特開 2025-154188 受発光センサ及び該受発光センサを備えた画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025154188

(43)【公開日】2025-10-10

(54)【発明の名称】受発光センサ及び該受発光センサを備えた画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/47 20060101AFI20251002BHJP

   G03G 15/00 20060101ALI20251002BHJP

   G01N 21/55 20140101ALI20251002BHJP

【ＦＩ】

G01N21/47 F

G03G15/00 303

G01N21/55

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024057056

(22)【出願日】2024-03-29

(71)【出願人】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004303

【氏名又は名称】弁理士法人三協国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤本 直樹

【テーマコード（参考）】

2G059

2H270

【Ｆターム（参考）】

2G059AA01

2G059BB10

2G059DD12

2G059EE02

2G059GG02

2G059GG03

2G059HH02

2G059KK01

2G059KK03

2G059LL01

2G059NN01

2H270LD01

2H270LD02

2H270LD03

(57)【要約】

【課題】乱反射光を検出する乱反射光検出方式と、正反射光を検出する正反射光検出方式とを１つの受発光センサにより実現しつつ、乱反射光と正反射光とが混在して検出されることによる測定精度の低下を防止する。
【解決手段】受発光センサ１０は、基板１１の一方の面に所定方向に沿って配置された第１発光素子１４、第２発光素子１６、第１受光素子１５及び第２受光素子１７を備えている。第１受光素子１５は、第１発光素子１４から出射された光の正反射光を受光する。第２受光素子１７は、第２発光素子１６から出射された光の乱反射光を受光する。基板垂直方向から見て、第１発光領域１４ａの面積重心位置Ｃ１と第１受光領域１５ａの面積重心位置Ｃ２とを通る第１基準線Ｌ１２と、第２発光領域１６ａの面積重心位置Ｃ３と第２受光領域１７ａの面積重心位置Ｃ４とを通る第２基準線Ｌ３４とが交差する。
【選択図】図７Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定対象物に向けて光を照射し、該測定対象物からの反射光を検出する受発光センサであって、
主基板と、
前記主基板の一方の面に所定方向に沿って配置された第１発光素子、第２発光素子、第１受光素子及び第２受光素子とを備え、
前記第１発光素子は第１発光領域を含み、前記第２発光素子は第２発光領域を含み、
前記第１受光素子は第１受光領域を含み、前記第２受光素子は第２受光領域を含み、
前記第１受光素子は、前記第１発光素子から出射された光の正反射光を受光可能な位置に配置され、
前記第２受光素子は、前記第２発光素子から出射された光の乱反射光を受光可能な位置に配置され、
前記主基板に垂直な基板垂直方向から見て、前記第１発光領域の面積重心位置と前記第１受光領域の面積重心位置とを通る直線を第１基準線と定義し、前記第２発光領域の面積重心位置と前記第２受光領域の面積重心位置とを通る直線を第２基準線と定義したとき、前記第１基準線と前記第２基準線とが交差するように前記各受光素子及び前記各発光素子が配置されている、受発光センサ。

【請求項2】

請求項１記載の受発光センサにおいて、
前記主基板に積層され、前記所定方向において互いに隣接して並ぶ第１素子基板及び第２素子基板をさらに備え、
前記第１受光素子及び前記第１発光素子は、前記第１素子基板に配置され、
前記第２受光素子及び前記第２発光素子は、前記第２素子基板に配置され、受発光センサ。

【請求項3】

請求項２記載の受発光センサにおいて、
前記基板垂直方向から見て、前記第１素子基板は、その延設方向が前記第１基準線と平行で且つ前記主基板の延設方向と一致するように配置され、且つ、前記第２素子基板は、その延設方向が前記第２基準線と平行で且つ前記主基板の延設方向に対して傾くように配置されている、受発光センサ。

【請求項4】

請求項２記載の受発光センサにおいて、
前記基板垂直方向から見て、前記第１素子基板は、その延設方向が前記第１基準線と平行で且つ前記主基板の延設方向と一致するように配置され、
前記第２素子基板は、その延設方向が前記主基板の延設方向と一致するように配置されており、
前記基板垂直方向から見て、前記第２素子基板の延設方向に直交する方向における前記第２受光領域の面積重心位置及び前記第２発光領域の面積重心位置が互いに異なっている、受発光センサ。

【請求項5】

請求項３記載の受発光センサにおいて、
前記基板垂直方向から見て、前記第２素子基板の延設方向に直交する方向における前記第２受光領域の面積重心位置及び前記第２発光領域の面積重心位置が互いに異なっている、受発光センサ。

【請求項6】

測定対象物に向けて光を照射し、該測定対象物からの反射光を検出する受発光センサであって、
主基板と、
前記主基板の一方の面に所定方向に沿って配置された第１発光素子、第２発光素子、第１受光素子及び第２受光素子とを備え、
前記第１発光素子は第１発光領域を含み、前記第２発光素子は第２発光領域を含み、
前記第１受光素子は第１受光領域を含み、前記第２受光素子は第２受光領域を含み、
前記第１受光素子は、前記第１発光素子から出射された光の正反射光を受光可能な位置に配置され、
前記第２受光素子は、前記第２発光素子から出射された光の乱反射光を受光可能な位置に配置され、
前記主基板に垂直な基板垂直方向から見て、前記第２発光領域の面積重心位置と前記第２受光領域の面積重心位置とを通る直線を第２基準線と定義し、前記第１受光領域の面積重心位置と前記第２受光領域の面積重心位置とを通る直線を第３基準線と定義したとき、前記第２基準線と前記第３基準線とが交差するように前記各受光素子及び前記各発光素子が配置されている、受発光センサ。

【請求項7】

請求項６記載の受発光センサおいて、
前記主基板の前記一方の面に積層された１つの素子基板をさらに備え、
前記第１受光素子と、前記第１発光素子と、前記第２受光素子と、前記第２発光素子とは、前記素子基板に配置されている、受発光センサ。

【請求項8】

請求項７記載の受発光センサおいて、
前記基板垂直方向から見て、前記第１発光領域の面積重心位置と前記第１受光領域の面積重心位置とを通る直線を第１基準線と定義したとき、前記第３基準線が前記第１基準線に対して交差するように前記各受光素子及び前記各発光素子が配置されている、受発光センサ。

【請求項9】

請求項７記載の受発光センサおいて、
前記基板垂直方向から見て、前記第１発光領域の面積重心位置と前記第１受光領域の面積重心位置とを通る直線を第１基準線と定義したとき、前記第３基準線が前記第１基準線に対して平行になるように前記各受光素子及び前記各発光素子が配置されている、受発光センサ。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか１つに記載の受発光センサを備えた画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、受発光センサ及び該受発光センサを備えた画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、測定対象物に向けて光を照射する発光部と、該測定対象物からの反射光を検出する受光部と、該発光部及び受光部が実装される基板とを備えた受発光センサが知られている。この種の受発光センサは、測定対象物の特性値（例えば表面濃度や位置等であって、以下、測定対象値という）の測定に使用される。

【0003】

下記特許文献１には、この種の受発光センサの一例が開示されている。この例では、受発光センサは、電子写真方式の画像形成装置等において中間転写ベルト上に形成されたパッチ画像の濃度や位置ずれを測定する用途に使用されている。

【0004】

この受発光センサは、発光部として第１発光素子と第２発光素子とを備えるとともに、受光部として第１受光素子と第２受光素子とを備えている。

【0005】

前記第１受光素子は、第１発光素子から出射された光の正反射光を受光可能な位置に配置されている。また第１受光素子は、第２発光素子から出射された光の乱反射光を受光可能な位置に配置されている。前記第２受光素子は、第２発光素子から出射された光の乱反射光を受光可能な位置に配置されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第７１９５８０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１に示す受発光センサでは、諸要因（例えば測定対象物を支持する部材の位置ずれ等）によって、乱反射光の検出用に設けられた第２受光素子に、第１発光素子から出射される光の正反射光が入射したり、第２発光素子から出射される光の正反射光が入射したりして、測定対象値の測定精度が低下する虞がある。

【0008】

本開示の目的は、乱反射光を検出する乱反射光検出方式と、正反射光を検出する正反射光検出方式とを１つの受発光センサにより実現しつつ、乱反射光と正反射光とが混在して検出されることによる測定対象値の測定精度の低下を防止することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示の一局面に係る受発光センサは、測定対象物に向けて光を照射し、該測定対象物からの反射光を検出する受発光センサであって、主基板と、前記主基板の一方の面に所定方向に沿って配置された第１発光素子、第２発光素子、第１受光素子及び第２受光素子とを備え、前記第１発光素子は第１発光領域を含み、前記第２発光素子は第２発光領域を含み、前記第１受光素子は第１受光領域を含み、前記第２受光素子は第２受光領域を含み、前記第１受光素子は、前記第１発光素子から出射された光の正反射光を受光可能な位置に配置され、前記第２受光素子は、前記第２発光素子から出射された光の乱反射光を受光可能な位置に配置され、前記主基板に垂直な基板垂直方向から見て、前記第１発光領域の面積重心位置と前記第１受光領域の面積重心位置とを通る直線を第１基準線と定義し、前記第２発光領域の面積重心位置と前記第２受光領域の面積重心位置とを通る直線を第２基準線と定義したとき、前記第１基準線と前記第２基準線とが交差するように前記各受光素子及び前記各発光素子が配置されている。

【0010】

本開示の他の局面に係る受発光センサは、測定対象物に向けて光を照射し、該測定対象物からの反射光を検出する受発光センサであって、主基板と、前記主基板の一方の面に所定方向に沿って配置された第１発光素子、第２発光素子、第１受光素子及び第２受光素子とを備え、前記第１発光素子は第１発光領域を含み、前記第２発光素子は第２発光領域を含み、前記第１受光素子は第１受光領域を含み、前記第２受光素子は第２受光領域を含み、前記第１受光素子は、前記第１発光素子から出射された光の正反射光を受光可能な位置に配置され、前記第２受光素子は、前記第２発光素子から出射された光の乱反射光を受光可能な位置に配置され、前記主基板に垂直な基板垂直方向から見て、前記第２発光領域の面積重心位置と前記第２受光領域の面積重心位置とを通る直線を第２基準線と定義し、前記第１受光領域の面積重心位置と前記第２受光領域の面積重心位置とを通る直線を第３基準線と定義したとき、前記第２基準線と前記第３基準線とが交差するように前記各受光素子及び前記各発光素子が配置されている。

【0011】

本開示の他の局面に係る画像形成装置は、前記受発光センサを備えている。

【発明の効果】

【0012】

本開示によれば、乱反射光を検出する乱反射光検出方式と、正反射光を検出する正反射光検出方式とを１つの受発光センサにより実現しつつ、乱反射光と正反射光とが混在して検出されることによる測定対象値の測定精度の低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、実施形態１における受発光センサを備えた画像形成装置を示す概略図である。

【図2】図２は、受発光センサの配置構成を説明するための説明図であって中間転写部を下方から見た図である。

【図3】図３は、コントローラを含む制御系の構成を示すブロック図である。

【図4】図４は、黒トナーの検出原理を説明するための説明図であり、（ａ）は、中間転写ベルト上に黒トナーが存在しない場合を示し、（ｂ）は、中間転写ベルト上に黒トナーが存在する場合を示している。

【図5】図５は、カラートナーの検出原理を説明するための説明図であり、（ａ）は、中間転写ベルト上にカラートナーが存在しない場合を示し、（ｂ）は、中間転写ベルト上にカラートナーが存在する場合を示している。

【図6】図６は、図２のＶＩ－ＶＩ線断面図である。

【図7A】図７Ａは、実施形態１における各受発光素子の配線基板上における配置構成を説明するための概略図であって、図６のＶＩＩ方向矢視図に相当する図である。

【図7B】図７Ｂは、実施形態１の変形例１を示す図７Ａ相当図である。

【図7C】図７Ｃは、実施形態１の変形例２を示す図７Ａ相当図である。

【図8】図８は、実施形態２を示す図６相当図である。

【図9A】図９Ａは、実施形態２を示す図７Ａ相当図である。

【図9B】図９Ｂは、実施形態２の変形例を示す図９Ａ相当図（図７Ａ相当図）である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本開示の受発光センサについて図面を参照して詳細に説明する。本開示の受発光センサは、測定光を測定対象物に照射し、その反射光を受光することで、当該測定対象物の特性値を測定する。測定対象物には特に制限はなく、固体、半固体、液体、粉体などが対象となり得る。測定する特性値についても、反射光から解析し得る限りにおいて特に制限はない。以下で説明する実施形態では、画像形成装置に対し、画像形成用のトナーの濃度検出用に組み付けられる受発光センサを例示する。

【0015】

（実施形態１）
図１は、本実施形態における受発光センサ１０を備えた画像形成装置１００を示す概略図である。画像形成装置１００は、タンデム型のカラープリンターにより構成されている。

【0016】

［画像形成装置の全体構成］
画像形成装置１００は、給紙部１、垂直搬送路２、レジストローラ対３、中間転写部４、画像形成部５０、２次転写部６、定着装置７、排出搬送路８、排出トレイ９、受発光センサ１０及びコントローラ３０（図３）を含んで構成されている。画像形成部５０には、４つの画像形成機構５Ｂ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙが備えられている。

【0017】

画像形成装置１００は、次のような画像形成工程を行う。用紙Ｐは、給紙部１の給紙カセット１ａから、ピックアップローラ１ｂと分離ローラ対１ｃ（図１のピックアップローラ１ｂの左のローラ対）によって、垂直搬送路２に搬送され、レジストローラ対３を介して２次転写部６へ搬送される。

【0018】

画像形成部５０では、像担持体としての各々の感光体ドラム５１（感光体ドラム５１は図１において反時計方向に回転する）に形成されたイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナー画像が後述の中間転写部４の中間転写ベルト４３に順次多重転写され、カラー画像が形成される。

【0019】

ここで形成されたカラー画像は、２次転写部６によって、中間転写ベルト４３から、給紙カセット１ａより搬送されてきた用紙Ｐに、２次転写される。用紙Ｐ上には、カラー画像が形成される。

【0020】

この後、未定着のカラー画像を転写された用紙Ｐは、中間転写ベルト４３から分離され、定着装置７に搬送される。そして、定着ローラ７ａと加圧ローラ７ｂとの圧接により形成されるニップ部にて、用紙Ｐに定着に必要な熱量が供給され、更に定着ローラ７ａと加圧ローラ７ｂ間で加圧されることにより、カラー画像の定着処理がされる。定着装置７で定着処理がなされた後、用紙Ｐは、排出搬送路８を経て排出トレイ９に排出される。なお、定着ローラ７ａには、ヒータ（不図示）が内蔵され、このヒータは定着ローラ７ａの表面が定着に必要な所定の温度となるように制御されている。

【0021】

図１に示すように、中間転写部４は、駆動ローラ４１と、従動ローラ４２と、テンションローラ４４とこの３つのローラに亘って掛け渡された無端状の中間転写ベルト４３とからなる。中間転写ベルト４３は、テンションローラ４４により、適切な張力が付与されている。この状態で、駆動ローラ４１に、不図示の駆動モータから駆動力が伝達されることで、中間転写ベルト４３が、各画像形成機構５Ｂ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙの感光体ドラム５１のドラム外周の表面速度と同じ送り速度で駆動される。

【0022】

次に、画像形成装置１００の主要な構成要素である画像形成部５０の構成について、詳細に説明をする。画像形成部５０は、画像形成機構５Ｂ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙと、コンピューター等から入力された画像データに基づいて各色に対応したレーザー光を出射する４つの露光装置５３とからなる。

【0023】

画像形成機構５Ｂ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙは、中間転写部４の下方に並んで配置されている。各画像形成機構５Ｂ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙの配置は、中間転写ベルト４３の移動方向上流側より順に、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（ｂ）用となっており、全て略同じ構成の画像形成ユニットからなる。よって、画像形成機構５Ｂ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙにおいて、同一構成である部分については同一符号を付している。なお、以下の画像形成機構５Ｂ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙの説明においては、特に限定する必要がある場合を除き、「Ｙ」「Ｃ」「Ｍ」「Ｂ」の識別記号は省略し、単に画像形成機構５と表記して説明する。

【0024】

画像形成機構５は、感光体ドラム５１、帯電装置５２、一次転写部材（一次転写ローラ）５４、クリーニング装置５５、及び現像装置５６を含み、樹脂等からなる筐体にこれらを組み付けることにより１つのユニットとなり、画像形成装置１００の本体に取り付けられている。画像形成時には、各画像形成機構５において、各感光体ドラム５１の周面が帯電装置５２によって一様に帯電され、当該帯電後の感光体ドラム５１の周面に対して前記画像データに基づく各色に対応したレーザー光が照射される。この結果、各感光体ドラム５１の周面に静電潜像が形成される。かかる静電潜像に現像装置５６から現像剤が供給されて、各感光体ドラム５１の周面にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が形成される。これらトナー像は、一次転写ローラ５４に印加された転写バイアスにより中間転写ベルト４３にそれぞれ重ねて転写される。なお、感光体ドラム５１上の一次転写されなかった残トナーは、クリーニング装置５５によって除去される。

【0025】

［受発光センサの配置構成］
受発光センサ１０は、前記各画像形成機構５Ｂ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙによって中間転写ベルト４３の幅方向の一方側の端部領域に形成されるレジストマークｒ１～ｒ４（図２参照）を検出するレジストセンサである。レジストマークｒ２～ｒ４は、色ずれ補正用のマークであって後述するキャリブレーション制御部３２による制御の下、各画像形成機構５Ｂ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙにより中間転写ベルト４３の下面に形成される。

【0026】

図２は、受発光センサ１０の配置構成を説明するための説明図であって中間転写部４を下方から見た図である。

【0027】

この図に示すように、受発光センサ１０は、中間転写ベルト４３の外周面（本例では下面）における幅方向の一方側の端部に対向して配置されている。受発光センサ１０は、中間転写ベルト４３に向けて光を照射し、その反射光（本例では正反射光及び乱反射光）を受光し、受光した反射光の光量に対応する信号（電気信号）を出力する反射型光学式センサである。受発光センサ１０から出力される信号は後述のコントローラ３０に入力され、コントローラ３０では、受発光センサ１０より受信した信号を基に後述のキャリブレーション制御（トナー濃度の補正処理）を実行する。なお、受発光センサ１０の数は１つに限ったものではなく、例えば、２つの受発光センサ１０を中間転写ベルト４３の外周面の幅方向の両側部に配置するようにしてもよい。

【0028】

［制御系の構成］
図３は、前記コントローラ３０を含む制御系の構成を示すブロック図である。コントローラ３０は、プロセス機器５０Ａ、設定操作部４０、及び受発光センサ１０等に信号の授受可能に接続されている。

【0029】

プロセス機器５０Ａは、画像形成プロセスに必要な機器であって、例えば、前記感光体ドラム５１、帯電装置５２、露光装置５３、現像装置５６、及び定着装置７等を含む。

【0030】

設定操作部４０は、ユーザが指で操作することで、画像形成装置１００に対して印刷ジョブの実行指令や各種条件を入力可能に構成されている。

【0031】

コントローラ３０は、機能部として印刷制御部３１とキャリブレーション制御部３２とを有している。コントローラ３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を有するマイクロコンピュータからなる。以下で説明する印刷制御部３１及びキャリブレーション制御部３２の機能は、ＣＰＵがＲＯＭ等に記憶されたコンピュータプログラムを実行することで実現される。

【0032】

印刷制御部３１は、例えば外部端末から送信される画像データを基に、プロセス機器５０Ａを制御することで用紙Ｐに対して印刷処理を実行する。

【0033】

キャリブレーション制御部３２は、所定のタイミングでキャリブレーション制御を実行する。所定のタイミングとは、例えば、印刷制御部３１により実行される印刷ジョブと印刷ジョブとの間の時間帯等が挙げられるがこれに限定されない。

【0034】

前記キャリブレーション制御では、印刷制御部３１を介して露光装置５３及び各画像形成機構５の動作を制御することで、中間転写ベルト４３の表面におけるプリント領域の外側である非プリント領域（幅方向の端部領域）に濃度補正用の４つのレジストマークｒ１～ｒ４（図２参照）を形成し、その後、受発光センサ１０からの信号を基にこれら各レジストマークｒ１～ｒ４の濃度を取得（算出）して、当該取得した各レジストマークｒ１～ｒ４の濃度を基に、中間転写ベルト４３に転写される各色のトナー画像の濃度を補正するよう現像バイアス等を調整する。

【0035】

なお、本例では、各レジストマークｒ１～ｒ４は、ブラック、マゼンタ、シアン、及びイエローの各色に対応する長方形状のパッチ画像により構成されていて、中間転写ベルト４３の移動方向の下流側から上流側に向かってこの順に形成される。図２中のＢ，Ｍ，Ｃ，Ｙの文字は各レジストマークｒ１～ｒ４の色を表しており、実際にこれらの文字が画像として形成される訳ではない。

【0036】

［受発光センサの検出原理］
次に、図４及び図５を参照して、受発光センサ１０による黒トナー及びカラートナーの検出原理を簡単に説明しておく。

【0037】

図４は、黒トナーの検出原理を説明するための説明図であり、（ａ）は、中間転写ベルト上に黒トナーが存在しない場合を示し、（ｂ）は、中間転写ベルト上に黒トナーが存在する場合を示している。図４では、原理の説明用として、光を出射する発光素子２０１と、光を受光する受光素子２０２と、トナーが転写される中間転写ベルト２０３とを実際の装置とは別に模式的に示している。

【0038】

図４（ａ）に示すように、中間転写ベルト２０３上に黒トナーが存在しない場合には、発光素子２０１から出射された光は、中間転写ベルト２０３の表面で正反射して受光素子２０２に入射する。一方、図４（ｂ）に示すように中間転写ベルト２０３上に黒トナーが存在する場合には、発光素子２０１からベルト２０３に入射した光の一部が黒トナーにより吸収されるので、中間転写ベルト２０３上にて反射する正反射光の量が少なくなり、受光素子２０２に入射する光の量も少なくなる。この結果、受光素子２０２から出力される出力信号（電気信号）の大きさも低下する。したがって、受光素子２０２を発光素子２０１から出射される光の正反射光を受光可能な位置に配置しておくことで当該受光素子２０２の出力信号を基に黒トナーの濃度を検出することができる。

【0039】

図５は、カラートナーの検出原理を説明するための説明図であり、（ａ）は、中間転写ベルト上にカラートナーが存在しない場合を示し、（ｂ）は、中間転写ベルト上にカラートナーが存在する場合を示している。図５では、発光素子３０１と受光素子３０２と中間転写ベルト３０３とを実際の装置とは別に模式的に示している。

【0040】

図５の例では、黒トナーを検出する場合（図４の場合）と比べて受光素子３０２の位置が異なっている。すなわち、受光素子３０２は、カラートナーによる乱反射光を受光可能な位置（この図の例では正反射光を受光可能な位置よりも発光素子３０１に近い側）に配置されている。

【0041】

そして、図５（ａ）に示すように、中間転写ベルト３０３上にカラートナーが存在しない場合には、発光素子３０１から出射された光は、中間転写ベルト３０３の表面で正反射するが、この正反射光の先には受光素子３０２が設けられていないので受光素子３０２の出力信号は変化しない。一方、図５（ｂ）に示すように中間転写ベルト３０３上にカラートナーが存在する場合には、発光素子３０１から中間転写ベルト３０３上に入射した光の一部がカラートナーにより乱反射して受光素子３０２に入射する。したがって、受光素子３０２を正反射位置から外れた位置で且つ乱反射光を受光可能な位置に配置することで当該受光素子３０２の出力信号を基にカラートナーの濃度を検出することができる。

【0042】

［受発光センサの詳細］
画像形成装置１００に搭載される前記受発光センサ１０は、上述した検出原理を基に黒トナーの濃度及びカラートナーの濃度を検出可能に構成されている。

【0043】

図６を参照して、受発光センサ１０の具体的な構成を説明する。図６は、図２のＶＩ－ＶＩ線断面図である。図６の左側が画像形成装置１００の前側（以下、装置前側という）に相当し、図６の右側が画像形成装置１００の後側（以下、装置後側という）に相当する。

【0044】

受発光センサ１０は、配線基板１１と、配線基板１１の主面（一方の面）に固定された第１素子基板１２Ａ及び第２素子基板１２Ｂと、第１素子基板１２Ａに形成された第１発光素子１４及び第１受光素子１５と、第２素子基板１２Ｂに形成された第２発光素子１６及び第２受光素子１７と、前記配線基板１１の主面に装着されて素子収容空間Ｓを形成する筐体１８と、筐体１８に支持されたレンズユニット１９とを有している。本例では、第１発光素子１４及び第２発光素子１６は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）により構成され、第１受光素子１５及び第２受光素子１７は、フォトダイオード（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）により構成されている。

【0045】

以下では、先ず、受発光センサ１０を構成する各構成要素の説明を行った後、４つの各素子１４～１７の配置構成の詳細を説明する。

【0046】

前記配線基板１１は、前記コントローラ３０に電気的に接続されて各発光素子１４，１６及び各受光素子１５，１７にバイアス電圧を印加する。配線基板１１は、本例では所定方向（図６の左右方向であって本例では主走査方向）に長い矩形状に形成されている。配線基板１１は、例えば樹脂基板又はセラミック基板等で構成される。なお、配線基板１１は矩形状に限ったものではく、例えば円形状や菱形状など如何なる形状であってもよい。

【0047】

第１素子基板１２Ａ及び第２素子基板１２Ｂは、例えば半導体基板により構成されていて、前記配線基板１１の主面にそれぞれ実装（積層）されている。第１素子基板１２Ａ及び第２素子基板１２Ｂは、前記配線基板１１の主面の面方向（主面と平行な方向）に沿って互いに隣接して配置されている。前記半導体基板は、本例ではＳｉ（シリコン）基板により構成されている。第１素子基板１２Ａ及び第２素子基板１２Ｂは共に前記所定方向に長い矩形状をなしている（図７Ａ参照）。第１素子基板１２Ａと第２素子基板１２Ｂとの間には僅かに隙間が設けられている。すなわち、１素子基板１２Ａと第２素子基板１２Ｂとは、中間転写ベルト４３側に開放する断面コ字状のスリット状の凹部を介して分離して配置されている。なお、第１素子基板１２Ａ及び第２素子基板１２Ｂは矩形状に限ったものではなく、例えば円形状や菱形状など如何なる形状であってもよい。

【0048】

第１発光素子１４及び第１受光素子１５は、第１素子基板１２Ａにおける配線基板１１側とは反対側面に形成されている。第１発光素子１４及び第１受光素子１５は、黒トナーを検出するために設けられた素子対であって、上述した黒トナーの検出原理（図４参照）に基づいてその配置位置が設定されている。

【0049】

すなわち、第１発光素子１４は予め設定した中間転写ベルト４３上の測定用被照射位置Ｍに向けて光を出射するように配置され、第１受光素子１５は、第１発光素子１４より出射された光の正反射光を受光可能な位置に配置されている。測定用被照射位置Ｍは、基板垂直方向から見て、第１受光素子１５の第１受光領域１５ａ（後述する図７Ａ参照）の面積重心位置Ｃ２と、第１発光素子１４の第１発光領域１４ａの面積重心位置Ｃ１とを結ぶ線分の中央に位置している。

【0050】

第２発光素子１６及び第２受光素子１７は、第２素子基板１２Ｂにおける配線基板１１側とは反対側面に形成されている。第２発光素子１６及び第２受光素子１７は、カラートナーを検出するために設けられた素子対であって、上述したカラートナーの検出原理（図５参照）基づいてその配置位置が設定されている。

【0051】

すなわち、第２発光素子１６は測定用被照射位置Ｍに向けて光を出射するように配置され、第２受光素子１７は、第２発光素子１６より出射された光の乱反射光を受光可能な位置に配置されている。

【0052】

また、第２受光素子１７は、第２発光素子１６から出射された光の正反射光を検出しない位置に配置されている。具体的には、本例では、第２受光素子１７は、測定用被照射位置Ｍを通り且つ上下方向に延びる直線よりも第２発光素子１６側（図６の右側）に配置されている。換言すると、第２受光素子１７は、測定用被照射位置Ｍに対して、第２発光素子１６から出射される光の正反射側とは反対側（図６の右側）に配置されている。

【0053】

また、第２受光素子１７は、第１発光素子１４から出射された光の正反射光を検出しない位置に配置されている。具体的には、本例では、第２受光素子１７は、第１発光素子１４に対して、その正反射光を受光する第１受光素子１５が位置する側（光の正反射側）とは反対側に配置されている。

【0054】

図６を参照して、前記第２発光素子１６と測定用被照射位置Ｍとの距離（詳しくは、第２発光素子１６の光出射方向に沿った距離）は、第１発光素子１４と測定用被照射位置Ｍとの距離（詳しくは、第１発光素子１４の光出射方向に沿った距離）よりも長い。

【0055】

前記第１発光素子１４及び第２発光素子１６は、例えば複数の半導体層により構成されている。複数の半導体層は、例えば、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置により、半導体基板（第１素子基板１２Ａ又は第２素子基板１２Ｂ）にエピタキシャル成長させることにより形成される。第１受光素子１５及び第２受光素子１７は、ｎ型の半導体基板（第１素子基板１２Ａ又は第２素子基板１２Ｂ）にｐ型半導体領域を設けることで両者の界面にｐｎ接合を形成して構成される。

【0056】

前記レンズユニット１９は、第１発光側レンズ１９１、第１受光側レンズ１９２，第２発光側レンズ１９３及び第２受光側レンズ１９４と、これら４つのレンズ１９１～１９４を支持するとともに筐体１８に固定されるレンズ支持部材１９０とを有している。なお、レンズ支持部材１９０は、配線基板１１側に延びる支持柱等を介して該配線基板１１に固定されていてもよい。

【0057】

第１発光側レンズ１９１は、第１発光素子１４の出射光を集光して測定用被照射位置Ｍに誘導する。

【0058】

第１受光側レンズ１９２は、第１発光素子１４から出射されて測定用被照射位置Ｍにて正反射した光を集光し、第１受光素子１５（詳しくは第１受光素子１５の第１受光領域１５ａ）に誘導する。

【0059】

第２発光側レンズ１９３は、第２発光素子１６の出射光を集光して測定用被照射位置Ｍに誘導する。

【0060】

第２受光側レンズ１９４は、第２発光素子１６から出射されて測定用被照射位置Ｍにて乱反射した光を集光し、第２受光素子１７（詳しくは第２受光素子１７の第２受光領域１７ａ）に誘導する。

【0061】

これらのレンズ１９１～１９４は、例えば凸レンズ、球面レンズ又は非球面レンズ等により構成される。なお、レンズ１９１～１９４は必ずしも必要ではない。

【0062】

前記筐体１８は、意図しない光（迷光）が各受光素子１５，１７で受光されることを抑制する。具体的には、筐体１８は、周壁部１８ａと、蓋部１８ｂと、第１遮光壁１８ｃと、第２遮光壁１８ｄとを有している。本例では、筐体１８は、例えば樹脂材料により一体成形される。なお、筐体１８は、複数の部材を組み合わせて構成されていてもよい。

【0063】

周壁部１８ａは、各素子１４～１７を収容する素子収容空間Ｓを全周に亘って囲む枠状部材からなる。周壁部１８ａの一端側の開口は配線基板１１により閉塞され、他端側の開口は前記蓋部１８ｂによって閉塞されている。そうして、蓋部１８ｂと配線基板１１と周壁部１８ａとによって素子収容空間Ｓが形成されている。

【0064】

前記第１遮光壁１８ｃ及び第２遮光壁１８ｄは、蓋部１８ｂにおける配線基板１１との対向面に突設されている。

【0065】

第１遮光壁１８ｃは、４つの各素子１４～１７の並び方向（所定方向）に直交する方向（図６の紙面垂直方向）から見て、第１発光素子１４と第１受光素子１５との間を遮るように配置されている。これにより、第１遮光壁１８ｃは、第１発光素子１４から出射された光の一部が第１受光素子１５にて直接検出されるのを抑制する。また、第１遮光壁１８ｃは、第１発光素子１４からの出射光及び当該出射光の正反射光をガイドするガイド壁としても機能する。この出射光及び正反射光の導光路に沿ってガイド壁をさらに追加してもよい。

【0066】

第２遮光壁１８ｄは、４つの各素子１４～１７の並び方向（所定方向）に直交する方向（図６の紙面垂直方向）から見て、第２発光素子１６と第２受光素子１７との間を遮るように配置されている。これにより、第２遮光壁１８ｄは、第２発光素子１６から出射された光の一部が第２受光素子１７にて直接検出されるのを抑制する。また、第２遮光壁１８ｄは、第２発光素子１６の出射光及び当該出射光の乱反射光をガイドするガイド壁としても機能する。この出射光及び乱反射光の導光路にガイド壁をさらに追加してもよい。

【0067】

［各発光素子の発光制御について］
次に、前記受発光センサ１０に設けられる各発光素子１４，１６の発光制御の詳細を説明する。各発光素子１４，１６の発光制御は、コントローラ３０のキャリブレーション制御部３２の機能によって実現される。

【0068】

前記キャリブレーション制御部３２は、前記キャリブレーション制御を実行する際には、各レジストマークｒ１～ｒ４が受発光センサ１０の直上の測定用被照射位置Ｍを通るタイミングに応じて、黒トナー検出用の第１発光素子１４又はカラートナー検出用の第２発光素子１６を選択的に発光させる。

【0069】

具体的には、キャリブレーション制御部３２は、ブラックのレジストマークｒ１が測定用被照射位置Ｍを通過するタイミング及びその前後では、前記第１発光素子１４のみを発光させて、該発光後に前記第１受光素子１５から出力される出力信号の大きさを基にブラックのレジストマークｒ１の濃度を取得（算出）する。

【0070】

一方、キャリブレーション制御部３２は、ブラック以外のカラー色（本例では、イエロー、マゼンタ又はシアン）のレジストマークｒ２～ｒ４が測定用被照射位置Ｍを通過するタイミング及びその前後では、前記第２発光素子１６のみを発光させて、該発光後に前記第２受光素子１７から出力される出力信号の大きさを基に、イエロー、マゼンタ、シアンの各色に対応するレジストマークｒ２～ｒ４の濃度を取得（算出）する。

【0071】

［発光素子及び受光素子の配置構成の詳細］
図７Ａは、各素子１４～１７の配線基板１１上における配置構成を説明するための概略図であって、図６のＶＩＩ方向矢視図に相当する図である。

【0072】

図７Ａでは、第１及び第２受光素子１５，１７のそれぞれの受光領域である第１及び第２受光領域１５ａ，１７ａの外縁と、第１及び第２発光素子１４，１６のそれぞれの発光領域である第１及び第２発光領域１４ａ，１６ａの外縁とを代表して示している。ここで、「発光領域」とは、発光素子のうち発光する部位であり、「受光領域」とは、受光素子のうち受光する部位である。本例では、第１及び第２受光素子１５，１７の外縁と、前記第１及び第２受光領域１５ａ，１７ａの外縁とはそれぞれ一致しているが、必ずしも一致している必要はない。また、第１及び第２発光素子１４，１６の外縁と、前記第１及び第２発光領域１４ａ，１６ａの外縁とはそれぞれ一致しているが、必ずしも一致している必要はない。また、図７Ａでは、各受光領域１５ａ，１７ａ及び各発光領域１４ａ，１６ａの形状を簡略化して正方形状に描いているが、正方形状に限定されるものではなく、アスペクト比を様々に変更可能である。また、各受光領域１５ａ，１７ａ及び各発光領域１４ａ，１６ａの形状は、矩形状に限定されず、例えば円形状や菱形状であってもよい。

【0073】

第１受光素子１５と、第１発光素子１４と、第２受光素子１７と、第２発光素子１６とは、配線基板１１の長さ方向（所定方向であって本例では主走査方向）の一方側から他方側に向かってこの順に並んで配置されている。

【0074】

第１発光素子１４及び第１受光素子１５は、第１素子基板１２Ａの長手方向の両端寄りに配置されている。第１素子基板１２Ａにおける第１発光素子１４の基板幅方向の両側には、ボンディングワイヤを接続するための一対のボンディングパッド２１が形成されている。一対のボンディングパッド２１は、第１発光素子１４に電気的に接続されている。

【0075】

第２発光素子１６及び第２受光素子１７は、第２素子基板１２Ｂの長手方向の両端寄りに配置されている。第２素子基板１２Ｂにおける第２発光素子１６の基板幅方向の両側には、ボンディングワイヤを接続するための一対のボンディングパッド２２が形成されている。一対のボンディングパッド２２は、第２発光素子１６に電気的に接続されている。

【0076】

ところで、本実施形態のように、半導体基板上（素子基板１２Ａ及び１２Ｂ）に各素子１４～１７を形成する場合、半導体基板上に薄膜を形成する成膜工程と、薄膜上にフォトレジストを塗布した後にフォトマスクを使用して光を露光することでレジストパターンを形成するフォトリソグラフィ工程と、露光されたフォトレジストの現像工程と、現像工程後に残ったフォトレジストによる保護領域以外の領域を除去するエッチング工程とを繰り返す。

【0077】

本実施形態では、前記フォトリソグラフィ工程は、第１素子基板１２Ａ上に第１発光素子１４及び第１受光素子１５用のレジストパターンをセットで同じフォトマスクにより形成する工程と、第２素子基板１２Ｂ上に第２発光素子１６及び第２受光素子１７用のレジストパターンをセットで同じフォトマスクにより形成する工程とで構成される。

【0078】

そこで、本実施形態では、同じフォトマスクを使用して形成される第１発光素子１４及び第１受光素子１５のそれぞれの面積重心位置Ｃ１，Ｃ２を通る直線を第１基準線Ｌ１２として定義する（図７Ａ参照）。また、本実施形態では、この第１基準線Ｌ１２に対して、設計上の位置関係を規定するべき基準線として、同じフォトマスクを使用して形成される第２発光素子１６及び第２受光素子１７のそれぞれの面積重心位置Ｃ３，Ｃ４を通る直線を第２基準線Ｌ３４として定義する。ここで、面積重心位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４とは、第１発光領域１４ａ、第１受光領域１５ａ、第２発光領域１６ａ及び第２受光領域１７ａのそれぞれの外縁により画定される領域を配線基板１１の垂直方向（以下、基板垂直方向という）から見たときのその図心位置であって、当該領域内における質量分布は考慮せずに求まる当該領域の幾何学的な図心位置である。

【0079】

そして、本実施形態の受発光センサ１０では、図７Ａに示すように、基板垂直方向から見て、第１基準線Ｌ１２と第２基準線Ｌ３４とが交差するように各素子１４～１７を配置している。

【0080】

また、本実施形態では、前記基板垂直方向から見て、第１素子基板１２Ａの幅方向の中央線と、前記配線基板１１の幅方向の中央線とは一致している。一方、第２素子基板１２Ｂの幅方向の中央線は、配線基板１１の幅方向の中央線と交差している。ここで、幅方向の中央線とは、幅方向の中央位置を通る直線である。

【0081】

換言すると、基板垂直方向から見て、第１素子基板１２Ａは、その延設方向が配線基板１１（主基板）の延設方向と平行になるように配置されているのに対し、第２素子基板１２Ｂは、その延設方向が配線基板１１の延設方向に対して僅かに傾いた状態で配置されている。

【0082】

すなわち、第２素子基板１２Ｂは、基板垂直方向から見て、その延設方向が、第１素子基板１２Ａの延設方向に対して交差するように配置されている。

【0083】

ここで、各基板１１，１２Ａ，１２Ｂの延設方向とは、それぞれの基板の幅方向の中央線の延びる方向であって本例では基板の長辺の延び方向と一致している。第１素子基板１２Ａの幅方向の中央線と前記第１基準線Ｌ１２とは、基板垂直方向から見て一致しており、第２素子基板１２Ｂの幅方向の中央線と前記第２基準線Ｌ３４とは、基板垂直方向から見て一致しているので、上述のように、第２素子基板１２Ｂを傾けて配置することで、基板垂直方向から見たときに第１基準線Ｌ１２と第２基準線Ｌ３４とが交差することとなる。

【0084】

この結果、第１基準線Ｌ１２に直交する方向（図７Ａの上下方向）において、第２受光素子１７の第２受光領域１７ａの面積重心位置Ｃ４と、第２発光素子１６の第２発光領域１６ａの面積重心位置Ｃ３とを互いに離間して配置することができる。

【0085】

さらに、本実施形態では、前記基板垂直方向から見て、第１発光素子１４の第１発光領域１４ａの面積重心位置Ｃ１と、第１受光素子１５の第１受光領域１５ａの面積重心位置Ｃ２との距離（以下、第１離間距離という）をＫ１とし、第２発光素子１６の第２発光領域１６ａの面積重心位置Ｃ３と、第２受光素子１７の第２受光領域１７ａの面積重心位置Ｃ４との距離（以下、第２離間距離という）をＫ２としたとき、例えば、Ｋ１＝Ｋ２の関係を満たしている。

【0086】

また、前記配線基板１１に垂直な方向から見て、第１発光素子１４の第１発光領域１４ａの面積重心位置Ｃ１と、第２受光素子１７の第２受光領域１７ａの面積重心位置Ｃ４との距離（以下、第３離間距離という）をＫ３としたとき、Ｋ３＜Ｋ１（＝Ｋ２）の関係を満たしている。なお、Ｋ１、Ｋ２及びＫ３の大小関係はこれに限ったものではなく、例えばＫ２＞Ｋ１としてもよい。

【0087】

［作用効果］
以上のように構成された本実施形態の受発光センサ１０では、第１受光素子１５と、第１発光素子１４と、第２受光素子１７と、第２発光素子１６とが、配線基板１１の一方の面上において所定方向に沿ってこの順に並んで配置されている。第１受光素子１５は、該第１発光素子１４から出射された光の正反射光を受光可能な位置に配置され、第２受光素子１７は、第２発光素子１６から出射された光の乱反射光を受光可能な位置に配置されている。

【0088】

これにより、第１受光素子１５によって第１発光素子１４から出射される光の正反射光を受光し、第２受光素子１７によって第２発光素子１６から出射される乱反射光を受光するようにしたことで、測定対象物Ｂであるトナーの光の反射特性に応じた反射光の検出が可能となる。これにより、光を乱反射し易い特性を有するカラートナーの濃度と、光を吸収する特性を有していて中間転写ベルト４３の表面における正反射光の光量との相関性が強い黒トナーの濃度とを受発光センサ１０によって精度良く測定することができる。

【0089】

また、本実施形態の各素子１４～１７の配置順序によれば、第２受光素子１７にて検出される乱反射光の出射源である第２発光素子１６が、各素子１４～１７の並び方向（所定方向）の最も外側（本例では装置後側）に配置されるので、第２発光素子１６から測定用被照射位置Ｍに入射する光の入射角θ１（図６参照）を極力大きくとることができる。ここで、一般的には光の入射角を大きくとるとその正反射光は弱まるので、例えば中間転写ベルト４３の変形等によって第２発光素子１６から出射された光の正反射光が第２受光素子１７に入射したとしてもその強度を極力低く抑えることができる。したがって、第２受光素子１７により検出される光の成分中に、第２受光素子１７から出射される光の正反射光が混在してもその影響を極力抑制することができる。よって、第２受光素子１７の出力信号に基づくカラー色のレジストマークｒ２～４の濃度測定精度を向上させることができる。また、第２発光素子１６から測定用被照射位置Ｍに入射する光の入射角θ１を大きくとることで、正反射成分が少なくなり、反射光に含まれる乱反射成分を相対的に大きくすることができる。延いては、カラートナー（測定対象物Ｂの一例）の濃度に応じた乱反射特性の違いを第２受光素子１７の受光量に十分に反映させて、第２受光素子１７の出力信号に基づくカラー色のレジストマークｒ２～ｒ４の濃度測定精度を向上させることができる。

【0090】

また、本実施形態の各素子１４～１７の配置順序によれば、第２受光素子１７が、第１発光素子１４に対して第１受光素子１５が位置する側（第１発光素子１４から出射される光の正反射側）とは反対側に配置されるので、第１発光素子１４から出射される光の正反射光が第２受光素子１７に入射するのを防止することができる。よって、乱反射光を検出するための第２受光素子１７による受光成分中に、第１発光素子１４から出射される光の正反射光が混在するのを極力抑制することができる。延いては、第２受光素子１７の出力信号に基づくカラー色のレジストマークｒ２～ｒ４の濃度測定精度を可及的に向上させることができる。

【0091】

さらに本実施形態では、前記第１基準線Ｌ１２と前記第２基準線Ｌ３４とが交差するように各素子１４～１７が配置されているので、第１基準線Ｌ１２に直交する方向（図７Ａの上下方向）において、第２受光素子１７の第２受光領域１７ａの面積重心位置Ｃ４と、第２発光素子１６の第２発光領域１６ａの面積重心位置Ｃ３とを互いに離間して位置させることができる。

【0092】

したがって、基板垂直方向から見て、第１基準線Ｌ１２に沿う方向を各発光素子１４，１６から出射される光の正反射方向とした場合、第２受光素子１７は、基板垂直方向から見て、第２発光素子１６よりも前記正反射方向に直交する方向にオフセットされた位置に配置されることとなる（図７Ａ参照）。よって、第２受光素子１７が第２発光素子１６から出射される光の正反射光を受光し難くなる。これにより、第２受光素子１７による受光成分中に第２発光素子１６からの光の正反射光が混ざるのを抑制することができる。延いては、第２発光素子１６の出力信号に基づくカラートナーの濃度測定精度を向上させることができる。

【0093】

また、本実施形態では、受発光センサ１０は、前記配線基板１１に積層され、前記所定方向において互いに隣接して並ぶ第１素子基板１２Ａ及び第２素子基板１２Ｂを有しており、第１受光素子１５及び前記第１発光素子１４は、第１素子基板１２Ａに設けられ、第２受光素子１７及び第２発光素子１６は、第２素子基板１２Ｂに設けられている。

【0094】

この構成によれば、第１受光素子１５及び第１発光素子１４を第１素子基板１２Ａに一体形成し、第２素子基板１２Ｂに第２受光素子１７及び第２発光素子１６を一体形成した後に、配線基板１１に対する第１素子基板１２Ａの固定位置と第２素子基板１２Ｂの固定位置とをそれぞれ別個に調整することで、第１基準線Ｌ１２と第２基準線Ｌ３４との交差度合を容易に調整することができる。

【0095】

また、本実施形態では、前記基板垂直方向から見て、前記第１素子基板１２Ａは、その延設方向が前記第１基準線Ｌ１２と平行で且つ前記配線基板１１の延設方向（前記所定方向）と一致するように配置され、且つ、前記第２素子基板１２Ｂは、その延設方向が前記第２基準線Ｌ３４と平行で且つ前記配線基板１１の延設方向に対して傾くように配置されていることにより（図７Ａ参照）、第１基準線Ｌ１２と第２基準線Ｌ３４とが交差する状態で前記各素子１４～１７が配置される。

【0096】

これによれば、第２受光素子１７及び第２発光素子１６が形成された第２素子基板１２Ｂの延設方向を、配線基板１１の延設方向（本例では前記所定方向）に対して傾けることで、第１基準線Ｌ１２と第２基準線Ｌ３４とを交差させることができるので製造が容易である。しかも、既存のフォトマスクを流用してその設置角度を変更するだけで第１基準線Ｌ１２と第２基準線Ｌ３４とが交差するように各素子１４～１７を形成することができるので、新たなにフォトマスクを用意する場合に比べて製造コストを低減することができる。

【0097】

また、本実施形態では、基板垂直方向から見て、第１発光素子１４の第１発光領域１４ａの面積重心位置Ｃ１と第１受光素子１５の第１受光領域１５ａの面積重心位置Ｃ２とを通る直線を第１基準線Ｌ１２と定義し、第２発光素子１６の第２発光領域１６ａの面積重心位置Ｃ３と第２受光素子１７の第２受光領域１７ａの面積重心位置Ｃ４とを通る直線を第２基準線Ｌ３４と定義して各素子１４～１７の位置関係を規定しており、このような位置関係に基づくことで製造がさらに容易になる。

【0098】

すなわち、本実施形態では、第１素子基板１２Ａに第１発光素子１４及び第１受光素子１５を形成する際には、該各素子１４，１５用のレジストパターンを同じフォトマスクを使用して形成し、第２素子基板１２Ｂに第２発光素子１６及び第２受光素子１７を形成する際には、該各素子１６，１７用のレジストパターンを同じフォトマスクを使用して形成する。したがって、同じフォトマスクを用いて形成する一対の素子の面積重心位置を通る直線をそれぞれ第１基準線Ｌ１２及び第２基準線Ｌ３４として定義することで、製法上の特徴に即して各素子１４～１７の位置関係を規定することができるので製造が容易になる。

【0099】

（実施形態１の変形例１）
図７Ｂは、実施形態１の変形例１を示す図７Ａ相当図である。この変形例１では、前記第１基準線Ｌ１２と前記第２基準線Ｌ３４とを交差させるために、第２素子基板１２Ｂ上における第２発光素子１６の位置を幅方向の中央位置からずらして配置した点が前記実施形態１とは異なる。

【0100】

すなわち、本変形例１では、第２発光素子１６は、第２素子基板１２Ｂの幅方向（図７Ｂの上下方向）の中央線（本例では第１基準線Ｌ１２と同一直線上）に対して該幅方向にオフセットした位置に配置されている。この結果、基板垂直方向から見たときに第１基準線Ｌ１２と第２基準線Ｌ３４とが交差することとなる。

【0101】

そして、このように第１基準線Ｌ１２と第２基準線Ｌ３４とが交差することによって、第１基準線Ｌ１２に直交する方向（図７Ｂの上下方向）において、第２受光素子１７の面積重心位置Ｃ４と、第２発光素子１６の面積重心位置Ｃ３とが互いに離間した位置に配置されることとなる。よって、前記実施形態１と同様の作用効果（第２受光素子１７が第２発光素子１６からの光の正反射光を受光し難くなるという作用効果）を得ることができる。

【0102】

以上まとめると、本変形例では、基板垂直方向から見て、第１素子基板１２Ａは、その延設方向が第１基準線Ｌ１２と平行で且つ配線基板１１の延設方向（本例では前記所定方向）と一致するように配置されている。また、第２素子基板１２Ｂは、その延設方向が配線基板１１の延設方向（本例では前記所定方向）と一致するように配置されている。そして、第２素子基板１２Ｂの延設方向に直交する方向において、第２受光素子１７の第２受光領域１７ａの面積重心位置Ｃ４と、第２発光素子１６の第２発光領域１６ａの面積重心位置Ｃ３とは異なる位置にあり、そのことにより、第１基準線Ｌ１２と第２基準線Ｌ３４とが交差している。そうして、第１基準線Ｌ１２と第２基準線Ｌ３４とが交差することで前記実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。しかも本変形例では、前記実施形態１のように第２素子基板１２Ｂを配線基板１１の延設方向に対して傾けて配置する必要がないので、製造治具や製造機械の構成を簡素化することができ、延いては製造コストを可及的に低減することができる。

【0103】

（実施形態１の変形例２）
図７Ｃは、実施形態１の変形例２を示す図７Ａ相当図である。この変形例２では、第１基準線Ｌ１２と第２基準線Ｌ３４とを交差させるために、第２素子基板１２Ｂを傾けて配置するとともに、第２素子基板１２Ｂ上における第２発光素子１６の位置を幅方向の中央位置からずらして配置した点が前記実施形態１及び変形例１とは異なる。

【0104】

換言すると、本変形例２の受発光センサ１０は、前記実施形態１と前記変形例１とを組み合わせた構成を採用している。図７Ｃから分かるように、本変形例２では、前記実施形態１の構成（第２素子基板１２Ｂの延設方向を配線基板１１の延設方向に対して傾ける構成）と変形例１の構成（第２素子基板１２Ｂの延設方向に直交する方向における第２発光素子１６及び第２受光素子１７の前記各面積重心位置Ｃ３，Ｃ４の位置を異ならせる構成）とを組み合わせることにより、第１基準線Ｌ１２と第２基準線Ｌ３４との交差角を、前記実施形態１及び変形例１と比べて増加させることができる。

【0105】

この結果、第１基準線Ｌ１２に直交する方向（図７Ｃの上下方向）における、第２受光素子１７の面積重心位置Ｃ４と、第２発光素子１６の面積重心位置Ｃ３との離間距離を大きくとることができる。よって、前記実施形態１及び変形例１と同様の作用効果（第２受光素子１７が第２発光素子１６からの光の正反射光を受光し難くなるという作用効果）をより一層確実に得ることができる。

【0106】

以上まとめると、本変形例では、第２素子基板１２Ｂの延設方向が配線基板１１の延設方向に対して傾いているだけでなく、第２素子基板１２Ｂの延設方向に直交する方向における第２受光素子１７の第２受光領域１７ａの面積重心位置Ｃ４と、第２発光素子１６の第２発光領域１６ａの面積重心位置Ｃ３との位置が互いに異なっている。そのことにより、第１基準線Ｌ１２と第２基準線Ｌ３４との交差角を前記実施形態１及び変形例１に比べて増加させることができる。これにより、前記実施形態１及び変形例１と同様の作用効果をさらに確実に得ることができる。

【0107】

（実施形態２）
図８及び図９Ａは、それぞれ実施形態２を示す図６及び図７Ａ相当図である。この実施形態では、各素子１４～１７が１枚の素子基板１３を介して配線基板１１に実装されている点、及び、各素子１４～１７の配置構成が前記実施形態１とは異なる。その他の構成は実施形態１と同様である。なお、図８及び図９Ａにおいて、図６及び図７Ａと同じ構成要素には同じ符号を使用してその説明を適宜省略する。

【0108】

すなわち、前記実施形態１では、第１発光素子１４及び第１受光素子１５が第１素子基板１２Ａに形成され、第２発光素子１６及び第２受光素子１７が第２素子基板１２Ｂに形成されているのに対し、本実施形態では、第１受光素子１５、第１発光素子１４、第２受光素子１７及び第２発光素子１６が全て同じ１枚の素子基板１３に形成されている。

【0109】

ここで、半導体基板上に各素子１４～１７を形成する場合には、上述したように、成膜工程と、フォトリソグラフィ工程と、現像工程と、エッチング工程とを繰り返す。

【0110】

このとき、本実施形態のように１枚の素子基板１３（半導体基板）に各素子１４～１７を形成する場合、フォトリソグラフィ工程は、第１受光素子１５及び第２受光素子１７用のレジストパターンをセットで同じフォトマスクにより形成する工程と、第１発光素子１４及び第２発光素子１６用のレジストパターンをセットで同じフォトマスクにより形成する工程とで構成される。

【0111】

そして、本実施形態では、同じフォトマスクにより形成される第１受光素子１５の第１受光領域１５ａ及び第２受光素子１７の第２受光領域１７ａのそれぞれの面積重心位置Ｃ２，Ｃ４を通る直線を第３基準線Ｌ２４として定義している。また、本実施形態では、この第３基準線Ｌ２４に対して、設計上の位置関係を規定するべき基準線として第２基準線Ｌ３４と第１基準線Ｌ１２とを定義する。第２基準線Ｌ３４は、第２発光素子１６の第２発光領域１６ａの面積重心位置Ｃ３と第２受光素子１７の第２受光領域１７ａの面積重心位置Ｃ４とを通る直線であり、第１基準線Ｌ１２は、第１発光素子１４の第１発光領域１４ａの面積重心位置Ｃ１と第１受光素子１５の第１受光領域１５ａの面積重心位置Ｃ２とを通る直線である。

【0112】

本実施形態では、基板垂直方向から見て、第２発光素子１６は、第３基準線Ｌ２４よりも基板幅方向の一方側（図９Ａの下側）にオフセットした位置に配置されている。この結果、基板垂直方向から見て、第２基準線Ｌ３４が第３基準線Ｌ２４に対して交差している。なお、本実施形態では、基板垂直方向から見て、第１基準線Ｌ１２は、第３基準線Ｌ２４と同一直線上に位置している。

【0113】

［作用効果］
以上説明しように、本実施形態では、素子基板１３が一枚で形成されているので、前記実施形態１のように２枚の素子基板１２Ａ，１２Ｂを配線基板１１に固定する場合に比べて固定時の位置決め誤差を低減することができる。よって、各素子１４～１７の位置関係のずれを抑制することができる。

【0114】

また、本実施形態では、基板垂直方向から見て第３基準線Ｌ２４と第２基準線Ｌ３４とが交差しているので、第３基準線Ｌ２４に直交する方向（図９Ａの上下方向）において、第２受光素子１７の第２受光領域１７ａの面積重心位置Ｃ４と、第２発光素子１６の第２発光領域１６ａの面積重心位置Ｃ３とを互いに離間して位置させることができる。

【0115】

したがって、基板垂直方向から見て、第３基準線Ｌ２４に沿う方向を各発光素子１４，１６から出射される光の正反射方向とした場合、第２受光素子１７は、基板垂直方向から見て、第２発光素子１６よりも前記正反射方向に直交する方向にオフセットされた位置に配置されることとなる（図９Ａ参照）。よって、第２受光素子１７が第２発光素子１６から出射される光の正反射光を受光し難くなる。これにより、第２受光素子１７による受光成分中に第２発光素子１６から出射される光の正反射光が混ざるのを抑制することができる。延いては、第２発光素子１６の出力信号に基づくカラートナーの濃度測定精度を向上させることができる。

【0116】

また、本実施形態では、第１受光素子１５と、第１発光素子１４と、第２受光素子１７と、第２発光素子１６とを１枚の素子基板１３に形成して、該素子基板１３を配線基板１１に固定するようにしたので、前記実施形態１のように２枚の素子基板１２Ａ，１２Ｂを配線基板１１に固定する場合に比べて固定時の位置決め誤差を低減することができる。よって、各素子１４～１７の位置関係のずれを抑制することができる。

【0117】

また、本実施形態では、基板垂直方向から見て、第１発光素子１４の第１発光領域１４ａの面積重心位置Ｃ１と第１受光素子１５の第１受光領域１５ａの面積重心位置Ｃ２とを通る直線を第１基準線Ｌ１２と定義したとき、前記第１基準線Ｌ１２が第３基準線Ｌ２４に平行になるように（一致するように）各素子１４～１７が配置されている。

【0118】

この構成によれば、基板垂直方向から見て、第３基準線Ｌ２４に沿う方向を各発光素子１４，１６から出射される光の正反射方向とした場合、第１受光素子１５は、基板垂直方向から見て、第１発光素子１４から出射される光の正反射方向に配置されることとなる。これにより、第１発光素子１４より出射される光の正反射光を第１受光素子１５により受光し易くなる。よって、第１受光素子１５の出力信号に基づく黒トナーの濃度測定精度を十分に確保することができる。

【0119】

また、本実施形態では、基板垂直方向から見て、上述のように第１受光素子１５の第１受光領域１５ａの面積重心位置Ｃ２と、第２受光素子１７の第２受光領域１７ａの面積重心位置Ｃ４とを通る直線を第３基準線Ｌ２４と定義して各素子１４～１７の位置関係を規定しており、このような位置関係に基づくことで製造が容易になる。

【0120】

すなわち、本実施形態では、素子基板１３上に第１受光素子１５及び第２受光素子１７を形成する際には、該各素子１５，１７用のレジストパターンを同じフォトマスクを使用して形成する。したがって、上述のように同じフォトマスクを用いて形成する一対の素子１５，１７の各受光領域１５ａ，１７ａの面積重心位置Ｃ２，Ｃ４を通る直線を第３基準線Ｌ２４と定義し、当該第３基準線Ｌ２４を基準として第１基準線Ｌ１２及び第２基準線Ｌ３４の位置関係を規定することで、製法上の特徴に即して各素子１４～１７の位置関係を規定することができるので製造が容易になる。

【0121】

（実施形態２の変形例）
図９Ｂは、実施形態２の変形例１を示す図９Ａ相当図である。本変形例では、第１基準線Ｌ１２が第３基準線Ｌ２４と交差している点が前記実施形態２とは異なる。なお、この点を除く他の構成は前記実施形態２と同じである。図９Ｂにおいて、図９Ａと同じ要素には同じ符号を付してその説明を適宜省略する。

【0122】

すなわち、本変形例では、第１発光素子１４が、第２発光素子１６と同様に第３基準線Ｌ２４よりも基板幅方向の一方側にオフセットした位置に配置されている。この結果、基板垂直方向から見て、第１発光素子１４の面積重心位置Ｃ１と第１受光素子１５の面積重心位置Ｃ２とを通る第１基準線Ｌ１２が第３基準線Ｌ２４と交差している。

【0123】

本実施形態では、第３基準線Ｌ２４に対する第１発光素子１４及び第２発光素子１６のオフセット方向（共に図９Ｂの下側）及びオフセット量は同じである。換言すると、前記第１基準線Ｌ１２と前記第２基準線Ｌ３４とは平行である。

【0124】

［作用効果］
以上説明したように本変形例によれば、基板垂直方向から見て第２基準線Ｌ３４が第３基準線Ｌ２４と交差しているので実施形態２と同様の作用効果を得ることができる。

【0125】

また、本変形例ではさらに、第１基準線Ｌ１２が第３基準線Ｌ２４と交差している。このように第１基準線Ｌ１２を第３基準線Ｌ２４と交差させる構成は、製法上の観点から有用である。すなわち。フォトリソグラフィ工程においては、第１発光素子１４及び第２発光素子１６用のレジストパターンを同じフォトマスクで形成するが、その際に、当該フォトマスクを前記第３基準線Ｌ２４に対して基板幅方向にオフセットさせることで、上述の第１発光素子１４及び第２発光素子１６用のレジストパターンを該第３基準線Ｌ２４に対して同時にオフセットさせることができるので製造が容易である。

【0126】

（他の実施形態）
以上、本開示の実施形態に係る受発光センサ１０について説明したが、本開示はこれに限定されるものではなく、例えば次のような実施形態を採用することができる。

【0127】

（１）前記各実施形態及び各変形例では、コントローラ３０（キャリブレーション制御部３２）は、前記キャリブレーション制御の実行に際して、第１発光素子１４及び第２発光素子１６のうちいずれか一方を選択的に発光させるように構成されているが、これに限ったものではない。すなわち、コントローラ３０は、例えば、黒色以外のカラー色（イエロー、マゼンタ又はシアン）のレジストマークｒ２～ｒ４の濃度検出を行う際に、第２発光素子１６から出射される光の光量を補うために、該第２発光素子１６に加えて第１発光素子１４さらに発光させるようにしてもよい。このような制御を実行する場合において、前記各実施形態等で説明した各素子１４～１７の配列構成（第１受光素子１５と第１発光素子１４と第２受光素子１７と第２発光素子１６とをこの順に配置する構成）は特に有用である。すなわち、前記配置構成によれば、第１発光素子１４の出射光の向き（図６では左向き）に対して、第２受光素子１７が、第１発光素子１４に対してその出射光の向きとは逆側（図６の右側）に配置される。よって、上述のように第１発光素子１４と第２発光素子１６との双方を発光させる制御を実行した場合に、第１発光素子１４から出射される光の正反射光が第２受光素子１７にて受光され難い。したがって、第１発光素子１４の正反射光が第２受光素子１７に入射することにより該第２受光素子１７の出力信号に基づくカラー色のレジストマークｒ２～ｒ４の濃度測定精度が低下するのを防止することができる。

【0128】

（２）前記各実施形態及び各変形例では、受発光センサ１０を濃度検出センサとして利用する例を説明したが、これに限ったものではなく、色ずれ補正用に使用することもできる。この場合、レジストマークｒ１～ｒ４は、例えば、底辺が主走査方向に沿って延びる直角三角形状のレジストマークを採用することができる。この場合、受発光センサ１０は、レジストマークｒ１～ｒ４を検出している間はその検出信号を出力するため受発光センサ１０の出力信号はパルス状に変化する。レジストマークｒ１～ｒ４の主走査方向の位置ずれが生じている場合には、このパルス信号の幅が変化するので、キャリブレーション制御部３２は、このパルス信号の幅を検出することで、各色のレジストマークｒ１～ｒ４の主走査方向の位置ずれ量を算出することができる。キャリブレーション制御部３２は、算出した色ずれ量を補正するように、例えば露光装置５３による各色に対応する静電潜像の書出し開始位置を補正するようにしてもよい。

【0129】

（３）前記各実施形態及び各変形例では、配線基板１１の主面に、素子基板１２Ａ，１２Ｂ（又は素子基板１３）を介して各素子１４～１７を実装するようにしているが、これに限ったものではなく、配線基板と素子基板とを一体化した１枚の基板で構成するようにしてもよい。

【0130】

（４）前記各実施形態及び各変形例では、第１発光素子１４及び第２発光素子１６は共に、予め設定された共通の１つの測定用被照射位置Ｍに向けて光を出射するように構成されているが、これに限ったものではない。すなわち、測定用被照射位置Ｍは、第１発光素子１４と第２発光素子１６とのそれぞれに対して別々に設定されていてもよい。この場合、測定用被照射位置Ｍは、前記所定方向（本例では主走査方向に一致する方向）において互いに離間した２か所に設定されることとなる。

【0131】

（５）前記各実施形態及び各変形例において、受発光センサ１０は、前記各素子１４～１７の並び方向である前記所定方向が主走査方向に沿うように配置されているが、これに限ったものではなく、前記所定方向が副走査方向（中間転写ベルト４３の移動方向）に沿うように配置されていてもよい。

【0132】

（６）前記各実施形態及び各変形例では、受発光センサ１０を画像形成装置１００に搭載した例を説明したが、これに限ったものではなく、他の如何なる装置に適用してもよい。

【0133】

（７）前記各実施形態及び各変形例において、前記各素子１４～１７は砲弾型素子により構成されていてもよい。この場合、各発光素子の先端面を発光領域と定義し、各受光素子の先端面を受光領域として定義して前記各実施形態及び各変形例の構成を適用すればよい。

【0134】

（８）前記各実施形態及び各変形例において、第１発光素子１４及び第２発光素子１６は、必ずしも発光ダイオードである必要はなく、例えばレーザダイオード等であってもよい。すなわち、各発光素子１４，１６は、光を出射可能な素子であればいかなる構成であってもよい。また、第１受光素子１５及び第２受光素子１７は、必ずしもフォトダイオードである必要はなく、光量によって抵抗が変化する素子を用いた光センサ等であってもよい。すなわち、各受光素子１５，１７は、光量を検出可能な素子であれば如何なる構成であってもよい。

【0135】

（９）本開示の受発光センサには、前記各実施形態に各変形例の任意の組み合わせを含む。

【符号の説明】

【0136】

１０ ：受発光センサ
１１ ：配線基板（主基板）
１２Ａ ：第１素子基板
１２Ｂ ：第２素子基板
１３ ：素子基板
１４ ：第１発光素子
１４ａ ：第１発光領域
１５ ：第１受光素子
１５ａ ：第１受光領域
１６ ：第２発光素子
１６ａ ：第２発光領域
１７ ：第２受光素子
１７ａ ：第２受光領域
Ｂ ：測定対象物
Ｍ ：測定用被照射位置
Ｃ１ ：第１発光領域の面４積重心位置
Ｃ２ ：第１受光領域の面積重心位置
Ｃ３ ：第２発光領域の面積重心位置
Ｃ４ ：第２受光領域の面積重心位置
Ｌ１２ ：第１基準線
Ｌ３４ ：第２基準線
Ｌ２４ ：第３基準線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8】

【図9A】

【図9B】