対比から明らかなように、受光部D1〜D9の出力の分布は、発光部E5からの検出光が「支持部材を照射しているか、トナーパターンを照射しているか」に応じて異なっているので、これら出力の差異をトナー情報として「トナーパターンにおけるトナー濃度」を演算することが可能である。   As is clear from the comparison between FIGS. 5A and 5B, the output distribution of the light receiving portions D1 to D9 indicates that the detection light from the light emitting portion E5 is “irradiating the support member or irradiating the toner pattern”. Therefore, it is possible to calculate the “toner density in the toner pattern” using the difference in output as toner information.

しかし、演算のアルゴリズムを簡単化する観点からすれば、上記の如き「支持部材による正反射成分と、トナーパターンによる拡散反射成分とが混在する受光部(上の例で、受光部D4、D6)の出力」を演算に用いる情報から除去するのがよい。   However, from the viewpoint of simplifying the algorithm of operation, as described above, “the light receiving portion in which the regular reflection component by the support member and the diffuse reflection component by the toner pattern are mixed (in the above example, the light receiving portions D4 and D6). Is preferably removed from the information used for the calculation.

すなわち、受光手段のN個の受光部の出力を「各発光部Eiに対応する受光部Diの出力は正反射寄与出力」とし「各発光部Eiに対応しない受光部(Dj j≠iかつj≠i±1)の出力は拡散反射寄与出力」として分類し、これらの出力に基づきトナー濃度を演算的に検出できる。   That is, the output of the N light receiving units of the light receiving means is “the output of the light receiving unit Di corresponding to each light emitting unit Ei is a regular reflection contribution output” and “the light receiving unit not corresponding to each light emitting unit Ei (Dj j ≠ i and j The output of ≠ i ± 1) is classified as “diffuse reflection contribution output”, and the toner density can be detected arithmetically based on these outputs.

これを上に説明した発光部Ei(i=1〜9)、受光部Di(i=1〜9)の場合に当て嵌めて説明すると、発光部Eiを発光させたときの受光部Dj(j=1〜9)の出力のうち、発光部Eiからの検出光の正反射成分のみを受光する受光部Diを「発光部Eiに対応する受光部」とし、その出力を「正反射寄与出力」とする。   This will be described in the case of the light emitting unit Ei (i = 1 to 9) and the light receiving unit Di (i = 1 to 9) described above, and the light receiving unit Dj (j when the light emitting unit Ei emits light will be described. = 1-9), the light receiving part Di that receives only the specular reflection component of the detection light from the light emitting part Ei is referred to as “light receiving part corresponding to the light emitting part Ei”, and the output is “regular reflection contribution output”. And

また、発光部Eiを発光させたとき、拡散反射成分のみを受光する受光部Dj(j≠iかつj≠i±1)を「発光部Eiに対応しない受光部」とし、それらの出力を「拡散反射寄与成分」とする。   Further, when the light emitting unit Ei is caused to emit light, the light receiving unit Dj (j ≠ i and j ≠ i ± 1) that receives only the diffuse reflection component is defined as “light receiving unit not corresponding to the light emitting unit Ei”, and the output thereof is “ "Diffuse reflection contribution component".

上の例で、発光部E5を発光させた場合であれば、発光部E5に対応するD5の出力が「正反射寄与出力」であり、発光部E5に対応しない受光部D1、D2、D3、D7、D8、D9の出力が「拡散反射寄与出力」である。   In the above example, if the light emitting unit E5 is caused to emit light, the output of D5 corresponding to the light emitting unit E5 is the “regular reflection contribution output”, and the light receiving units D1, D2, D3, not corresponding to the light emitting unit E5, The outputs of D7, D8, and D9 are “diffuse reflection contribution outputs”.

受光部D4、D6は「正反射光と拡散反射光とを受光」し、受光の対象が「正反射光のみでなく、拡散反射光のみでもない」ので、これら受光部D4、D6の出力は「正反射寄与出力」「拡散反射寄与出力」の何れにも分類しない。   The light receiving units D4 and D6 receive “regular reflection light and diffuse reflection light”, and the target of light reception is “not only regular reflection light but also diffuse reflection light”. Not classified as either “regular reflection contribution output” or “diffuse reflection contribution output”.

このようにして、受光部D1〜D9の出力を「正反射寄与出力と拡散反射寄与出力」とに分類し、正反射寄与出力・拡散反射寄与出力によりトナー濃度算出の演算を行うようにすれば、支持部材表面による正反射の影響と、トナーパターンによる拡散反射の影響とが分離しているので、演算のアルゴリズムを簡単化できる。   In this way, the outputs of the light receiving parts D1 to D9 are classified into “regular reflection contribution output and diffuse reflection contribution output”, and toner density calculation is performed by using the regular reflection contribution output and the diffuse reflection contribution output. Since the influence of regular reflection by the surface of the support member and the influence of diffuse reflection by the toner pattern are separated, the calculation algorithm can be simplified.

即ち、発光部E5を点灯させた場合に付いて説明を補足すれば、発光部E5に対応する受光部D5の出力は「正反射寄与出力」であるが、発光部E5に対応しない6つの受光部D1、D2、D3、D7、D8、D9の「支持部材での正反射に起因する出力」はゼロであり、これは「正反射寄与出力がゼロ」即ち「拡散反射寄与出力」であり、受光部D5の出力は「拡散反射寄与出力が0」と捉えることができる。   That is, if the explanation is supplemented when the light emitting unit E5 is turned on, the output of the light receiving unit D5 corresponding to the light emitting unit E5 is the “regular reflection contribution output”, but the six light receiving units not corresponding to the light emitting unit E5. The “output due to regular reflection at the support member” of the parts D1, D2, D3, D7, D8, D9 is zero, which is “regular reflection contribution output is zero”, that is, “diffuse reflection contribution output”, The output of the light receiving unit D5 can be regarded as “diffuse reflection contribution output is 0”.

ここで一般に、発光部Eiに対応しない受光部Ejは2以上あるので、これら受光部Ejの「出力の和」を取ることにより、広く拡散されて複数の受光部に渡る拡散反射寄与出力が得られるので「拡散反射光の検出精度」を向上できる。   Here, since there are generally two or more light receiving parts Ej that do not correspond to the light emitting part Ei, by taking the “sum of outputs” of these light receiving parts Ej, diffuse diffused contribution output over a plurality of light receiving parts is obtained. Therefore, “diffuse reflected light detection accuracy” can be improved.

例えば、発光部E5からの検出光によりトナーパターンDPIが照射されているとき、発光部E5に対応する受光部D5の正反射寄与出力と、発光部E5に対応しない受光部D1、D2、D3、D7、D8、D9の出力のうち、受光部D1、D2、D3、D7、D8、D9からの出力は、トナーパターンによる拡散反射のみに関する拡散反射寄与出力であるので、これらを加算することにより、トナー濃度情報に対する情報量を大きくして濃度検出の制度を高めることができる。   For example, when the toner pattern DPI is irradiated with the detection light from the light emitting unit E5, the regular reflection contribution output of the light receiving unit D5 corresponding to the light emitting unit E5 and the light receiving units D1, D2, D3, not corresponding to the light emitting unit E5, Among the outputs of D7, D8, and D9, the outputs from the light receiving portions D1, D2, D3, D7, D8, and D9 are diffuse reflection contribution outputs related only to the diffuse reflection due to the toner pattern. The system for density detection can be enhanced by increasing the amount of information for toner density information.

7つの受光部D1、D2、D3、D5、D7、D8、D9の出力を用いると、支持部材の反射特性(正反射寄与出力である受光部D5の出力)と、トナーパターンの反射特性(正反射寄与出力である受光部D5の出力と、拡散反射寄与出力である受光部D1、D2、D3、D7、D8、D9の出力)の差(正反射寄与出力の差と拡散反射出力の差)に基づき、トナー濃度を検出できる。
演算に関連して、簡単に説明する。
反射特性として「正反射寄与出力のみ」に着目し、「支持部材による受光部D5の出力とトナーパターンによる受光部D5の出力との差」と「トナーパターンの画像濃度」との相関関係を算出したり、別例として、反射特性として「拡散反射寄与出力のみ」に着目し、「支持部材による受光部D1、D2、D3、D7、D8、D9の出力和(=0)とトナーパターンによる受光部D1、D2、D3、D7、D8、D9の出力和との差」と「トナーパターンの画像濃度」との相関関係を算出したりすることによりトナー濃度を検出することができる。
When the outputs of the seven light receiving portions D1, D2, D3, D5, D7, D8, and D9 are used, the reflection characteristics of the support member (the output of the light receiving portion D5 that is a regular reflection contribution output) and the reflection characteristics of the toner pattern (positive) Difference between the output of the light receiving unit D5 that is the reflection contribution output and the output of the light receiving units D1, D2, D3, D7, D8, and D9 that is the diffuse reflection contribution output (difference between the regular reflection contribution output and the diffuse reflection output) Based on the above, the toner density can be detected.
A brief description will be given in relation to the calculation.
Focusing on “regular reflection contribution output only” as the reflection characteristic, and calculating the correlation between “the difference between the output of the light receiving part D5 by the support member and the output of the light receiving part D5 by the toner pattern” and “the image density of the toner pattern” As another example, focusing on “diffuse reflection contribution output only” as the reflection characteristic, “light output by the support members D1, D2, D3, D7, D8, and D9 (= 0) and light reception by the toner pattern The toner density can be detected by calculating the correlation between “the difference between the output sums of the portions D1, D2, D3, D7, D8, and D9” and “the image density of the toner pattern”.

また、反射特性として「正反射寄与出力と拡散反射寄与出力の両方」に着目すれば、より高精度にトナー濃度を演算算出することも可能である。ここで、上記「差」は、所謂引き算だけを意図するものではなく「差異」の意味である。   Further, if attention is paid to “both regular reflection contribution output and diffuse reflection contribution output” as the reflection characteristics, it is possible to calculate and calculate the toner density with higher accuracy. Here, the above-mentioned “difference” does not intend only so-called subtraction, but means “difference”.

発光部E5に対応しない2つの受光部D4とD6の出力は「正反射の寄与による出力と拡散反射の寄与による出力とが混合」しているので、これらの受光部D4とD6からの出力を演算情報から除外することにより、演算のアルゴリズムの簡単化が図られ、より効率的な処理が可能となる。   Since the outputs of the two light receiving parts D4 and D6 not corresponding to the light emitting part E5 are “mixed with the output due to the regular reflection and the output due to the diffuse reflection,” the outputs from these light receiving parts D4 and D6 are By excluding from the calculation information, the calculation algorithm can be simplified, and more efficient processing is possible.

上記の如く、発光部E5に対応しない2つの受光部D4とD6の出力は「正反射の寄与による出力と拡散反射の寄与による出力とが混合」しているが、以下に説明する方法により、受光部D4とD6の出力を「正反射の寄与による出力成分と拡散反射の寄与による出力成分」とに分離できる。   As described above, the outputs of the two light receiving parts D4 and D6 that do not correspond to the light emitting part E5 are “the output due to the regular reflection contribution and the output due to the diffuse reflection contribution are mixed”, but by the method described below, The outputs of the light receiving portions D4 and D6 can be separated into “an output component due to regular reflection and an output component due to diffuse reflection”.

この方法によれば、演算のアルゴリズムは若干複雑になるが、全ての受光部の信号を有効に活用できる。   According to this method, the calculation algorithm is slightly complicated, but the signals of all the light receiving units can be used effectively.

上記の如く、発光部E5からの検出光によりトナーパターンDPI(矩形状パターンの何れか)が照射されているとき、トナーパターンからの正反射寄与出力は受光部D5の出力であるとした。
一方、上記検出光が支持部材表面を照射しているとき、支持部材表面からの正反射光は図5(a)に示すような出力分布で受光部D4、D5、D6により受光される。
As described above, when the toner pattern DPI (any of the rectangular patterns) is irradiated with the detection light from the light emitting unit E5, the regular reflection contribution output from the toner pattern is the output of the light receiving unit D5.
On the other hand, when the detection light irradiates the surface of the support member, the regular reflection light from the surface of the support member is received by the light receiving portions D4, D5, and D6 with an output distribution as shown in FIG.

即ち、トナーパターンの反射特性(図5(b)に示す出力分布)および支持部材の反射特性(即ち「正反射特性」 図5(a)に示す出力分布)をそれぞれ、受光部D5の出力で規格化したものを図6に示す。
図6において「白い棒」はトナーパターンの反射特性(図5(b))、「黒棒」はトナーパターンの反射特性のうちの「正反射寄与分」と考えることができる。規格化により、受光部D5の出力は、正反射特性の値と拡散反射特性の値とが等しくなっている。
That is, the reflection characteristic of the toner pattern (output distribution shown in FIG. 5B) and the reflection characteristic of the support member (that is, the “regular reflection characteristic” output distribution shown in FIG. 5A) are respectively output by the light receiving unit D5. The standardized version is shown in FIG.
In FIG. 6, the “white bar” can be considered as the reflection characteristic of the toner pattern (FIG. 5B), and the “black bar” can be considered as the “regular reflection contribution” of the reflection characteristic of the toner pattern. By normalization, the value of the regular reflection characteristic and the value of the diffuse reflection characteristic of the output of the light receiving unit D5 are equal.

図6の出力分布において、白棒の大きさから黒棒の大きさを差し引くことにより、すなわち、トナーパターンの反射特性から、その正反射寄与分を差し引くことで、拡散反射寄与分を求めることができる。
即ち、図5(b)の「トナーパターンの反射特性」を、正反射寄与分と拡散反射寄与分に分けると図7に示すようになる。図7に「白棒」で示す拡散反射寄与分は、図6における各「白棒」から「黒棒」を差し引いたものであり、図7における「黒棒」は、図6における「黒棒」と同一である。
In the output distribution of FIG. 6, the diffuse reflection contribution can be obtained by subtracting the size of the black bar from the size of the white bar, that is, by subtracting the regular reflection contribution from the reflection characteristics of the toner pattern. it can.
That is, FIG. 7 shows the “reflecting characteristics of the toner pattern” in FIG. 5B divided into the regular reflection contribution and the diffuse reflection contribution. The diffuse reflection contribution indicated by “white bar” in FIG. 7 is obtained by subtracting “black bar” from each “white bar” in FIG. 6, and “black bar” in FIG. Is the same.

即ち、図7に示すように、発光部E5に対応しない2つの受光部D4とD6の出力は、「正反射の寄与による出力(黒棒)と拡散反射の寄与による出力(白棒)」とに分離されている。
9つの受光部Di(i=1〜9)の出力を用い、支持部材の反射特性(正反射寄与出力である受光部D4、D5、D6の出力(黒棒))と、トナーパターンの反射特性(正反射寄与出力である受光部D4、D5、D6の出力と、拡散反射寄与出力である受光部D1、D2、D3、D4、D6、D7、D8、D9の出力(白棒))の差(正反射寄与出力の差と拡散反射出力の差)に基づき、トナー濃度を検出できる。
今まで説明してきた例では、個々の発光部Eiから放射された検出光の転写ベルト表面での正反射光が、対応する受光部Diと、これに隣接する受光部Dj(j=i±1)とで受光されるものとした。
前述したように、支持部材が中間転写ベルト等の場合には「支持体表面で検出光を拡散反射させる場合」もある。
しかし、支持体による拡散反射と「トナーパターンによる拡散反射」とに、反射特性の差があれば「複数受光部の出力の分布」が、支持体での拡散反射とトナーパターンによる拡散反射に応じて異なるので、上記出力の分布の差異から「トナー濃度の検出」が可能である。
That is, as shown in FIG. 7, the outputs of the two light receiving parts D4 and D6 that do not correspond to the light emitting part E5 are “output due to regular reflection (black bar) and output due to diffuse reflection (white bar)”. Have been separated.
Using the outputs of the nine light receiving parts Di (i = 1 to 9), the reflection characteristics of the support member (outputs of the light receiving parts D4, D5 and D6 (black bars) which are regular reflection contribution outputs) and the reflection characteristics of the toner pattern Difference between (outputs of light receiving parts D4, D5, and D6, which are regular reflection contribution outputs, and outputs (white bars) of light receiving parts D1, D2, D3, D4, D6, D7, D8, and D9, which are diffuse reflection contribution outputs) The toner density can be detected based on (difference between regular reflection contribution output and diffuse reflection output).
In the example described so far, the specularly reflected light on the transfer belt surface of the detection light emitted from each light emitting portion Ei is the corresponding light receiving portion Di and the light receiving portion Dj (j = i ± 1) adjacent thereto. ) And received light.
As described above, when the support member is an intermediate transfer belt or the like, there is a case where “the detection light is diffusely reflected on the surface of the support”.
However, if there is a difference in the reflection characteristics between the diffuse reflection by the support and the "diffuse reflection by the toner pattern", the "distribution of the output of the plurality of light receiving parts" depends on the diffuse reflection by the support and the diffuse reflection by the toner pattern. Therefore, “toner density detection” is possible from the difference in the output distribution.

「支持部材表面が検出光を拡散反射する場合」の1例を説明する。
図8に示す例では、反射型光学センサの発光部Eiの数:M=受光部Diの数=N=7の場合を示している。
An example of “when the support member surface diffuses and reflects detection light” will be described.
In the example shown in FIG. 8, the number of light emitting parts Ei of the reflection type optical sensor: M = number of light receiving parts Di = N = 7 is shown.

発光部と受光部の数が7であることと、支持部材が「表面が滑らかでなく、検出光を拡散反射させる中間転写ベルト」であること以外は、図5の場合と同様である。
なお、図示の簡単のため「中間転写ベルトよりもトナーパターンの方が拡散反射による拡散の度合いが大きい」場合を想定している。逆の場合、即ち「中間転写ベルトの方がトナーパターンよりも拡散反射による拡散の度合いが大きい」場合には、以下の説明において「中間転写ベルトとトナーパターンを入れ替えて」考えればよい。
Except that the number of light emitting parts and light receiving parts is 7, and that the supporting member is an “intermediate transfer belt that diffuses and reflects detection light with a non-smooth surface”, it is the same as in the case of FIG.
For the sake of simplicity, it is assumed that the toner pattern has a higher degree of diffusion due to diffuse reflection than the intermediate transfer belt. In the opposite case, that is, in the case where “the intermediate transfer belt has a higher degree of diffusion due to diffuse reflection than the toner pattern”, it may be considered that “intermediate transfer belt and toner pattern are interchanged” in the following description.

図8(a)は、発光部E4が点灯した状態で、トナーパターン以外の部分(中間転写ベルト)に照射されたときの受光部Di(i=1〜7)の出力の様子を示す。
受光部D2〜D6では「中間転写ベルトによる正反射光および拡散反射光」を受光しているが、受光部D1、D7の出力はゼロである。
FIG. 8A shows an output state of the light receiving portion Di (i = 1 to 7) when the portion other than the toner pattern (intermediate transfer belt) is irradiated with the light emitting portion E4 turned on.
The light receiving parts D2 to D6 receive “regular reflection light and diffuse reflection light by the intermediate transfer belt”, but the outputs of the light receiving parts D1 and D7 are zero.

発光部E4が点灯して「検出光がトナーパターンを照射したとき」の受光部Di(i=1〜7)の出力の様子を図8(b)に示す。   FIG. 8B shows an output state of the light receiving unit Di (i = 1 to 7) when the light emitting unit E4 is turned on and “when the detection light irradiates the toner pattern”.

このときは、受光部D1〜D7で「トナーパターンによる正反射光および拡散反射光」を受光している。
この例では「中間転写ベルトよりもトナーパターンの方が拡散反射光の拡散の度合いが大きいと」しているため、図8(a)よりも図8(b)の方が「受光部の出力分布の拡がり」が大きくなっている。
At this time, “regular reflection light and diffuse reflection light by the toner pattern” are received by the light receiving portions D1 to D7.
In this example, “the toner pattern has a greater degree of diffusion of diffuse reflected light than the intermediate transfer belt”, and therefore FIG. The spread of the distribution has increased.

図8(a)において、受光部の出力がゼロでない受光部D2〜D6のうち「拡散反射光による寄与が含まれる受光部」を特定したい。もちろん、発光部E4に対応する受光部D4の出力は正反射寄与出力である。   In FIG. 8A, it is desired to specify “light receiving part including contribution due to diffuse reflected light” among the light receiving parts D2 to D6 whose output of the light receiving part is not zero. Of course, the output of the light receiving part D4 corresponding to the light emitting part E4 is a regular reflection contribution output.

中間転写ベルトの表面が滑らかであると仮定した場合に「正反射光を受光する受光部の範囲がどこまで及ぶか」については、反射型光学センサをモデリングした光学シミュレーションや、実際の反射型光学センサと表面が滑らかな転写ベルトを用いた実験によって別途同定することは容易である。   Assuming that the surface of the intermediate transfer belt is smooth, “how far the range of the light receiving unit that receives specularly reflected light reaches” depends on the optical simulation modeling the reflective optical sensor and the actual reflective optical sensor. It is easy to identify separately by an experiment using a transfer belt having a smooth surface.

したがって、予め正反射光による寄与が含まれる受光部を同定しておくことにより、図8(a)における受光部D2〜D6の出力のうち「拡散反射光による寄与のみが含まれる受光部」を特定できる。   Therefore, by identifying the light receiving unit including the contribution due to the regular reflection light in advance, the “light receiving unit including only the contribution due to the diffuse reflection light” among the outputs of the light receiving units D2 to D6 in FIG. Can be identified.

図8(c)は「表面が滑らかな転写ベルトを用いた実験」により得られた「正反射光による寄与」をハッチングを付して示している。
図8の(a)と(c)を比較することにより、図8(a)における受光部D4の出力は「中間転写ベルトによる正反射に起因する正反射寄与出力」を表し、受光部D2とD6の出力は「中間転写ベルトによる拡散反射に起因する拡散反射寄与出力」である。
また、図8(a)において受光部D1とD7の出力はゼロであるが、これは「拡散反射に起因する出力」がゼロと捉えることもできる。受光部D3とD5の出力は「正反射と拡散反射に起因する出力」が混合している。
FIG. 8C shows the “contribution due to regular reflection light” obtained by “an experiment using a transfer belt having a smooth surface” with hatching.
By comparing (a) and (c) in FIG. 8, the output of the light receiving unit D4 in FIG. 8 (a) represents “regular reflection contribution output due to regular reflection by the intermediate transfer belt”, and the light receiving unit D2 and The output of D6 is “diffuse reflection contribution output due to diffuse reflection by the intermediate transfer belt”.
Further, in FIG. 8A, the outputs of the light receiving portions D1 and D7 are zero, but this can also be regarded as “output due to diffuse reflection” being zero. The outputs of the light receiving parts D3 and D5 are a mixture of “outputs resulting from regular reflection and diffuse reflection”.

このことから、図8(b)においても、受光部D4の出力は「トナーパターンによる正反射に起因する出力のみ」、受光部D1とD2とD6とD7の出力は「トナーパターンによる拡散反射に起因する出力のみ」であり、受光部D3とD5の出力は正反射と拡散反射に起因する出力が混合されている。   Therefore, also in FIG. 8B, the output of the light receiving unit D4 is “only the output due to regular reflection by the toner pattern”, and the output of the light receiving units D1, D2, D6, and D7 is “diffuse reflection by the toner pattern”. Only the resulting output ”, and the outputs from the light receiving portions D3 and D5 are mixed with the outputs resulting from regular reflection and diffuse reflection.

即ち、発光部E4に対応する受光部D4の出力は正反射寄与出力、発光部E4に対応しない4つの受光部D1、D2、D6、D7の出力は拡散反射寄与出力として分類可能である。
また、発光部E4に対応しない2つの受光部D3とD5の出力は「正反射成分と拡散反射成分」が混合しているのでトナー濃度の演算に取り入れない。
That is, the output of the light receiving unit D4 corresponding to the light emitting unit E4 can be classified as a regular reflection contribution output, and the outputs of the four light receiving units D1, D2, D6, and D7 not corresponding to the light emitting unit E4 can be classified as diffuse reflection contribution outputs.
Further, the outputs of the two light receiving parts D3 and D5 that do not correspond to the light emitting part E4 are not taken into the calculation of the toner density because “regular reflection component and diffuse reflection component” are mixed.

上には、M=N=9の反射型センサと、支持部材として「表面が滑らかで検出光の反射が実質的に正反射である」と見なせる転写ベルトの組み合わせ(図5)の場合および、M=N=7の反射型センサと、支持部材として「表面が滑らかでなく,検出光を拡散反射させる」中間転写ベルトの組み合わせ(図8)の場合を説明したが、このような考え方は勿論「MやNの数には依らず、また、いずれの種類の支持部材にも対応できる」ことは言うまでもない。   Above, in the case of a combination of a reflection type sensor of M = N = 9 and a transfer belt (FIG. 5) that can be regarded as “a smooth surface and reflection of detection light is substantially regular reflection” as a supporting member; The case of the combination of the reflection type sensor of M = N = 7 and the intermediate transfer belt (FIG. 8) as the supporting member “the surface is not smooth and diffusely reflects the detection light” has been described. It goes without saying that "it does not depend on the number of M or N, and can support any kind of support member".

図5や図8に示したように、正反射光を受光する受光部が「発光部に対応する受光部とその両隣りの受光部のみ」である場合においては、該「両隣りの受光部」には拡散反射の寄与が混合される。
この場合、拡散反射の寄与する受光部の数は(N−3)個(両端部の発光部では(N−2)個)となる。すなわち、特に「発光部や受光部のピッチが小さく」なり、支持部材により反射された検出光のスポット径が受光部のピッチより大きくなった場合でも「支持部材による正反射光が入射するのは「発光部に対応する受光部とその両隣りのみ」であり、拡散反射寄与出力となる受光部の数を最大とすることができ「拡散反射寄与の検出効率」を向上させることができる。
As shown in FIG. 5 and FIG. 8, when the light receiving unit that receives the specularly reflected light is “only the light receiving unit corresponding to the light emitting unit and its adjacent light receiving units”, Is mixed with the contribution of diffuse reflection.
In this case, the number of light receiving parts to which diffuse reflection contributes is (N−3) ((N−2) light emitting parts at both ends). That is, in particular, even when “the pitch of the light emitting unit and the light receiving unit is small” and the spot diameter of the detection light reflected by the support member is larger than the pitch of the light receiving unit, “the regular reflection light from the support member is incident. It is “only the light receiving part corresponding to the light emitting part and its neighbors”, so that the number of light receiving parts serving as diffuse reflection contribution outputs can be maximized, and “diffuse reflection contribution detection efficiency” can be improved.

上に、図4〜図8に即して説明した例は、トナーパターンDP1に対して、反射型光学センサOS1を用いて「トナー濃度情報」を本検出工程として検出する場合であり、説明例での前提として、予備検出工程によりトナーパターンの主方向の位置が、発光部E5からの検出光のスポットで照射される位置にあり、正反射光は受光部D5により受光されるとした。   The example described with reference to FIGS. 4 to 8 above is a case where “toner density information” is detected as the main detection step using the reflective optical sensor OS1 with respect to the toner pattern DP1. As a premise, the position of the toner pattern in the main direction in the preliminary detection step is a position irradiated with the spot of the detection light from the light emitting unit E5, and the specularly reflected light is received by the light receiving unit D5.

この例のように、予備検出工程により得られた位置範囲情報から、トナーパターンDP1の主方向の位置が、受光部D5に対応する位置であることが分かっているような場合には、上記の如く、本検出工程で発光させる発光部を一つの発光部E5としてトナー濃度情報の検出を本検出として行なうことができる。   As in this example, when it is known from the position range information obtained by the preliminary detection step that the position in the main direction of the toner pattern DP1 is a position corresponding to the light receiving part D5, As described above, it is possible to detect the toner density information as the main detection by using the light emitting unit that emits light in the main detection process as one light emitting unit E5.

敷衍すれば、予備検出工程によりトナーパターンDP1の主方向の位置が、受光部Di(i=1〜9、またはi=1〜7)に対応する位置であることが分かっている場合には、上記の如く、本検出工程で発光させる発光部を一つの発光部Eiとしてトナー濃度情報の検出を本検出として行なうことができる。   In other words, if the preliminary detection process knows that the position of the toner pattern DP1 in the main direction is a position corresponding to the light receiving part Di (i = 1 to 9, or i = 1 to 7), As described above, it is possible to detect the toner density information as the main detection by using the light emitting unit that emits light in the main detection step as one light emitting unit Ei.

予備検出された位置範囲情報がもう少し広い場合には、1個の発光部の発光部のみをもちいるのでなく、例えば3個の発光部Ei、Ei±1(上記の例の場合であれば、発光部E4、E5、E6)を発光させて、本検出工程を行なえばよく、トナー濃度検出の考え方は上記の場合と同様である。濃度検出に用いる信号量が増えることにより、精度のよい検出が可能である。   When the pre-detected position range information is a little wider, not only the light emitting part of one light emitting part is used, but, for example, three light emitting parts Ei, Ei ± 1 (in the case of the above example, The main detection process may be performed by causing the light emitting units E4, E5, and E6) to emit light, and the concept of toner density detection is the same as that described above. As the amount of signal used for density detection increases, accurate detection is possible.

以下、実施の別形態を説明する。
前述の如く、図3(a)〜(c)に即して説明したトナーパターンの検出では、反射型光学センサOS1において、発光部E1〜E9が順次に点滅した。この場合、発光部E1が点灯・消灯してから発光部E9が点灯して消灯するまでには有限の時間がかかる。
この時間を「スキャン時間」と呼ぶことにする。
Hereinafter, another embodiment will be described.
As described above, in the toner pattern detection described with reference to FIGS. 3A to 3C, the light emitting units E1 to E9 blink sequentially in the reflective optical sensor OS1. In this case, it takes a finite time from when the light emitting unit E1 is turned on / off to when the light emitting unit E9 is turned on and off.
This time is called “scan time”.

上には、予備検出工程を行なう際、発光部E1〜E9を順次点滅してトナーパターンYP1に対するスポット走査を行う場合を説明したが、この場合、スキャン時間中、トナーパターンYP1は、反射型光学センサによるスポット走査領域(検出光のスポットによる順次の点滅でスポット走査が行われる領域であり、前述の検出領域である)に存在しなければならない。換言すれば、発光部E1〜E9は、トナーパターンYP1が上記スポット走査領域内に存在する間に、順次の点灯・消灯を完了させなければならない。   In the above, the case where spot scanning is performed on the toner pattern YP1 by sequentially blinking the light emitting units E1 to E9 when performing the preliminary detection step has been described. In this case, the toner pattern YP1 is reflected optically during the scanning time. It must be present in a spot scanning region by the sensor (a region where spot scanning is performed by sequential blinking with a spot of detection light, which is the detection region described above). In other words, the light emitting units E1 to E9 must complete the sequential lighting and extinguishing while the toner pattern YP1 is present in the spot scanning region.

スキャン時間は、反射型光学センサに含まれる発光部の数:Mが少なければ短時間であり、殆んど瞬時である。
しかし、上述したように、トナーパターンの形成時間を小さくして画像形成作業の作業効率を低下させないようにし、且つ、不寄与トナーの消費量を有効に軽減するには、トナーパターンを小サイズ化する必要がある。
小サイズのトナーパターンに適正に検出光を照射してトナー濃度を検出できるためには、トナーパターンが主方向に小さくなるほど、発光部・受光部の配列ピッチを小さくしなければならない。
トナーパターンと反射型光学センサとの「主方向の相対的位置ずれ」に対する許容量として10mm程度以上を取ると、配列ピッチが小さくなれば、配列する発光部の数:Mも相当数(例えば200個)に増大する。
そして、発光部の数:Mが大きくなると上記スキャン時間も長くなる。
この発明では、本検出工程において位置検出用のトナーパターンPP1や、トナー濃度検出用のトナーパターンDP1に対するトナー情報を検出する際には、これらトナーパターンの支持部材上の位置が、予備検出工程により得られた位置範囲情報に基づき、予めある程度絞り込まれており、それに応じて少数のS個の発光部を発光させるのみであるので、トナー情報を検出する本検出工程ではスキャン時間を有効に短縮できる。
The scan time is short if the number of light emitting parts included in the reflective optical sensor: M is small, and is almost instantaneous.
However, as described above, in order to reduce the toner pattern formation time so as not to reduce the work efficiency of the image forming operation, and to reduce the consumption of non-contributing toner effectively, the toner pattern is reduced in size. There is a need to.
In order to detect the toner density by appropriately irradiating the small-size toner pattern with the detection light, the arrangement pitch of the light emitting unit and the light receiving unit must be reduced as the toner pattern becomes smaller in the main direction.
If an allowable amount for the “relative positional deviation in the main direction” between the toner pattern and the reflective optical sensor is about 10 mm or more, if the arrangement pitch is reduced, the number of light emitting units to be arranged: M is also a considerable number (for example, 200). Increase).
As the number M of light emitting parts increases, the scan time also increases.
In the present invention, when the toner information for the position detection toner pattern PP1 and the toner density detection toner pattern DP1 is detected in this detection process, the positions of these toner patterns on the support member are detected by the preliminary detection process. Based on the obtained position range information, it has been narrowed down to some extent in advance, and only a small number of S light emitting portions are caused to emit light accordingly, so that the scanning time can be effectively shortened in the main detection step of detecting toner information. .

しかし、位置範囲情報を得るための予備検出工程では、発光部数:Mの増加に伴い、スキャン時間が長くなることは否めない。   However, in the preliminary detection step for obtaining the position range information, it cannot be denied that the scan time becomes longer as the number of light emitting units: M increases.

スキャン時間を「st」とし、トナーパターンを形成されて副方向へ移動する支持部材の速度を「V」とすれば、スキャン時間内に支持部材は「V・st」だけ副方向に変位することになる。   If the scan time is “st” and the speed of the support member that is formed in the toner pattern and moves in the sub direction is “V”, the support member is displaced in the sub direction by “V · st” within the scan time. become.

そうすると、発光部の数:Mが大きくなってスキャン時間が長くなると、支持部材の移動速度:Vによっては、予備検出工程でトナーパターン(上の例ではトナーパターンYP1)がスポット走査領域を通過する時間が、スキャン時間よりも短くなってしまう場合もあり、このような場合には適正な予備検出工程が困難になってしまう。   Then, when the number of light emitting parts: M increases and the scanning time becomes longer, depending on the moving speed of the support member: V, the toner pattern (toner pattern YP1 in the above example) passes through the spot scanning region in the preliminary detection step. The time may be shorter than the scan time, and in such a case, an appropriate preliminary detection process becomes difficult.

図9(a)、(b)は、このような問題を解消できる実施の形態を示す図である。
図9(a)、(b)に示す実施の形態では、反射型光学センサは15個の発光部E1〜E15と、これに1:1で対応する15個の受光部D1〜D15を有している。
なお、発光部・受光部の数を15個としたのは図が複雑になるのを避けるためであり、15個という個数は単に説明の便宜上のものである。実際には発光部・受光部の個数として数10〜数100を想定している。
FIGS. 9A and 9B are diagrams showing an embodiment in which such a problem can be solved.
In the embodiment shown in FIGS. 9A and 9B, the reflective optical sensor has 15 light emitting portions E1 to E15 and 15 light receiving portions D1 to D15 corresponding to the light emitting portions 1: 1. ing.
The reason why the number of light emitting units and light receiving units is set to 15 is to avoid the complexity of the drawing, and the number of 15 is merely for convenience of explanation. Actually, several tens to several hundreds are assumed as the number of light emitting units and light receiving units.

予備検出工程は、図3に示したトナーパターンYP1に対して行なうものとして説明する。   The preliminary detection step will be described as being performed on the toner pattern YP1 shown in FIG.

図9(a)に示す実施の形態では、発光部E1〜E15および受光部D1〜D15の配列が1方向(図の上下方向)に3分割され、分割された各部分、即ち、発光部E1〜E5・受光部D1〜D5の部分、発光部E6〜E10・受光部D6〜D10の部分、発光部E11〜E15・受光部D11〜D15の部分が、支持部材の副方向(図の左右方向)への移動速度に応じた所定のずれ幅(ΔLとする。)で副方向にずれている。
発光部E1〜E15は、E1からE15まで順次に点灯・消灯を行うが、このとき、図示されないトナーパターンYP1は副方向へ速度:Vで移動している。
この場合、スキャン時間を「st」とすれば、発光部E1〜E5が順次の点灯・発光を完了するのに要する時間は「st/3」であり、発光部E6〜E10が順次の点灯・発光を完了するのに要する時間も、発光部E11〜E15が順次の点灯・発光を完了するのに要する時間も「st/3」である。
In the embodiment shown in FIG. 9A, the arrangement of the light emitting parts E1 to E15 and the light receiving parts D1 to D15 is divided into three in one direction (vertical direction in the figure), and each divided part, that is, the light emitting part E1. To E5, the light receiving parts D1 to D5, the light emitting parts E6 to E10, the light receiving parts D6 to D10, and the light emitting parts E11 to E15 and the light receiving parts D11 to D15 are in the sub-direction of the support member (the horizontal direction in the figure). ) Is shifted in the sub-direction with a predetermined shift width (referred to as ΔL) corresponding to the moving speed to.
The light emitting units E1 to E15 are sequentially turned on and off from E1 to E15. At this time, the toner pattern YP1 (not shown) moves at a speed V in the sub direction.
In this case, if the scanning time is “st”, the time required for the light emitting units E1 to E5 to complete sequential lighting / light emission is “st / 3”, and the light emitting units E6 to E10 are sequentially turned on / The time required to complete the light emission and the time required for the light emitting units E11 to E15 to complete the sequential lighting and light emission are also “st / 3”.

この時間:st/3の間に、図示されないトナーパターンYP1は「V・st/3」だけ副方向へ変位するので、上記ずれ量:ΔLを
ΔL=V・st/3
を満足するように設定すれば、発光部E1〜E15によるトナーパターンYP1のスポット走査をスキャン時間内に適正に終了させることができる。
During this time: st / 3, the toner pattern YP1 (not shown) is displaced in the sub direction by “V · st / 3”, so that the deviation amount: ΔL is ΔL = V · st / 3.
Is set so as to satisfy the above, spot scanning of the toner pattern YP1 by the light emitting portions E1 to E15 can be properly terminated within the scan time.

図9(b)に示す実施の形態では、15個の発光部・受光部は、その配列する1方向が、主方向(図9(b)において上下方向)に対し、支持部材の副方向(図の左方向)への移動速度(Vとする。)に応じた所定の角(αとする。)だけ傾いている。   In the embodiment shown in FIG. 9B, the 15 light emitting units / light receiving units are arranged in a direction in which the direction in which the light emitting unit and the light receiving unit are arranged is the sub-direction of the support member (up and down direction in FIG. 9B). It is inclined by a predetermined angle (referred to as α) corresponding to the moving speed (referred to as V in the left direction in the figure).

この場合、スキャン時間を「st」とし、発光部E1〜E15・受光部D1〜D15の主方向の配列長を「Z」とすれば、
Z・tanα=V・st
を満足するように、角:αを設定すれば、発光部E1〜E15によるトナーパターンYP1(図示されず)のスポット走査をスキャン時間内に適正に終了させることができる。
In this case, if the scanning time is “st” and the arrangement length of the light emitting parts E1 to E15 and the light receiving parts D1 to D15 in the main direction is “Z”,
Z ・ tanα = V ・ st
If the angle α is set so as to satisfy the above, spot scanning of the toner pattern YP1 (not shown) by the light emitting portions E1 to E15 can be properly terminated within the scanning time.

図10に示す実施の形態では、以下のようにして予備検出工程におけるスポット走査の適正化を図っている。   In the embodiment shown in FIG. 10, optimization of spot scanning in the preliminary detection process is performed as follows.

この図においても、反射型光学センサは15個の発光部5と、これに1:1で対応する15個の受光部を有している。発光部・受光部の数を15個としたのは図が複雑になるのを避けるためであり、15個という個数は単に説明の便宜上のものである。実際には発光部・受光部の個数として数10〜数100を想定している。   Also in this figure, the reflective optical sensor has fifteen light-emitting parts 5 and fifteen light-receiving parts corresponding to the light-emitting parts 1: 1. The reason why the number of light emitting units and light receiving units is set to 15 is to avoid the complexity of the drawing, and the number of 15 is merely for convenience of explanation. Actually, several tens to several hundreds are assumed as the number of light emitting units and light receiving units.

図10の実施の形態における15個の発光部・受光部は、発光部の配列する1方向および受光部の配列する1方向が、主方向(図面の上下方向)に略平行となっている。   In the 15 light emitting units / light receiving units in the embodiment of FIG. 10, one direction in which the light emitting units are arranged and one direction in which the light receiving units are arranged are substantially parallel to the main direction (vertical direction in the drawing).

15個の発光部と15個の受光部は、5個の発光部と5個の受光部とが発光部・受光部対を構成し、受光部・発光部対が3対、主方向に同列的に配置している。
受光部・発光部対G1は、発光部E11〜E15の5個の発光部と、これに1:1で対応する5個の受光部D11〜D15により構成され、受光部・発光部対G2は、発光部E21〜E25の5個の発光部と、これに1:1で対応する5個の受光部D21〜D25により構成され、受光部・発光部対G3は、発光部E31〜E35の5個の発光部と、これに1:1で対応する5個の受光部D31〜D35により構成されている。
Of the 15 light emitting units and 15 light receiving units, 5 light emitting units and 5 light receiving units constitute a light emitting unit / light receiving unit pair, and 3 light receiving unit / light emitting unit pairs are aligned in the main direction. Are arranged.
The light receiving part / light emitting part pair G1 is composed of five light emitting parts E11 to E15 and five light receiving parts D11 to D15 corresponding to the light emitting parts 1: 1 to E15. The five light emitting units E21 to E25 and the five light receiving units D21 to D25 corresponding 1: 1 with the light emitting units E21 to E25. The light receiving unit / light emitting unit pair G3 includes five light emitting units E31 to E35. Each of the light emitting units and the five light receiving units D31 to D35 corresponding to the light emitting units 1: 1 are provided.

受光部・発光部対G1〜G3は構造的には同一である。
そして、15個の発光部はトナー濃度検知を行う状態において、3対の発光部・受光部対G1〜G3における互いに対応する3個の発光部が同時、且つ、順次に点滅される。
The light receiving portion / light emitting portion pairs G1 to G3 are structurally identical.
Then, in the state in which the 15 light emitting units perform toner density detection, the three light emitting units corresponding to each other in the three light emitting unit / light receiving unit pairs G1 to G3 blink simultaneously and sequentially.

即ち、予備検出工程でスポット走査が行われるとき、先ず、受光部・発光部対G1〜G3における1番目の発光部E11、E21、E31が同時に点灯・消灯し、続いて、発光部E12、E22、E32が同時に点灯・消灯し、以下、発光部E13、E23、E33の同時の点灯・消灯、発光部E14、E24、E34の同時の点灯・消灯、発光部E15、E25、E35の同時の点灯・消灯が行われる。   That is, when spot scanning is performed in the preliminary detection step, first, the first light emitting units E11, E21, E31 in the light receiving unit / light emitting unit pair G1 to G3 are turned on / off simultaneously, and then the light emitting units E12, E22. , E32 are turned on / off simultaneously, and the light emitting units E13, E23, E33 are simultaneously turned on / off, the light emitting units E14, E24, E34 are simultaneously turned on / off, and the light emitting units E15, E25, E35 are simultaneously turned on.・ Lights off.

このようにすると、スキャン時間を図4の場合に比してst/3に短縮することができ、トナーパターンYP1(図示されず)がスポット走査領域内を通過している間にスポット走査を完了できる。   In this way, the scanning time can be shortened to st / 3 compared to the case of FIG. 4, and the spot scanning is completed while the toner pattern YP1 (not shown) passes through the spot scanning region. it can.

なお、図10に示す発光部・受光部対G1〜G3における発光部E11、E21、E31の位置、受光部D11、D21、D31の位置を「図10に示す位置」に残し、他の発光部・受光部を図9(b)の実施の形態のように「支持部材の副方向(図の左方)への移動速度に応じた角」で傾けて配列してもよい。   The positions of the light emitting parts E11, E21, E31 and the positions of the light receiving parts D11, D21, D31 in the light emitting part / light receiving part pairs G1 to G3 shown in FIG. As shown in the embodiment of FIG. 9B, the light receiving portions may be arranged with an inclination at “an angle corresponding to the moving speed of the support member in the sub direction (left side of the drawing)”.

図9、図10に示す実施の形態のように、発光部および受光部の数を増やすことによって、配列ピッチが等しい場合には、反射型光学センサの主方向の長さが大きくなりセンシング領域が長くなるので「主方向に対するトナーパターンYP1の位置ずれ」に対する許容量が大きくなる。また、反射型光学センサの長さが等しい場合には、発光部および受光部の配列ピッチが短くなり「主方向の空間分解能」が高くなる。   As in the embodiment shown in FIG. 9 and FIG. 10, when the arrangement pitch is equal by increasing the number of light emitting units and light receiving units, the length of the reflective optical sensor in the main direction increases and the sensing region becomes larger. Since the length becomes longer, an allowable amount for “the positional deviation of the toner pattern YP1 with respect to the main direction” becomes larger. Further, when the lengths of the reflective optical sensors are equal, the arrangement pitch of the light emitting units and the light receiving units is shortened, and the “spatial resolution in the main direction” is increased.

これら図9、図10に示す例で、15個の発光部による上記の如きスポット走査で、トナーパターンYP1に対する予備検出工程で位置範囲情報が知られたら、この位置範囲情報に基づき、位置情報検出用のトナーパターンPP1やトナー濃度検出用のトナーパターンDP1のスポット検出を確実に行ない得るs個の発光部によるスポット走査による本検出を行なえばよい。   In the example shown in FIGS. 9 and 10, if the position range information is known in the preliminary detection process for the toner pattern YP1 by spot scanning as described above by 15 light emitting units, position information detection is performed based on the position range information. It is only necessary to perform the main detection by spot scanning with s light emitting sections that can surely detect the spot of the toner pattern PP1 for toner and the toner pattern DP1 for toner density detection.

前述の如く、この発明の実施に用いられる反射型光学センサを構成する、発光部の数:Mと、受光部の数:Nとは同数であることを要しない。   As described above, the number of light emitting parts: M and the number of light receiving parts: N constituting the reflective optical sensor used in the practice of the present invention need not be the same.

即ち、M≠Nであることができる。
このような場合の実施の形態を3例、図11に示す。
That is, M ≠ N.
FIG. 11 shows three embodiments in such a case.

図11(a)に示す形態例は、N=15とし、M=30とした例である。
発光手段は発光部E11〜E1i〜E115が主方向(図面の上下方向)に1列等ピッチで配列され、発光部E21〜E2i〜E215が主方向に1列等ピッチで配列され、これら2列の発光部の配列は、主方向においては対応するもの同士が同じ位置にある。
The form example shown in FIG. 11A is an example in which N = 15 and M = 30.
In the light emitting means, the light emitting portions E11 to E1i to E115 are arranged in the main direction (vertical direction in the drawing) at one row and the same pitch, and the light emitting portions E21 to E2i to E215 are arranged in the main direction at the same pitch and these two rows. As for the arrangement of the light emitting parts, corresponding ones are in the same position in the main direction.

15個の受光部D1〜Di〜D15は、上記2列の発光部列に挟まれるようにして主方向に1列等ピッチで配列され、各受光部は対応する発光部と「主走査方向に同一位置に位置する」ようになっている。
i=1〜15について、主走査方向に同一位置にある発光部E1iとD2iとを各列において、同時且つ順次に点灯・消灯させることにより、支持部材およびトナーパターンを照射する検出光の出力を約2倍にできる。
発光部として一般に用いられるLEDの発光出力は発光部面積には依らず、注入電流密度に依存する。
発光出力を増大させるために注入電流密度を大きくすると、LEDの短寿命化が生じることから、注入電流密度をあるレベル以上に大きくすることはできない。この場合、発光部面積を大きくして(注入電流密度を大きくせずに)、注入電流量を増やすこともできるが、発光部面積の拡大は「支持部材・トナーパターンに照射するスポットの増大を招く。
Fifteen light receiving portions D1 to Di15 are arranged at equal pitches in the main direction so as to be sandwiched between the two light emitting portion rows, and each light receiving portion is connected to the corresponding light emitting portion in the “main scanning direction”. It is located at the same position ”.
For i = 1 to 15, the light emitting portions E1i and D2i at the same position in the main scanning direction are turned on / off simultaneously and sequentially in each column, thereby outputting the detection light for irradiating the support member and the toner pattern. Can be doubled.
The light emission output of the LED generally used as the light emitting part does not depend on the area of the light emitting part but depends on the injection current density.
If the injection current density is increased in order to increase the light emission output, the life of the LED is shortened, and therefore the injection current density cannot be increased beyond a certain level. In this case, the injection current amount can be increased by increasing the area of the light emitting portion (without increasing the injection current density). Invite.

このような場合、図11(a)に示すように、発光部面積を大きくせず、発光部を2列にして、電流密度は変えずに、光の出力を2倍にすることが好ましい。   In such a case, as shown in FIG. 11A, it is preferable that the light output area is not increased, the light emission parts are arranged in two rows, and the light output is doubled without changing the current density.

図11(b)の形態例は、逆にM=15、N=30とした例である。
15個の発光部E1〜Ei〜E15は主方向に1列等ピッチで配列し、30個の受光部は15個ずつの2グループにわけ、受光部D11〜D1i〜D115を主方向に1列等ピッチで配列し、受光部D21〜D2i〜D215を主方向に1列等ピッチで配列し、これら2列の受光部列で、発光部列を副方向に挟むようにしている。
i=1〜15として、対応する発光部Eiと受光部D1i、D2iとは、主走査方向において同一位置に位置する。
In the example shown in FIG. 11B, conversely, M = 15 and N = 30.
Fifteen light emitting units E1 to Ei to E15 are arranged in the main direction at an equal pitch in one row, 30 light receiving units are divided into two groups of 15 each, and the light receiving units D11 to D1i to D115 are arranged in one row in the main direction. The light receiving portions D21 to D2i to D215 are arranged at an equal pitch in the main direction, and the light emitting portion rows are sandwiched between the two light receiving portion rows in the sub direction.
As i = 1 to 15, the corresponding light emitting unit Ei and the light receiving units D1i and D2i are located at the same position in the main scanning direction.

このように受光手段を構成するPDを2列にして検出光(反射光)を受光することにより、受光感度を2倍に高めることができる。PDを1列配列のままで、受光部面積を副走査方向に2倍とすることでも受光感度向上は望めるが、支持部材やトナーパターンから反射した反射光のスポットサイズによっては(そのスポットサイズが小さい場合は特に)受光感度の向上率は小さい。それよりも図11(b)に示すように、LEDの配列を挟むようにして、副方向に対称な位置に2列配列するほうが受光感度の向上を期待できる。   Thus, by receiving the detection light (reflected light) in two rows of PDs constituting the light receiving means, the light receiving sensitivity can be increased by a factor of two. It is also possible to improve the light receiving sensitivity by doubling the light receiving area in the sub-scanning direction with the PDs arranged in one row, but depending on the spot size of the reflected light reflected from the support member and the toner pattern (the spot size is The improvement rate of light receiving sensitivity is small (especially when small). In contrast, as shown in FIG. 11B, it is expected that the light receiving sensitivity can be improved by arranging two rows at positions symmetrical to the sub-direction with the LED array in between.

先に図2〜図11(b)に即して説明した実施の形態では、発光部・受光部の配列ピッチは等ピッチであり、発光部の配列ピッチと受光部の配列ピッチは互いに等しい。
しかし、発光部の配列ピッチと受光部の配列ピッチとは、互いに異ならせることもできる。
In the embodiment described above with reference to FIGS. 2 to 11B, the arrangement pitch of the light emitting units and the light receiving units is equal, and the arrangement pitch of the light emitting units and the arrangement pitch of the light receiving units are equal to each other.
However, the arrangement pitch of the light emitting units and the arrangement pitch of the light receiving units can be different from each other.

図11(c)はこのような場合の形態例である。
この形態例では、7つの発光部E1〜Ei〜E7に対し、14個の受光部D1〜Dj〜D14を対応させており、受光部の配列ピッチを発光部の配列ピッチの1/2にすることにより、各発光部Ei(i=1〜7)にそれぞれ2個の受光部が対応するようになっている。このように、LEDの配列ピッチに対して、PDの配列ピッチを小さくすることにより「主方向の空間分解能を高める」ことが可能である。
FIG. 11C shows an example of such a case.
In this embodiment, 14 light receiving parts D1 to Dj to D14 are associated with seven light emitting parts E1 to Ei to E7, and the arrangement pitch of the light receiving parts is set to ½ of the arrangement pitch of the light emitting parts. Thus, two light receiving sections correspond to each light emitting section Ei (i = 1 to 7). As described above, it is possible to “enhance the spatial resolution in the main direction” by reducing the PD arrangement pitch with respect to the LED arrangement pitch.

なお、反射型光学センサを主走査方向に対して、ある角度傾けて配置することにより、主方向の空間分解能を高めることが可能である。
即ち、主走査方向に対する反射型光学センサの傾き(発光部・受光部の配列方向の傾き)の角を「β」とすれば、反射型光学センサにおける受光部・発光部の配列ピッチ:ptは、主方向への射影が「tp・cosβ」に小さくなって空間分解能が高まる。
Note that the spatial resolution in the main direction can be increased by arranging the reflective optical sensor at an angle with respect to the main scanning direction.
That is, if the angle of the inclination of the reflection type optical sensor with respect to the main scanning direction (the inclination of the arrangement direction of the light emitting unit / light receiving unit) is “β”, the arrangement pitch of the light receiving unit / light emitting unit in the reflection type optical sensor: pt is The projection in the main direction is reduced to “tp · cos β” and the spatial resolution is increased.

発光部や受光部の配列ピッチが比較的大きい場合には、発光部や受光部を各々独立したLEDやPD、例えば樹脂モールドタイプや表面実装タイプのものを高密度に集積して構成することができる。
超小型のLEDやPDを用いれば各々の素子サイズは「ミリオーダ」であり、配列ピッチとしては1mm程度の実装が可能である。
When the arrangement pitch of the light emitting part and the light receiving part is relatively large, the light emitting part and the light receiving part may be configured by integrating high density LEDs and PDs, such as resin mold type and surface mount type, respectively. it can.
If ultra-small LEDs and PDs are used, each element size is “milli-order”, and an arrangement pitch of about 1 mm is possible.

空間分解能を高めるには、基本的に発光部・受光部の配列ピッチを小さくする必要があるが、これはLEDやPDが一体的にアレイ配列する「LEDアレイやPDアレイ」を用いることで実現できる。この場合の実施の形態を図12に2例示す。   In order to increase the spatial resolution, it is basically necessary to reduce the arrangement pitch of the light emitting unit and the light receiving unit, but this is realized by using an “LED array or PD array” in which LEDs and PDs are arranged in an integrated manner. it can. Two examples of this embodiment are shown in FIG.

図12(a)に示す形態例は、6個の発光部E1〜E6として「6個のLEDを同一基板上に一体的に等ピッチで1列に配列」したLEDアレイEA(照射手段)と、6個の受光部D1〜D6として「6個のPDを同一基板上に一体的に等ピッチで配列」したPDアレイDA(受光手段)を、同一のハウジングに組み込んだ反射型光学センサOS11を示している。   The form example shown in FIG. 12A includes an LED array EA (irradiation means) in which “six LEDs are integrally arranged in a single line at the same pitch on the same substrate” as six light emitting portions E1 to E6. A reflection type optical sensor OS11 in which a PD array DA (light receiving means) in which six PDs are integrally arranged at the same pitch on the same substrate as six light receiving parts D1 to D6 is incorporated in the same housing. Show.

図12(b)に示す形態例は同一の基板上に、6個の発光部E1〜E6として「6個のLEDを等ピッチで1列にアレイ配列」するとともに、6個の受光部D1〜D6として「6個のPDを等ピッチで1列にアレイ配列」して照射手段と受光手段を同一基板に形成して発光部・受光部アレイDEAとし、この発光部・受光部アレイDEAを、同一のハウジングに組み込んだ反射型光学センサOS12を示している。   In the embodiment shown in FIG. 12B, six light emitting units E1 to E6 are "arrayed in one row at an equal pitch" on the same substrate, and six light receiving units D1 to D1 are arranged. As D6, "6 PDs are arrayed in a line at equal pitches", the irradiating means and the light receiving means are formed on the same substrate to form a light emitting part / light receiving part array DEA. A reflective optical sensor OS12 incorporated in the same housing is shown.

図12に示すように、発光部の配列ピッチと受光部の配列ピッチは等しく、対応する発光部・受光部は主方向において同一位置にある。しかし、これに限らず、図11に示した各形態例のように「発光部数と受光部数は異ならせる」ことができ、配列ピッチを異ならせることもできる。   As shown in FIG. 12, the arrangement pitch of the light emitting units is equal to the arrangement pitch of the light receiving units, and the corresponding light emitting units / light receiving units are at the same position in the main direction. However, the present invention is not limited to this, and “the number of light emitting units and the number of light receiving units can be made different” as in each embodiment shown in FIG. 11, and the arrangement pitch can also be made different.

なお、図12において、受光部・発光部を6個としたのも、図の複雑化を避け、説明の便宜上の理由による。   In FIG. 12, the number of light receiving parts / light emitting parts is six for reasons of convenience of description and avoiding complication of the figure.

このように照射手段・受光手段として、LEDアレイやPDアレイを用いれば、発光部・受光部の配列ピッチとして、数10μm〜数100μmオーダーのピッチが可能であり、予備検出工程や「位置情報を得るための本検出工程」において、空間分解能を大きく向上させることが可能となる。
なお、各々独立したLEDやPDを集積するよりも、半導体プロセスで製造されるLEDアレイやPDアレイの方が、発光部・受光部の位置精度を大きく向上させることができる。
図12(b)の形態例では、LEDアレイがPDアレイと共に同一基板上に一体的に形成されるので、照射手段・受光手段相互の位置精度も大きく向上させることができる。
As described above, if an LED array or a PD array is used as the irradiating means / light receiving means, the arrangement pitch of the light emitting part / light receiving part can be in the order of several tens μm to several hundreds μm. In the “main detection step for obtaining”, the spatial resolution can be greatly improved.
Note that the LED array and PD array manufactured by the semiconductor process can greatly improve the positional accuracy of the light emitting unit and the light receiving unit, rather than integrating independent LEDs and PDs.
In the embodiment of FIG. 12B, since the LED array is integrally formed with the PD array on the same substrate, the positional accuracy between the irradiation means and the light receiving means can be greatly improved.

ところで、トナーパターンの反射特性は、トナーパターンを構成するトナーの色により異なる波長依存性を有するが、近赤外から赤外の波長、特に、800nm〜1000nmの波長領域では反射特性に対する波長依存性が殆んど無い。
従って、反射型光学センサにおける照射手段の発光部は上記波長領域の光を放射するものが好ましく、また、反射型光学センサにおいて照射手段を構成する複数のLEDが同一の発光波長で発光するのが好ましい。
照射手段としてLEDアレイを用いる場合は、加工プロセス上から同一波長となるので好都合である。
By the way, although the reflection characteristics of the toner pattern have different wavelength dependence depending on the color of the toner constituting the toner pattern, the wavelength dependence on the reflection characteristics in the near infrared to infrared wavelengths, particularly in the wavelength range of 800 nm to 1000 nm. There is almost no.
Therefore, it is preferable that the light emitting portion of the irradiation means in the reflective optical sensor emits light in the above wavelength region, and that the plurality of LEDs constituting the irradiation means in the reflective optical sensor emit light at the same emission wavelength. preferable.
When an LED array is used as the irradiating means, it is convenient because the wavelength is the same from the processing process.

また、受光手段を構成するN個の受光部の「波長感度特性」が相互に異なると、同じトナーパターンからの反射光を受光しても、受光部ごとに出力が変化してトナー濃度検出のための演算処理に対して誤差になる。
従って、受光手段の受光部を構成するPDのピーク感度波長が「受光手段内の受光部ごとにばらつかない」ことが好ましいが、これは受光手段として、ピーク感度波長が加工プロセス上から同一になる「PDアレイ」を用いることにより実現できる。
In addition, if the “wavelength sensitivity characteristics” of the N light receiving parts constituting the light receiving means are different from each other, the output changes for each light receiving part even if the reflected light from the same toner pattern is received, and toner density detection is performed. This is an error in the arithmetic processing.
Therefore, it is preferable that the peak sensitivity wavelength of the PD constituting the light receiving unit of the light receiving unit does not vary for each light receiving unit in the light receiving unit. However, as the light receiving unit, the peak sensitivity wavelength is the same from the processing process. This can be realized by using a “PD array”.

また、照射手段から放射される検出光が受光手段により効率よく受光されるためには、発光部を構成するLEDの発光波長と、受光部を構成するPDのピーク感度波長が「数10nmレベルの範囲で略同一」であることが好ましい。一般に、発光素子として用いられるGaAs系LEDの発光波長は950nm程度、受光素子として用いられるSi系PDのピーク感度波長は800nm〜1000nmであるので、発光素子や受光素子を選択して用いることが好ましい。   In addition, in order for the detection light emitted from the irradiation unit to be efficiently received by the light receiving unit, the emission wavelength of the LED constituting the light emitting unit and the peak sensitivity wavelength of the PD constituting the light receiving unit are “several tens of nm level. It is preferable that “substantially the same in range”. In general, the emission wavelength of a GaAs LED used as a light emitting element is about 950 nm, and the peak sensitivity wavelength of a Si PD used as a light receiving element is 800 nm to 1000 nm. Therefore, it is preferable to select and use a light emitting element or a light receiving element. .

また、LEDやPDの組成やデバイス構造を調整することによって波長帯域をシフトさせることができるので、LEDの発光波長とPDのピーク感度波長を略同一とすることもできる。   Moreover, since the wavelength band can be shifted by adjusting the composition of LED and PD and the device structure, the emission wavelength of LED and the peak sensitivity wavelength of PD can be made substantially the same.

前述の如く、反射型光学センサにおける照射手段の個々の発光部から放射される検出光は支持部材やトナーパターンにスポット状に照射される。
発光部の具体例である「独立したLED」には「放射光を集束させるレンズ機能を持つ部分」が一体化されており、上記レンズ機能によりスポットを形成することもできる。
「素子自体としてはこのような機能を持たないLEDアレイ」を照射手段に用いる場合には、反射型光学センサは、発光部から放射される検出光を、支持部材表面に向けて集光的に導光する照明用光学系および/または支持部材表面からの反射光を受光手段に向けて集光的に導光する受光用光学系を有することで、検出光のスポット照射を実現できる。
As described above, the detection light emitted from the individual light emitting portions of the irradiating means in the reflective optical sensor is irradiated onto the support member and the toner pattern in a spot shape.
The “independent LED” which is a specific example of the light emitting unit is integrated with a “portion having a lens function for converging radiated light”, and a spot can be formed by the lens function.
When the “LED array that does not have such a function as the element itself” is used as the irradiation means, the reflective optical sensor condenses the detection light emitted from the light emitting part toward the support member surface. Spot illumination of the detection light can be realized by having the illumination optical system for guiding light and / or the light receiving optical system for condensingly guiding the reflected light from the surface of the support member toward the light receiving means.

勿論、独立したLEDを配列して発光部を形成する場合、各LEDが照射光を集光する機能を持っていても、上記照明用光学系を用いて、検出光の照射部に「より有効」に照射を行うことができる。   Of course, when the light emitting unit is formed by arranging independent LEDs, even if each LED has a function of collecting the irradiation light, the illumination optical system is used to make the detection light irradiation unit more effective. Can be irradiated.

このような場合の実施の形態を以下に説明する。
図13に示す実施の形態について説明すると、図13(a)は実施形態の反射型光学センサOSを主方向から見た構造を説明図的に示している。
照射手段は、独立した5個の発光部E1〜E5を主方向に等ピッチで1列に配列してなり、照射手段は、独立した5個の受光部D1〜D5を、発光部の配列と同ピッチで配列してなる。
発光部E1〜E5の個々はLED、受光部D1〜D5の個々はPDである。発光部をなすLEDは「放射光を集束させるレンズ機能」を備えている。
An embodiment in such a case will be described below.
The embodiment shown in FIG. 13 will be described. FIG. 13A schematically illustrates the structure of the reflective optical sensor OS of the embodiment viewed from the main direction.
The irradiating means includes five independent light emitting parts E1 to E5 arranged in a line at equal pitches in the main direction, and the irradiating means includes five independent light receiving parts D1 to D5 as an array of light emitting parts. Arranged at the same pitch.
Each of the light emitting units E1 to E5 is an LED, and each of the light receiving units D1 to D5 is a PD. The LED forming the light emitting unit has a “lens function for focusing the emitted light”.

図13(a)、(b)、(c)において、符号LEは「照明用光学系」、符号LDは受光用光学系を示す。図13(a)〜(c)に示すように、照明用光学系LE、受光用光学系LDは共にシリンドリカルレンズであり「副方向に正のパワー」をもつ。
符号17は支持部材、具体的には転写ベルトを示し、符号DPはトナー濃度検出用のトナーパターンを示す。
In FIGS. 13A, 13B, and 13C, symbol LE indicates an “illumination optical system”, and symbol LD indicates a light receiving optical system. As shown in FIGS. 13A to 13C, the illumination optical system LE and the light receiving optical system LD are both cylindrical lenses and have “positive power in the sub direction”.
Reference numeral 17 denotes a support member, specifically a transfer belt, and reference numeral DP denotes a toner pattern for detecting toner density.

トナー濃度検出の動作は、図2、図3に即して説明したとおりであり「図示されない予備検出工程用のトナーパターンに対して予備検出工程」を行なって、トナーパターンDPに対する主方向の位置範囲情報を得たのち、少数の発光部(例えば、発光部E3あるいは発光部E2〜E4)の発光により本検出工程を行なう。
個々の発光部(LED)Ei(i=1〜5)が点灯・消灯を行うとき、放射される検出光は、照明用光学系LEにより副方向に「より集光性を高められ」て、支持部材17またはトナーパターンDPに照射される。そして反射光は、受光用光学素子LDにより副方向に集光性を高められて受光部Di(i=1〜5)に向かい受光される。
The operation of detecting the toner density is as described with reference to FIGS. 2 and 3, and the “preliminary detection step is performed on a toner pattern for a preliminary detection step (not shown)” to determine the position in the main direction with respect to the toner pattern DP. After obtaining the range information, this detection step is performed by light emission of a small number of light emitting parts (for example, the light emitting part E3 or the light emitting parts E2 to E4).
When each light emitting unit (LED) Ei (i = 1 to 5) is turned on / off, the emitted detection light is “more condensing” in the sub-direction by the illumination optical system LE, The support member 17 or the toner pattern DP is irradiated. Then, the reflected light is enhanced in the sub-direction by the light receiving optical element LD and is received toward the light receiving part Di (i = 1 to 5).

なお、照明用光学系、受光用光学系は、支持部材やトナーパターンへ照射する検出光のスポットの適切形状、受光部が受光する受光スポットの適切形状を実現できる形態にすることができる。
照明用光学系と受光用光学系を同一形状とすれば、これら光学系のコストダウンが図れる。図13において、受光部・発光部を5個としたのも、図の複雑化を避け、説明の便宜上の理由による。
The illumination optical system and the light receiving optical system can be configured to realize an appropriate shape of the spot of the detection light irradiated to the support member and the toner pattern and an appropriate shape of the light reception spot received by the light receiving unit.
If the illumination optical system and the light receiving optical system have the same shape, the cost of these optical systems can be reduced. In FIG. 13, the number of the light receiving parts and the light emitting parts is five for reasons of convenience of explanation and avoiding the complication of the drawing.

照明用光学系・受光用光学系を用いる他の実施形態を説明する。
図14に示す実施の形態では、反射型光学素子OSAは、(a)に示すように、5個の発光部(LED)E1〜E5を配列した発光部の各発光部Eiに1:1に対応させて、照明用集光レンズLEi(i=1〜5)を設け、発光部Eiから照射された発散光の集光度合いを変え、支持部材17への照明効率を高める機能を有する。
図14に示した照明用光学系であるシリンドリカルレンズの場合に対し、主走査方向の集光用のパワーを持たせることにより「さらなる照明効率の向上」が可能である。
また、照明用集光レンズLEi(i=1〜5)は「主方向と副方向のパワーが異なるアナモフィックレンズ」としてもよい。
Another embodiment using the illumination optical system and the light receiving optical system will be described.
In the embodiment shown in FIG. 14, the reflective optical element OSA has a 1: 1 ratio to each light emitting part Ei of the light emitting part in which five light emitting parts (LEDs) E1 to E5 are arranged as shown in FIG. Correspondingly, an illumination condenser lens LEi (i = 1 to 5) is provided to change the degree of condensing diverging light emitted from the light emitting part Ei and to increase the illumination efficiency to the support member 17.
In contrast to the cylindrical lens that is the illumination optical system shown in FIG. 14, it is possible to “further improve the illumination efficiency” by providing the power for condensing in the main scanning direction.
Further, the illumination condenser lens LEi (i = 1 to 5) may be an “anamorphic lens having different powers in the main direction and the sub direction”.

また、照明用光学系は、図14(a)に示すように、各発光部Eiに1対1対応するアナモフィックレンズLEiを用い、受光用光学系には、図13(c)に示すような、副方向にのみパワーを持つシリンドリカルレンズを用いることもできる。照明用光学系の形態と受光用光学系の形態の組み合わせは、所望の照明効率や「検出光のスポット形状」、所望の受光効率や「受光スポット形状」に応じて選択できる。図9において、受光部・発光部を5個としたのも、図の複雑化を避け、説明の便宜上の理由による。   Further, as shown in FIG. 14A, the illumination optical system uses an anamorphic lens LEi corresponding to each light emitting portion Ei, and the light receiving optical system has a configuration as shown in FIG. 13C. It is also possible to use a cylindrical lens having power only in the sub direction. The combination of the form of the illumination optical system and the form of the light receiving optical system can be selected in accordance with the desired illumination efficiency, “detection light spot shape”, desired light reception efficiency and “light reception spot shape”. In FIG. 9, the number of the light receiving parts and the light emitting parts is five for reasons of convenience of explanation and avoiding complication of the drawing.

図15には、さらに、別の形態例を2例示す。
図15(a)に示す例では、反射型光学センサOSBは、照射手段が6個の発光部(LEDである。)E1〜E6を有し、これら発光部の個々に対応して集光パワーを持つ凸レンズ面をアレイ配列して一体化した照明用光学系LEAを有する例である。
照明用光学系LEAではLED側のみに集光パワーを持たせ、射出側は平面としているが、勿論、射出側面にもパワーを持たせることも可能である。この例の照明用光学系LEAは一体構造であるので、発光部ごとに別個のレンズを反射型光学センサ本体に組付けるよりも、組みつけが容易であり、またレンズ面間の配置精度を高めることができる。
FIG. 15 further shows two examples of other forms.
In the example shown in FIG. 15A, the reflection type optical sensor OSB has six light emitting units (LEDs) E1 to E6 as the irradiating means, and condensing power corresponding to each of these light emitting units. It is an example which has the optical system LEA for illumination which integrated the convex lens surface which has and is arranged in an array.
In the illumination optical system LEA, the light condensing power is given only to the LED side and the emission side is flat, but it is of course possible to give power to the emission side. Since the illumination optical system LEA in this example has an integrated structure, it is easier to assemble than a separate lens for each light emitting unit to the reflective optical sensor body, and the arrangement accuracy between the lens surfaces is increased. be able to.

図15(a)には図示されていないが、受光用光学系も同様に「受光用のレンズを一体化した構成」とすることができる。
図15(b)は、照明用光学系をなす6個の集光レンズLE1〜LE6と、受光用光学系をなす6個の集光レンズLD1〜LD6を、相互の位置関係を適切に定めて一体化した照明受光用光学系LEDAを示している。
このような照明受光用光学系LDEAを用いることにより、照明用の各集光レンズと、受光用の各集光レンズの配置精度をさらに高めることが可能となる。図15に示すような集光レンズの配列は、フォトリソグラフィーやナノインプリントなどの加工法を用いてガラス基板や樹脂基板上に形成できる。
図15において受光部・発光部を6個としたのも、図の複雑化を避け、説明の便宜上の理由による。
Although not shown in FIG. 15A, the light receiving optical system can be similarly configured as “a structure in which a light receiving lens is integrated”.
In FIG. 15B, the six condensing lenses LE1 to LE6 constituting the illumination optical system and the six condensing lenses LD1 to LD6 constituting the light receiving optical system are appropriately determined with respect to each other. An integrated illumination light receiving optical system LEDA is shown.
By using such an illumination light receiving optical system LDEA, it is possible to further increase the placement accuracy of each of the illumination condenser lenses and each of the light condenser lenses. The array of condensing lenses as shown in FIG. 15 can be formed on a glass substrate or a resin substrate by using a processing method such as photolithography or nanoimprint.
In FIG. 15, the number of the light receiving parts / light emitting parts is six for the sake of convenience of explanation and avoiding complication of the drawing.

照明用光学系や受光用光学系は、図9や図10のような発光部・受光部配列の場合には、発光部・受光部の配列に応じて適宜の形態をとることは言うまでも無い。   It goes without saying that the illumination optical system and the light receiving optical system take an appropriate form according to the arrangement of the light emitting part and the light receiving part in the case of the light emitting part / light receiving part arrangement as shown in FIG. 9 and FIG. No.

照明用光学系や受光用光学系をレンズアレイもしくはレンズ面アレイで形成する場合、レンズやレンズ面の配列ピッチは等しいことが好ましいことは言うまでも無い。   Needless to say, when the illumination optical system and the light receiving optical system are formed of a lens array or a lens surface array, it is preferable that the arrangement pitches of the lenses and lens surfaces are equal.

図16に即して、反射型光学センサ装置を説明する。
反射型光学センサ装置は、反射型光学センサ141と演算処理部142とを有する。
反射型光学センサ141は、先に図3、図4、図6、図7等に即して説明した物を用いることができる。
The reflective optical sensor device will be described with reference to FIG.
The reflective optical sensor device includes a reflective optical sensor 141 and an arithmetic processing unit 142.
As the reflective optical sensor 141, the one described above with reference to FIGS. 3, 4, 6, 7, etc. can be used.

演算処理部142は、反射型光学センサ141のM個の発光部の発光を、上に説明した予備検出工程および本検出工程、さらには検出に必要な演算を実行するように制御する。   The arithmetic processing unit 142 controls the light emission of the M light emitting units of the reflective optical sensor 141 so as to execute the preliminary detection step and the main detection step described above, and further the calculation necessary for detection.

OS1 反射型光学センサ
E1〜E5 発光部(LED)
D1〜D5 受光部(PD)
YP1 予備検出工程用のトナーパターン
DP1 トナー濃度検出用のトナーパターン
17 支持部材(転写ベルト)
OS1 Reflective optical sensor E1 to E5 Light emitting part (LED)
D1 to D5 Light receiving part (PD)
YP1 toner pattern for preliminary detection process DP1 toner pattern for toner concentration detection 17 support member (transfer belt)

特開昭64− 35466号公報JP-A 64-35466 特開2004−309292号公報JP 2004-309292 A 特開2004− 21164号公報JP 2004-21164 A 特開2002− 72612号公報JP 2002-72612 A 特開2003− 84530号公報JP 2003-84530 A 特開2002− 23458号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-23458

Claims (12)

トナーによる画像を形成する画像形成方法において、所定の副方向へ移動する支持部材の表面に所定のトナーパターンを1以上形成し、上記支持部材に照射手段により検出光を照射し、上記支持部材および/またはトナーパターンによる反射光を受光手段により受光し、上記検出光に対する上記支持部材の反射特性と上記トナーパターンの反射特性の差に基づき上記トナーパターンの位置および/またはトナー濃度に関する情報を検出するトナー情報検出方法であって、
検出光を放射する検出光用の発光部をM(≧3)個、上記支持部材に検出光のスポットをM箇所で照射できるように、且つ、副方向に直交する方向において隣接するスポットの間が、上記直交する方向における上記トナーパターンの大きさ以下となるように、副方向に交わる1方向に配置して照射手段とするとともに、N(≧3)個の受光部を上記支持部材および/またはトナーパターンによる検出光の反射光を受光できるように、上記照射手段に対応させ、且つ、上記支持部材に対向させて1方向に配列して受光手段とし、
上記照射手段におけるr(≦M)個の発光部を発光させてトナーパターンの位置範囲情報を予備的に検出する予備検出工程と、
この予備検出工程による検出結果に基づき、上記照射手段において発光させるs(<r)個の発光部を選択して発光させ、トナーパターンの位置および/またはトナー濃度に関する情報を検出する本検出工程と、を行なうことを特徴とするトナー情報検出方法。
In an image forming method for forming an image with toner, one or more predetermined toner patterns are formed on the surface of a support member moving in a predetermined sub-direction, and the support member is irradiated with detection light by an irradiating means, and the support member and Light received by the toner pattern is received by the light receiving means, and information on the position of the toner pattern and / or the toner density is detected based on the difference between the reflection characteristics of the support member and the toner pattern with respect to the detection light. A toner information detection method comprising:
M (≧ 3) light emitting portions for detecting light that emit detection light, and the support member can be irradiated with detection light spots at M locations, and between adjacent spots in a direction orthogonal to the sub-direction. Is arranged in one direction intersecting with the sub-direction so as to be equal to or smaller than the size of the toner pattern in the orthogonal direction, and serves as an irradiating means, and N (≧ 3) light receiving portions are used as the support member and / or Alternatively, in order to receive the reflected light of the detection light by the toner pattern, the light receiving means is arranged in one direction so as to correspond to the irradiation means and face the support member,
A preliminary detection step of preliminarily detecting the position range information of the toner pattern by emitting r (≦ M) light emitting portions in the irradiation unit;
A main detection step of selecting information on the position and / or toner density of the toner pattern by selecting and emitting s (<r) light emitting portions that emit light in the irradiating means based on the detection result of the preliminary detection step; And a toner information detecting method.
請求項1記載のトナー情報検出方法において、
トナーパターンが副方向において検出光の照射領域を通過する時間内に、r個の発光部および/またはs個の発光部を順次に発光させることを特徴とするトナー情報検出方法。
The toner information detection method according to claim 1.
A toner information detection method comprising sequentially emitting r light emitting units and / or s light emitting units within a time during which a toner pattern passes a detection light irradiation region in a sub direction.
請求項1または2記載のトナー情報検出方法において、
予備検出工程に際して、トナーパターンの位置範囲情報を検出できるr(<M)個の発光部を選択することを特徴とするトナー情報検出方法。
In the toner information detection method according to claim 1 or 2,
A toner information detection method, wherein r (<M) light emitting portions capable of detecting toner pattern position range information are selected in the preliminary detection step.
請求項1〜3の任意の1に記載のトナー情報検出方法において、
予備検出工程により位置範囲情報を検出するための予備検出工程専用のトナーパターンを、支持部材表面に、他のトナーパターンよりも副方向の先頭に形成することを特徴とするトナー情報検出方法。
The toner information detection method according to any one of claims 1 to 3,
A toner information detection method comprising: forming a toner pattern dedicated to a preliminary detection step for detecting position range information by a preliminary detection step on a support member surface at a head in a sub-direction rather than other toner patterns.
請求項1〜3の任意の1に記載のトナー情報検出方法において、
本検出工程によりトナーパターンの位置および/またはトナー濃度に関する情報を検出するためのトナーパターンが、予備検出工程で位置範囲情報を検出するためのトナーパターンを兼ねていることを特徴とするトナー情報検出方法。
The toner information detection method according to any one of claims 1 to 3,
Toner information detection characterized in that the toner pattern for detecting information on the position and / or toner density of the toner pattern in this detection step also serves as the toner pattern for detecting position range information in the preliminary detection step Method.
請求項1〜5の任意の1に記載のトナー情報検出方法において、
検出対象としてのトナー情報が、少なくとも、トナーパターンの支持部材上における位置情報であることを特徴とするトナー情報検出方法。
The toner information detection method according to any one of claims 1 to 5,
A toner information detection method, wherein toner information as a detection target is at least position information on a support member of a toner pattern.
請求項6記載のトナー情報検出方法において、
検出対象としてのトナー情報が、トナー濃度と位置情報とであり、
本検出工程において、検出対象としてのトナー情報が、トナー濃度のときと位置情報のときとで、発光させるs個の発光部の個数を異ならせることを特徴とするトナー情報検出方法。
The toner information detection method according to claim 6.
Toner information as a detection target is toner density and position information,
In the present detection step, a toner information detection method characterized in that the number of s light emitting portions to emit light varies depending on whether toner information to be detected is toner density or position information.
請求項6または7記載のトナー情報検出方法において、
検出対象としてのトナー情報が位置情報であるとき、発光させる発光部の数:s=1であることを特徴とするトナー情報検出方法。
In the toner information detection method according to claim 6 or 7,
When the toner information as a detection target is position information, the number of light emitting sections to emit light: s = 1.
請求項6〜8の任意の1に記載のトナー情報検出方法において、
検出対象としてのトナー情報がトナー濃度であるとき、発光させる発光部の数:s>1であることを特徴とするトナー情報検出方法。
The toner information detection method according to any one of claims 6 to 8,
A toner information detection method, wherein the number of light emitting sections to emit light is s> 1 when the toner information to be detected is toner density.
請求項1〜9の任意の1に記載のトナー情報検出方法の実施に用いられる反射型光学センサ装置であって、
独立してもしくは同時に点滅可能なM(≧3)個の発光部を1方向に配列してなる照射手段と、
N(≧3)個の受光部を上記照射手段に対応させて1方向に配列してなる受光手段と、
上記M個の発光部の発光を予備検出工程および本検出工程に応じて制御する制御手段と、を有する反射型光学センサ装置。
A reflective optical sensor device used for carrying out the toner information detection method according to any one of claims 1 to 9,
An irradiation means in which M (≧ 3) light-emitting portions that can be flashed independently or simultaneously are arranged in one direction;
A light receiving means in which N (≧ 3) light receiving portions are arranged in one direction corresponding to the irradiation means;
A reflection type optical sensor device comprising: a control unit that controls light emission of the M light emitting units according to a preliminary detection step and a main detection step.
トナーによる画像を形成する画像形成装置において、
トナー情報を検出するための反射型光学センサとして、請求項10に記載の反射型光学センサ装置を有することを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus for forming an image with toner,
An image forming apparatus comprising the reflective optical sensor device according to claim 10 as a reflective optical sensor for detecting toner information.
請求項11記載の画像形成装置において、
形成される画像が、色の異なる複数種のトナーによる多色画像もしくはカラー画像であり、色ごとのトナー情報が検出されることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 11.
An image forming apparatus, wherein an image to be formed is a multicolor image or a color image using a plurality of types of toners having different colors, and toner information for each color is detected.
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