(57)【要約】【課題】簡易な構成のセンサとし、検出の分解能を高くする。【解決手段】画像形成装置は、像担持体と、像担持体に向けて光を照射する光照射手段と、光照射手段が照射した光の反射光を受光し、受光量に応じた検出信号を出力する受光手段と、現像剤像である検出画像を像担持体に形成する形成手段と、像担持体に形成した検出画像が光照射手段による照射領域を通過する間に受光手段が出力する検出信号に基づき検出画像の位置情報または濃度情報を検出する検出手段と、を備えており、検出手段は、検出画像及び像担持体の表面の異なる位置からの正反射光成分を含む受光量に対応する検出信号の値の差に応じた信号による検出画像の位置情報または濃度情報を検出する。【選択図】図１１
2014119730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体に向けて光を照射する光照射手段と、
前記光照射手段が照射した光の反射光を受光し、受光量に応じた検出信号を出力する受光手段と、
現像剤像である検出画像を前記像担持体に形成する形成手段と、
前記像担持体に形成した前記検出画像が前記光照射手段による照射領域を通過する間に前記受光手段が出力する前記検出信号に基づき前記検出画像の位置情報または濃度情報を検出する検出手段と、
を備えており、
前記検出手段は、前記検出画像及び前記像担持体の表面の異なる位置からの正反射光成分を含む受光量に対応する前記検出信号の値の差に応じた信号により前記検出画像の位置情報または濃度情報を検出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記光照射手段は、前記像担持体に発散光束を照射することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記検出画像及び前記像担持体での反射光は、光を絞るため又は集光するための光学部材を経由することなく前記受光手段により受光されて前記検出信号に変換されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記検出手段は、前記検出信号の所定の期間だけ離れた２つの時間位置の値の差動処理を行うことで前記検出画像の位置情報または濃度情報を検出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記検出信号の所定の期間だけ離れた２つの区間それぞれの平均値の差動処理を行うことで前記検出画像の位置情報または濃度情報を検出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記検出手段は、前記検出信号の複数の時間位置の値の合計と、該複数の位置のそれぞれから所定の期間だけ離れた複数の時間位置の値の合計との差動処理を行うことで前記検出画像の位置情報または濃度情報を検出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記検出手段は、前記検出信号の複数の区間それぞれの平均値の合計と、該複数の区間のそれぞれから所定の期間だけ離れた複数の区間それぞれの平均値の合計との差動処理を行うことで前記検出画像の位置情報または濃度情報を検出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記検出画像は、前記検出画像の移動方向において現像剤量が変化し、
前記所定の期間は、前記検出画像が移動することで、前記検出画像の現像剤量の変化により前記検出信号に生じる振動の周期とは異なる期間であることを特徴とする請求項４から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記所定の期間は、前記振動の周期の略半分の期間であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記検出画像は、前記検出画像の移動方向において現像剤量が変化し、
前記検出画像の移動による、前記受光手段が受光する前記検出画像からの散乱反射光量の振動が所定量以内となる様に、前記像担持体と前記受光手段との距離と、前記検出画像の現像剤量の変化は設定されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記検出画像は、前記検出画像の移動方向とは異なる方向の１本のラインを含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記像担持体の前記光照射手段による照射領域は曲面であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記受光手段は、１つ以上の第１の受光部と１つ以上の第２の受光部を備えており、
前記検出手段は、前記１つ以上の第１の受光部のそれぞれが出力する第１の検出信号の和と、前記１つ以上の第２の受光部のそれぞれが出力する第２の検出信号の和との差動処理を行うことで前記検出画像の位置情報または濃度情報を検出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記検出画像は、前記検出画像の移動方向において現像剤量が変化し、
前記検出画像が移動することで、前記検出画像の現像剤量の変化により前記第１の検出信号及び前記第２の検出信号には振動が生じ、
前記第１の検出信号と前記第２の検出信号の振動の位相が異なる様に、前記第１の受光部と前記第２の受光部は配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記受光手段は、複数の第１の受光部と複数の第２の受光部を備えており、
前記複数の第１の受光部のそれぞれが出力する第１の検出信号の位相が同相となり、前記複数の第２の受光部のそれぞれが出力する第２の検出信号の位相が同相となる様に、前記複数の第１の受光部と前記複数の第２の受光部は配置されていることを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記検出画像は、前記検出画像の移動方向において現像剤量が変化し、
前記検出画像の移動による、前記第１の受光部及び前記第２の受光部が受光する前記検出画像からの散乱反射光量の振動が所定量以内となる様に、前記像担持体と前記受光手段との距離と、前記検出画像の現像剤量の変化は設定されていることを特徴とする請求項１３から１５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記検出画像は、前記検出画像の移動方向とは異なる方向の１本のラインを含むことを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
像担持体と、
前記像担持体に向けて光を照射する光照射手段と、
前記光照射手段が照射した光の反射光を受光し、受光量に応じた検出信号を出力する受光手段と、
現像剤像である検出画像を前記像担持体に形成する形成手段と、
前記像担持体に形成した前記検出画像が前記光照射手段による照射領域を通過する間に前記受光手段が出力する前記検出信号に基づき前記検出画像の位置情報または濃度情報を検出する検出手段と、
を備えており、
前記検出手段は、前記検出信号の１つ以上の第１の時間位置の値の和と、前記第１の時間位置とは所定の期間だけ離れた１つ以上の第２の時間位置の値の和との差に応じた信号により前記検出画像の位置情報または濃度情報を検出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
前記第１の時間位置の値は、前記検出信号の第１の区間の平均値であり、前記第２の時間位置の値は、前記検出信号の前記第１の区間から前記所定の期間だけ離れた第２の区間の平均値であることを特徴とする請求項１８に記載の画像形成装置。
【請求項２０】
前記検出画像は、前記検出画像の移動方向とは異なる方向の複数のラインを含み、
前記所定の期間は、前記検出画像の前記複数のラインが移動することにより前記検出信号に生じる振動の周期とは異なる期間であることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の画像形成装置。
【請求項２１】
前記検出画像は、前記検出画像の移動方向とは異なる方向の複数のラインを含み、
前記複数のラインの間隔は、前記検出画像の移動による、前記受光手段が受光する前記検出画像からの散乱反射光量の変動が所定量以内となる間隔であることを特徴とする請求項１８から２０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項２２】
像担持体と、
前記像担持体に向けて光を照射する光照射手段と、
前記光照射手段が照射した光の反射光を受光し、受光量に応じた第１の検出信号を出力する１つ以上の第１の受光手段と、
前記光照射手段が照射した光の反射光を受光し、受光量に応じた第２の検出信号を出力する１つ以上の第２の受光手段と、
現像剤像である検出画像を前記像担持体に形成する形成手段と、
前記像担持体に形成した前記検出画像が前記光照射手段による照射領域を通過する間に前記１つ以上の第１の受光手段が出力する前記第１の検出信号及び前記１つ以上の第２の受光手段が出力する前記第２の検出信号に基づき前記検出画像の位置情報または濃度情報を検出する検出手段と、
を備えており、
前記検出手段は、前記第１の検出信号の和と、前記第２の検出信号の和の差に応じた信号により前記検出画像の位置情報または濃度情報を検出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２３】
前記検出画像は、前記検出画像の移動方向とは異なる方向の複数のラインを含み、
前記第１の受光手段が出力する第１の検出信号及び前記第２の受光手段が出力する第２の検出信号には、前記検出画像の前記複数のラインが移動することにより振動が生じ、
前記第１の検出信号と前記第２の検出信号の位相が異なる様に、前記第１の受光手段と前記第２の受光手段は配置されていることを特徴とする請求項２２に記載の画像形成装置。
【請求項２４】
前記検出画像は、前記検出画像の移動方向とは異なる方向の複数のラインを含み、
前記複数のラインの間隔は、前記検出画像の移動による、前記第１の受光手段及び前記第２の受光手段が受光する前記検出画像からの散乱反射光量の変動が所定量以内となる間隔であることを特徴とする請求項２２又は２３に記載の画像形成装置。
【請求項２５】
前記位置情報を用いて形成する画像の位置の補正を行う、或いは、前記濃度情報を用いて形成する画像の濃度の補正を行うことを特徴とする請求項１から２４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項２６】
像担持体に向けて光を照射する光照射手段と、
前記光照射手段が照射した光の反射光を受光し、受光量に応じた検出信号を出力する受光手段と、
前記像担持体に形成された現像剤像である検出画像が前記光照射手段による照射領域を通過する間に前記受光手段が出力する前記検出信号に基づき前記検出画像の位置情報または濃度情報を検出する検出手段と、
を備えており、
前記検出手段は、前記検出画像及び前記像担持体の表面の異なる位置からの正反射光成分を含む受光量に対応する前記検出信号の値の差に応じた信号により前記検出画像の位置情報または濃度情報を検出することを特徴とする検出装置。
【請求項２７】
像担持体に向けて光を照射する光照射手段と、
前記光照射手段が照射した光の反射光を受光し、受光量に応じた検出信号を出力する受光手段と、
前記像担持体に形成した現像剤像である検出画像が前記光照射手段による照射領域を通過する間に前記受光手段が出力する前記検出信号に基づき前記検出画像の位置情報または濃度情報を検出する検出手段と、
を備えており、
前記検出手段は、前記検出信号の１つ以上の第１の時間位置の値の和と、前記第１の時間位置とは所定の期間だけ離れた１つ以上の第２の時間位置の値の和との差に応じた信号により前記検出画像の位置情報または濃度情報を検出することを特徴とする検出装置。
【請求項２８】
像担持体に向けて光を照射する光照射手段と、
前記光照射手段が照射した光の反射光を受光し、受光量に応じた第１の検出信号を出力する１つ以上の第１の受光手段と、
前記光照射手段が照射した光の反射光を受光し、受光量に応じた第２の検出信号を出力する１つ以上の第２の受光手段と、
前記像担持体に形成した現像剤像である検出画像が前記光照射手段による照射領域を通過する間に前記１つ以上の第１の受光手段が出力する前記第１の検出信号及び前記１つ以上の第２の受光手段が出力する前記第２の検出信号に基づき前記検出画像の位置情報または濃度情報を検出する検出手段と、
を備えており、
前記検出手段は、前記第１の検出信号の和と、前記第２の検出信号の和の差に応じた信号により前記検出画像の位置情報または濃度情報を検出することを特徴とする検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に電子写真プロセスを採用したカラーレーザプリンタ、カラー複写機、カラーファクシミリ等の画像形成装置における色ずれ及び濃度検出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式の画像形成装置は、印刷速度の高速化のために、感光体を色毎に設けたタンデム型が主流となっている。タンデム型の画像形成装置では、例えば、中間転写ベルトに色ずれや濃度検出のための現像剤像である検出画像を形成し、検出画像からの反射光を光学センサで検出することで色ずれや濃度の補正を実行している。
【０００３】
特許文献１は、トナー像からの正反射光（鏡面反射光ともいう）及び散乱反射光を検出する２つのセンサを備え、２つのセンサの出力差に応じて画像濃度を制御することを開示している。また、特許文献２は、正反射光と散乱反射光の双方を、プリズムを用いて検出する光学センサを開示している。これらの方式では、一方の受光素子で散乱反射光成分のみを検出し、もう一方の受光素子で検出した正反射光と散乱反射光の和から差し引く補正等を行うことで、正反射光成分のみを取り出している。この取り出した正反射光成分から濃度を検出する方式は、トナーからの散乱反射光ではなく、下地からの正反射光を主として検出する。したがって、散乱反射光量に差がある現像剤の色によらず濃度検出を行うことができ、また、人間の視覚特性に対しても敏感なハイライト領域の検出能力が高いとされている。しかしながら、特許文献１のような方式の場合、正反射光成分のみを取り出す補正処理の誤差が大きくなるとされている。そのため、特許文献３は、正反射光の実効スポット径を絞ることにより散乱反射光成分の比率を低下させて精度を向上させることを開示している。
【０００４】
また、色ずれや濃度検出のための検出画像による現像剤の消費は、極力減らすことが求められている。つまり、検出画像は可能な限り小さくすることが好ましい。小さい検出画像でも精度良く濃度検出を行うためには空間分解能の高いセンサが必要とされ、特許文献４は、発光側の照射面積を小さくしたセンサを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−２０９２８１号公報
【特許文献２】特開２００３−７６１２９号公報
【特許文献３】特開２００５−３００９１８号公報
【特許文献４】特開２００５−２４１９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の光学センサにおいて正反射光のスポット径を絞ると、光学センサ内の発光素子の位置のばらつきや、絞り機構のメカニカルなばらつき等により、製造上の歩留まりや検出精度に多大な影響を与えてしまう。例えば、光学センサの空間分解能を高くするほど、その絞り機構を小さくする必要があり、特許文献４によると、製造上のばらつき等を考慮すると、正反射光のスポット径は１ｍｍ程度が限界である。
【０００７】
本発明は、以上のような課題を鑑みてなされたものであり、簡易な構成のセンサとし、検出の分解能を高くするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面によると、像担持体と、前記像担持体に向けて光を照射する光照射手段と、前記光照射手段が照射した光の反射光を受光し、受光量に応じた検出信号を出力する受光手段と、現像剤像である検出画像を前記像担持体に形成する形成手段と、前記像担持体に形成した前記検出画像が前記光照射手段による照射領域を通過する間に前記受光手段が出力する前記検出信号に基づき前記検出画像の位置情報または濃度情報を検出する検出手段と、を備えており、前記検出手段は、前記検出画像及び前記像担持体の表面の異なる位置からの正反射光成分を含む受光量に対応する前記検出信号の値の差に応じた信号により前記検出画像の位置情報または濃度情報を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
簡易な構成のセンサとし、検出の分解能を高くすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態による光学センサが照射した光の反射状態を示す図。
【図２】一実施形態による光学センサと複数のラインを含む検出画像を示す図。
【図３】光学センサで検出する散乱反射光の説明図。
【図４】光学センサで検出する正反射光の説明図。
【図５】現像剤の色の違いによる反射光の違いの説明図。
【図６】ギャップ距離が１ｍｍのときの検出画像のライン幅と反射光の関係を示す図。
【図７】ギャップ距離が４ｍｍのときの検出画像のライン幅と反射光の関係を示す図。
【図８】ギャップ距離が１ｍｍのときの検出画像のライン及びスペース幅と反射光の関係を示す図。
【図９】ギャップ距離が４ｍｍのときの検出画像のライン及びスペース幅と反射光の関係を示す図。
【図１０】一実施形態による検出システムの例示的な構成図。
【図１１】一実施形態による複数のラインを含む検出画像に対する処理の説明図。
【図１２】一実施形態による１本のラインを含む検出画像に対する処理の説明図。
【図１３】一実施形態による検出システムの例示的な構成図。
【図１４】第一実施形態と第二実施形態の相違点の説明図。
【図１５】一実施形態による画像形成装置の概略的な構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。また、以下の各図において、同様の構成要素には同様の参照符号を使用する。
【００１２】
＜第一実施形態＞
まず、本実施形態による画像形成装置の画像形成部１０１について図１５を用いて説明する。なお、図１５の参照符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、それぞれ、対応する部材が対象とする現像剤であるトナーの色が、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックであることを示している。なお、以下の説明において色を区別する必要がない場合には、末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを省いた参照符号を使用する。帯電部２は、図中の矢印の方向に回転駆動される、像担持体である感光体１を一様に帯電し、露光部７は、感光体１にレーザ光を照射して感光体１に静電潜像を形成する。現像部３は、現像バイアスを印加することで、静電潜像に現像剤を供給して、静電潜像を可視像であるトナー像(現像剤像)とする。一次転写ローラ６は、一次転写バイアスにより感光体１のトナー像を中間転写ベルト８に転写する。なお、中間転写ベルト８は、矢印８１の方向に回転駆動される。各感光体１が中間転写ベルト８にトナー像を重ねて転写することでカラー画像が形成される。クリーニングブレード４は、中間転写ベルト８に転写されず感光体１に残ったトナーを除去する。
【００１３】
搬送ローラ１４、１５及び１６は、カセット１３内の記録材を搬送路９に沿って二次転写ローラ１１まで搬送する。二次転写ローラ１１は、二次転写バイアスにより中間転写ベルト８のトナー像を記録材に転写する。なお、記録材に転写されず中間転写ベルト８に残ったトナーは、クリーニングブレード２１により除去され、廃トナー回収容器２２へと回収される。トナー像が転写された記録材は、定着部１７において、加熱及び加圧されてトナー像の定着が行われ、搬送ローラ２０により装置外へと排出される。なお、エンジン制御部２５は、マイクロコントローラ２６を搭載しており、画像形成装置の図示しない各種の駆動源のシーケンス制御や、センサを用いた各種制御等を行う。また、中間転写ベルト８に対向する位置に光学センサ２７が設けられている。
【００１４】
例えば、タンデム型の画像形成装置では、装置製造時の組み付け誤差、部品公差、部品の熱膨張等により機械寸法が設計値からずれ、これにより、色毎の位置ずれが発生する。このため、各色の色ずれを検出するための検出画像を中間転写ベルト８等に形成し、形成した検出画像からの反射光を光学センサ２７で検出する。そして、その検出結果に基づいて、主走査及び副走査方向の書き出し位置や画像クロックを色毎に調整することにより色ずれの補正を行う。また、画像形成装置では、経時変化又は連続印刷により出力される画像の色味や濃度等が変化し得る。この変動を補正するために、濃度制御が行われる。濃度制御においては、中間転写ベルト８等に各色の濃度を検出するための検出画像を形成し、形成した検出画像からの反射光を光学センサ２７で検出する。そして、その検出結果を各電圧条件やレーザ光のパワーといったプロセス形成条件にフィードバックすることによって各色の最大濃度や、ハーフトーン階調特性を補正する。光学センサ２７による濃度検出は、検出画像を光源で照射し、反射光の強度を受光素子で検出する方式が一般的である。反射光の強度に対応する信号は、マイクロコントローラ２６で処理さ?、プロセス形成条件にフィードバックされる。最大濃度の制御は、各色のカラーバランスを一定に保つことと、トナーの載り過ぎによる色重ねした画像の飛び散りや、定着不良を防止することを目的とする。一方、ハーフトーンの階調制御は、非線形的な入出力特性によって、入力画像信号に対して出力濃度がずれて自然な画像が形成できないことを防止することを目的としている。
【００１５】
以下、本実施形態の光学センサ２７の詳細について、図１（Ａ）を用いて説明する。図１（Ａ）は光学センサ２７と検出画像４０との関係を示す斜視図である。なお、図１（Ａ）に示す検出画像４０は、中間転写ベルト８の移動方向とは直交する方向のトナーによる１本のラインを含むトナー像である。なお、以下の実施形態では１本のラインを実線として説明するが、破線や点線等、途切れたラインであっても良い。本実施形態による光学センサ２７は、パッケージ基板２７１の上に配置された発光素子２７２と受光素子２７７と、処理回路２７５と、遮光壁２７６と、を有している。色ずれ及び濃度検出で使用される通常の発光素子は、発光素子からフレアに拡散した光を集めるために、素子内に反射板が設けられている。砲弾型の発光素子の場合、集光レンズも構成されている。これに対し、本実施形態の光学センサ２７では、反射板や集光レンズを設けずにＬＥＤチップのみを配置することで点光源の発散光束を照射する。受光側に関しても、集光レンズ等は用いず、例えば受光量に応じた電流を出力するフォトダイオードで構成する。つまり、中間転写ベルト８での反射光は、光を絞るため又は集光するための光学部材を経?することなく受光素子２７７に入射する。処理回路２７５は、光照射を行う発光素子２７２の制御と、受光素子２７７で検出した信号の処理を行い、処理した信号をマイクロコントローラ２６に出力する。なお、光学センサ２７は、樹脂及びガラスによってパッケージングされている。遮光壁２７６は、発光素子２７２の照射光が、直接、受光素子２７７に迷光として入射することや、パッケージの界面による反射による光が受光素子２７７に入射することを防ぐために設けている。
【００１６】
画像形成装置は、中間転写ベルト８及び中間転写ベルト上に形成した検出画像４０に対して、発光素子２７２より光を照射し、それらからの反射光を受光素子２７７で受光することで色ずれや、濃度を検出する。基本的には、各色の検出画像４０の相対的な通過タイミングを検出することにより色ずれ量を求め、中間調で形成された検出画像４０からの平均光量を検出することによりトナー濃度を判定する。色ずれ及び濃度は、中間転写ベルト８からの正反射光成分をモニタすることによって検出される。本実施形態の画像形成装置は、４色のトナーを使用しているが、トナーの色によって、光の吸収・反射特性が異なる。例えば、赤外光の場合、ブラックのトナーは光をほぼ吸収し、その他の色のトナーは、光を散乱反射する。赤色光の場合、ブラック及びシアンのトナーは光をほぼ吸収し、他の色のトナーは、光を散乱反射する。
【００１７】
つまり、散乱反射光量が多いトナーと、散乱反射光量が少ない又は殆ど生じないトナーが混在している状態において、検出画像４０による散乱光成分を除去する処理を行う必要がある。このため、従来の色ずれ濃度制御においては、光学センサに絞り機構を設けて散乱反射光成分のみを検出するための受光素子を別途設けていた。しかし、本実施形態の光学センサ２７は、絞り機構を設けずに検出画像４０よる散乱反射光成分を除去する。絞り機構を設けないため、本実施形態の光学センサ２７は、従来と比較して、数分の１のサイズに小型化することが可能となる。
【００１８】
以下では、中間転写ベルト８及び中間転写ベルト上の検出画像４０からの反射光の状態について図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）を用いて詳しく説明する。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＸ軸方向から見た図であり、中間転写ベルト８は図の奥側から手前側に進む。図１（Ｃ）は、図１（Ａ）のＹ軸方向から見た図であり、中間転写ベルト８は図の白抜きの矢印方向に進む。中間転写ベルト８の表面では、発光素子２７２から照射された光は、主に、正反射し、受光素子２７７が検出する。この正反射光を実線矢印で示す。なお、図１（Ｂ）に示すように、受光素子２７７に入射する反射光の幅は、発光素子２７２が点発光源であり、且つ、中間転写ベルト８への入射光と反射光の光路長が同一となる配置関係である場合において、中間転写ベルトでの長さの２倍となる。一方、中間転写ベルト８に形成した検出画像４０のトナーによるラインでは、発光素子２７２から照射された光は、主に、散乱反射する。この散乱反射光を破線矢印で示す。なお、散乱反射について、発光素子２７２から検出画像４０への照射光は図が煩雑となるため記載を省略し、受光素子２７７で検出される散乱反射光成分に関しても、図面が煩雑となるため破線矢印?短く表記している。
【００１９】
例えば、発光素子２７２と受光素子２７７との配置距離は、１〜２ｍｍ程度に、そして、光学センサ２７と中間転写ベルト８との距離（以下、ギャップ距離と称す）は、１〜５ｍｍ程度とすることができる。しかしながら、本発明はこれら値に限定されず、他の値を使用することもできる。
【００２０】
次に、トナーによる散乱反射光の検出について詳しく説明する。図３（Ａ）は図１（Ｃ）で示した中間転写ベルト８上の検出画像４０からの散乱反射光をより詳細に示したものである。検出画像４０のラインでは照射光は様々な方向に反射され、光学センサ２７と中間転写ベルト８との距離によってその検出特性は変化する。図３（Ａ）では、２つのギャップ距離Ｇａｐ１と、Ｇａｐ４を示している。なお、ここでは、ギャップ距離Ｇａｐ１を１ｍｍとし、ギャップＧａｐ４を４ｍｍとしている。また、符号２７２ｇ１は、ギャップ距離Ｇａｐ１のときの発光素子であり、符号２７２ｇ２は、ギャップ距離Ｇａｐ４のときの発光素子である。図３（Ｂ）及び（Ｃ）は、中間転写ベルト８を回転駆動させて、検出画像４０を発光素子２７２の照射領域を通過させたときに受光素子２７７が受光する散乱反射光量を示している。なお、図３（Ｂ）及び（Ｃ）の＋Ｌｐ３〜-Ｌｐ３は、図３（Ｄ）に示す発光素子２７２と、検出画像４０との配置距離を示している。図３（Ｂ）に示す様に、ギャップ距離Ｇａｐ１では、配置距離が凡そ＋Ｌｐ１〜―Ｌｐ１の間で散乱反射光が検出された。一方、図３（Ｃ）に示す様に、ギャップ距離Ｇａｐ４では、配置距離が凡そ＋Ｌｐ３〜―Ｌｐ３の間で散乱反射光が検出された。配置距離が０であるＬｐ０において、Ｇａｐ４での散乱反射光量は、Ｇａｐ１のときよりも大きく低下した。つまり、光学センサ２７と中間転写ベルト８とのギャップ距離が大きくなるほど、検出画像４０による散乱反射光量は低下するが、より遠くの検出画像４０での散乱反射光が検出されることが分かる。
【００２１】
次に、正反射光の検出について詳しく説明する。図４（Ａ）は図１（Ｃ）で示した中間転写ベルト８からの正反射光をより詳細に示したものである。なお、図４（Ａ）に示す２つのギャップ距離は、図３（Ａ）に示す散乱反射光の場合と同様である。図４（Ｂ）及び（Ｃ）は、中間転写ベルト８を回転駆動させて、検出画像４０を発光素子２７２の照射領域を通過させたときに受光素子２７７が受光する正反射光量を示している。なお、図４（Ｂ）及び（Ｃ）の＋Ｌｐ３〜−Ｌｐ３は、図３（Ｄ）に示す配置距離である。図４（Ｂ）及び（Ｃ）に示す様に、両ギャップ距離Ｇａｐ１、Ｇａｐ４において、配置距離Ｌｐ０付近で正反射光の低下が検出された。しかしながら、散乱反射光のようにギャップ距離に依存する、検出可能な範囲の拡がりは生じなかった。なお、配置距離Ｌｐ０における正反射光の低下は、検出画像４０が通過する際において照射光が吸収又は散乱反射されるために生じるものである。
【００２２】
以上、中間転写ベルト８及びその上に形成された検出画像４０からの散乱反射光と正反射光は、光学センサ２７と検出画像４０との配置距離に依存して変化する。さらに、散乱反射光はギャップ距離による影響を受け、正反射光はギャップ距離による影響を受け難い。
【００２３】
続いて、１本のラインを含む検出画像４０を光学センサ２７で検出した波形（散乱反射光と正反射光が合算された波形）について、図５を用いて説明する。図５（Ａ）は散乱反射光量が多いトナーで検出画像４０を形成したときの、配置距離と受光素子２７７の受光量との関係を示している。なお、配置距離とは、図３（Ｄ）に示す距離Ｌｐのことである。なお、ここでは、ラインの副走査方向、つまり中間転写ベルト８の表面の移動方向の長さを６００ｄｐｉで４８ドットとした。図５（Ｂ）は散乱反射が極めて少ない、例えば、ブラックのトナーで検出画像４０を形成したときの、配置距離と受光素子２７７の総受光量との関係を示している。図５（Ａ）及び（Ｂ）には、それぞれの場合における散乱反射光と正反射光の受光量も示している。図５（Ａ）の検出画像４０は、図５（Ｂ）の検出画像４０より散乱反射が大きいため、受光素子２７７の総受光量は、図５（Ｂ）と比較して散乱反射光の影響が大きくでている。なお、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示す波形は、検出画像４０のラインの幅の大きさによって変化する。
【００２４】
図６（Ａ）はギャップ距離を１ｍｍとし、光学センサ２７の検出領域内において検出画像４０を移動させたときの光学センサ２７の総受光量を示す波形である。なお、検出画像４０には、散乱反射光量の多い色のトナーを使用し、その副走査方向の幅を６ドットから５００ドットまで変化させた。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の正反射光成分を、図６（Ｃ）は、図６（Ａ）の散乱反射光成分を示している。なお、各波形の下に示す位置ｌ０は、配置距離が０であるときに対応する。図６（Ｂ）より、正反射光の場合、検出画像４０のライン幅が大きくなると、受光する正反射光量が減少する範囲が長くなるが、それ以外の受光量には大きな変化が無いことが分かる。なお、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すＳｂ１は、中間転写ベルト８自体の表面からの反射光量と同じ又は略同じである。一方、散乱反射光の場合は、検出画像４０のライン幅が大きくなると、受光量も大きくなり、検出画像４０のライン幅が凡そ２００ドットになるとその振幅は飽和する。その後は、検出画像４０のライン幅を大きくしても受光量の最大値は変化せず、最大値が長く継続することになる。なお、最大値の継続が長くなることは、受光素子２７７においては、そ?最大値での検出時間が長くなることに相当する。よって、散乱反射光については、所定のライン幅までは最大値も変化するが、所定のライン幅を超えると、受光量の最大値は変化しなくなる。図６（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）の波形を取得した条件のうち、ギャップ距離のみを１ｍｍから４ｍｍに変更したときの波形を図７（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示す。図７（Ａ）〜（Ｃ）のＳｂ４は、中間転写ベルト８の表面からの正反射光量に対応する。図７（Ｃ）から、ギャップ距離を大きくすると、より遠くの検出画像４０からの散乱反射光を検出できることが分かる。また、検出画像４０のライン幅が小さい間は、ギャップ距離が小さいときより散乱反射光量の最大値も小さくなるが、散乱反射光量が飽和する程度のライン幅となると、ギャップ距離による散乱反射光量の差異はかなり小さくなることが分かる。一方、正反射光についてはギャップ距離を大きくすると、単に、受光量が小さくなる。よって、ギャップ距離を大きくし、検出画像４０のライン幅を大きくすると、総受光量に占める散乱反射光成分の比率が大きくなる。
【００２５】
続いて、図２に示す複数のラインを含む縞状の検出画像４０を形成したときの光学センサ２７の検出波形について説明する。なお、以下の実施形態では各ラインを実線として説明するが、破線や点線等、途切れたラインであっても良い。図８は、縞状の検出画像４０を、発光素子２７２の照射範囲を通過させたときの受光素子２７７の総受光量の時間変化を示している。なお、検出画像４０の副走査方向の長さは、凡そ１００ｍｍとし、ライン幅と、ライン間の領域（以後、スペースと呼ぶ。）の幅をそれぞれ変更した計８個の波形を示している。なお、波形（ａ）〜（ｈ）では、ライン幅より、スペース幅を２ドット大きくしているが、これは、実際に形成される検出画像４０のライン幅とスペース幅を略等しくするためである。なお、波形（ａ）から（ｈ）には、信号波形と、検出画像４０のライン幅及びスペース幅との関係の理解のため検出画像４０のラインを信号波形の下部に表示している。
【００２６】
複数のラインを有する検出画像４０では、各ラインからの散乱反射光が互いに干渉する。ラインのピッチが大きいと、散乱反射光は互いに干渉しても均一な状態とはならず、受光量が振動する。例えば、波形（ｆ）で示すラインのピッチよりも粗いピッチの場合には、散乱反射光の受光量の変動が非常に大きくなる。なお、ここで、ラインのピッチとは、隣接するラインの中心間の距離であり、ライン幅とスペース幅の合計に等しい。さらに、波形（ｈ）で示すラインのピッチでは、隣接するラインからの散乱反射光の影響はほとんど受けなくなる。逆に、波形（ｃ）で示すラインのピッチよりも狭いピッチでは、散乱反射光量は、ほぼ均一となる。なお、この受光する散乱反射光量の変動は、スペース幅に主に依存し、ライン幅が１２ドットであっても、スペース幅を３０ドットとすれば、散乱反射光量はラインのピッチの周期で振動する。つまり、ギャップ距離を１ｍｍとすると、スペース幅をおよそ１５ドット以下とすることで、散乱反射光の変動を抑えることができる。例えば、本実施形態においては、検出画像４０からの散乱反射光の変動が所定量以内となる様にスペース幅を設定する。より具体的には、図８の散乱反射光?振動しているところの極大値と極小値の差が所定量以内となる様にスペース幅を設定する。これにより、総受光量の内の散乱反射光成分は略一定となり、総受光量の振動は、検出画像４０のラインによる正反射成分の減衰によるものが支配的となり、散乱反射光成分の除去が容易になる。
【００２７】
尚、図８で示したラインは、濃度がほぼ１００％となる状態で形成された例で説明をしたものである。濃度を検出する際には、このラインが中間調濃度で形成されることになる。この場合、散乱反射光成分はラインのピッチの周期で振動するものの、濃度１００％の時よりもその振動振幅値は小さくなる。例えば、濃度０％であれば散乱反射光成分の振動振幅は０であり、濃度１００％であれば、図８で示したものとなり、濃度が中間調であればその間の振動振幅になる。つまり、濃度１００％の条件時に、散乱反射光成分が略一定となる条件で複数のラインが形成されていれば、濃度が中間調のときも散乱反射光成分は略一定となる。
【００２８】
図９は、図８の波形を取得した条件の内、ギャップ距離のみを１ｍｍから４ｍｍに変更したときの波形である。ギャップ距離を４ｍｍとすると、スペース幅をおよそ４０ドット以下とすることで、散乱反射光量を均一にすることができる。図８及び図９から、散乱反射光成分の変動を所定量以内とするための条件はギャップ距離に依存し、ギャップ距離を長くするほど、散乱反射光成分を均一にするスペース幅が大きくなる。しかしながら、ギャップ距離を長くすると、正反射光の信号レベルが著しく低下する。
【００２９】
なお、本実施形態の光学センサ２７には光の絞り構成が存在しないため、様々な角度からの散乱反射光を受光し、その検出範囲が広いことを先に説明した。図６及び７を用いて説明した様に、この特性により、ギャップ距離とライン幅によっては、正反射光よりも散乱反射光量が大きくなる。この散乱反射光の検出特性により、複数のラインを含む検出画像４０からの散乱反射光成分が略一定となる条件を作り出すことが可能となる。一方、光の絞り機構のある従来の光学センサでは、一部の角度からの散乱反射光のみを検出することになるため、散乱反射光は正反射光量の数％程度となる。この散乱反射光の検出特性により、従来の光学センサでは、同様の方法で散乱反射光成分を除去しようとしても、散乱反射光が均一とならないため、同様の結果を得ることはできない。検出した散乱反射光が均一となるまで検出画像４０のラインのピッチを狭くすると、検出信号上で正反射成分も均一な状態となってしまう。
【００３０】
続いて、光学センサ２７が検出した総受光量から、トナーによる散乱反射光成分を除去して正反射成分を取り出す方法について、図１０から図１２を用いて説明する。図１０に示す様に、光学センサ２７の受光素子２７７は、総受光量に対応する電流を出力し、処理回路２７５は、総受光量に対応する電流を電圧に変換し、光検出信号としてエンジン制御部２５の信号処理部２８に出力する。信号処理部２８は、総受光量を示す光検出信号から散乱反射光成分を取り除く散乱光除去部３０を備えている。
【００３１】
散乱光除去部３０のサンプリング部３１は、光検出信号をサンプリングし、移動平均処理部３２及び３３は、サンプリングされた光検出信号の各区間の移動平均値を算出する。差動処理部３４は、移動平均処理部３２及び３３が算出した移動平均値を差動演算することにより、散乱反射光成分を互いに相殺（キャンセル）して除去又は抑圧した散乱光除去信号を生成する。なお、移動平均処理部３２及び３３のそれぞれが移動平均値を算出する区間の間隔は、検出画像４０のラインのピッチに応じた所定の期間に設定される。例えば、区間の間隔は、図８及び図９にて説明した光検出信号の正反射成分により生じる振動の周期とは異なる期間とすることができる。具体的には、例えば、移動平均処理部３２が、図８及び図９に示す総受光量の極大値を含む区間の移動平均を求めている間に、移動平均処理部３３が、図８及び図９に示す総受光量の極小値を含む区間の移動平均を求める様に２つの区間の間隔を設定することができる。
【００３２】
なお、図１０の構成は、２つの区間の移動平均の差分を求めるものであるが、複数の第１区間の移動平均の合計と、複数の第２の区間の移動平均の合計との差分を求めることもできる。例えば、３つの第１の区間のそれぞれが図８及び図９に示す総受光量の異なる極大値を含む区間の移動平均を求めている間に、３つの第２の区間のそれぞれが総受光量の異なる極小値を含む区間の移動平均を求める様に計６つの区間の間隔を設定することができる。なお、この区間の数量、各区間の長さ、各区間相互の間隔は、上記以外の様々な値に設定することが可能であるが、基本的に中間転写ベルト８に形成する検出画像４０の有無や濃度差によるコントラストを検出できる状態に設定する。本実施形態では、最も簡素な構成である区間が２つの場合について例示するが、その他の数であっても良い。さらに、移動平均を求めることなく、光検出信号の振幅そのものを差動処理する形態であっても良い。また、図８、図９に例示した受光量の信号波形は、縞状の検出画像４０に応じた周期で大小の振動を繰り返しており、第１の区間と第２の区間は、その信号周期の略半分としたときに、最も大きな信号レベルを検出する。これは、正弦波や矩形波状等のように、１周期３６０°で振動する信号に対して、０°と１８０°の位相関係が最も大きい信号レベル差となるためである。なお、０°と３６０°の位相関係以外であれば信号レベルの差異が存在し利用可能である。
【００３３】
散乱光除去部３０から出力された散乱光除去信号は、振幅データ生成部５０と、タイミングデータ生成部６０とに入力される。振幅データ生成部５０の振幅検出部５１は、散乱光除去信号の振幅値を検出する。検出された散乱光除去信号の振幅値は、振幅データ管理部５２によって、記憶され、検出画像４０からの反射光量の強度に相当するデータ、例えば濃度情報として管理される。また、タイミングデータ生成部６０のタイミング検出部６１は、散乱光除去信号の到達タイミングを検出する。検出されたタイミングデータは、検出画像４０の形成位置に相当する位置情報であり、各色の検出画像４０に対するタイミングデータの相対関係を管理することで、色ずれ情報として扱うことが可能となる。
【００３４】
図１１（Ａ）は、複数のラインを含む検出画像４０を検出したときの光検出信号を示している。なお、図１１（Ａ）〜（Ｃ）は、散乱反射光の多い色のトナーで形成した検出画像４０を検出したときの波形（図の左側）と、散乱反射光の少ない色のトナーで形成した検出画像４０を検出したときの波形を（図の右側）それぞれ示している。なお、検出画像４０のライン幅及びスペース幅はそれぞれ、３６ドット及び３８ドットとし、ギャップ距離は４ｍｍとした。つまり、光検出信号における散乱反射光成分の振動が、所定量内となる様にライン間の距離と、ギャップ距離を設定した。図１１（Ａ）に示す様に、散乱反射が多い色のトナーでは、散乱反射光の影響により光検出信号の波形全体が持ち上がり、散乱反射が少ない色では、検出画像４０が通過するときのみ照射光が吸収されて、信号レベルが減衰する波形となる。図１１（Ａ）の区間１及び区間２は、それぞれ、移動平均処理部３２及び３３が処理する区間に相当する。この区間１と区間２の移動平均値を差動演算した信号波形が図１１（Ｂ）である。図１１（Ｂ）の信号においては、散乱反射光成分が除去又は低減されている。図１１（Ｃ）は、散乱光除去信号から抽出?た振幅データを波形イメージで示したものであり、中間調濃度の画像のときには、濃度に応じてこの振幅データが上下する。そして、トナーの散乱反射の有無に関わらず、同処理によって各色の検出画像４０の濃度を検出することができるという利点がある。
【００３５】
図１２（Ａ）は、１本のラインを含む検出画像４０を使用したときの光検出信号を示している。なお、図１１（Ａ）と同様に、散乱反射が多い色と、少ない色のそれぞれについての波形を示している。１本のラインを含む検出画像４０は、例えば、色ずれ量の検出に使用することができる。なお、図１２（Ａ）及び（Ｂ）では、ライン幅を１２ドットとし、ギャップ距離を４ｍｍとした。
【００３６】
図１２（Ａ）に示す様に、散乱反射が生じる色のトナーでは、散乱反射光の影響により波形全体が持ち上がり、散乱反射が生じない色のトナーでは、検出画像４０が通過するときのみ正反射光が吸収されて信号レベルが減衰している。図１２（Ａ）の区間１及び区間２は、それぞれ、移動平均処理部３２及び３３が処理する区間に相当する。この区間１と区間２の移動平均値を差動演算した信号波形が図１２（Ｂ）である。図１２（Ｂ）の信号では散乱反射光成分がほぼ除去されており、トナーの散乱反射の大小に関わらず、同様の波形信号レベルに補正される。図１１の場合と違い、図１２では単一ラインの検出画像４０であるため、検出画像４０の通過前後では散乱反射光成分は均一ではなく、よって、散乱光除去信号には若干の散乱光成分が残存する。しかし、色ずれ補正は、検出画像４０の通過タイミングが検出目的であるため支障にはならない。また、図６及び図７を用いて説明した様に、ギャップ距離により散乱反射光の時間変化を穏やかにすることができる。よって、２つの区間を適切に設定することにより、２つの区間における散乱反射光の差が所定量以内にすることができる。さらに、この散乱反射光の残存成分が支障に?らないようにするために、散乱反射光が検出される時間の長さに対して、検出画像が通過する時間の長さが十分に小さくなるようなライン幅にすることができる。図１２（Ｂ）の波形を所定の閾値と比較してタイミングデータを生成することによって、各色の検出画像４０の到達タイミングを検出することが可能となる。なお、図１２（Ｂ）に示す波形は、濃度の検出に使用することもできる。
【００３７】
以上、１つ以上のラインを含む検出画像４０を中間転写ベルト８に形成し、中間転写ベルト８からの反射光を光学センサ２７で検出し、検出した反射光の１つ以上の位置からの値を差動演算することにより、反射光からトナーによる散乱反射光成分を除去することができる。さらに、散乱反射光を除去した信号の振幅値情報及びタイミング情報を用いることにより、各色のトナー像の濃度情報及び色ずれ情報を検出することが可能となる。そして、濃度情報を、各バイアスの電圧条件やレーザ光のパワーといったプロセス形成条件にフィードバックすることによって各色の最大濃度やハーフトーン階調特性が補正される。また、色ずれ情報に基づき、主走査及び副走査方向の書き出し位置や画像クロックを色毎に調整することにより色ずれが補正される。なお、上述した様に、ラインは実線のみならず、破線や点線等の途切れたラインを含むものである。また、上述した実施形態では、検出画像４０のラインは、中間転写ベルト８の移動方向に直交する方向であるものとしたが、例えば、直交する方向に対して斜めに引いたラインであっても良い。つまり、検出画像４０は、中間転写ベルト８の移動方向において、トナー量（現像剤量）が?則的に変化する画像であれば良く、検出画像４０の移動方向とは異なる方向のラインを含むものとすることができる。
【００３８】
また、本実施形態の光学センサ２７は、光の絞り機構がない構成であるため、従来の数分の１の大きさに小型化することができ、かつ、検出画像４０からの散乱光成分を高精度に除去した信号を生成することが可能となる。さらに、絞り機構が存在しないため、製造上のばらつきによる問題を生じさせずに、検出の分解能を高くすることが可能となる。さらに、検出の分解能が高いために、色ずれや濃度検出に使用する画像のサイズを小さくすることが可能となる。
【００３９】
なお、本実施形態の光学センサ２７及び信号処理部２８は、移動平均を求める区間数、区間長、各区間の間隔等を自在に設定することが容易であるという利点がある。また、本実施形態では、対向部材である中間転写ベルト８での同じ角度からの反射光を差動演算する。したがって、対向部材が曲面形状であっても、対向形状が曲面であることによって生じる反射光の補正処理等の必要は殆どない。よって、画像形成装置における光学センサ２７の配置の自由度が高くなるという利点を有する。さらに、サンプリングして蓄積したデータの差動演算を行うため、差動演算する中間転写ベルト８の各領域を、光学センサ２７の大きさに左右されることなく自在に設定できるという利点を有する。また、サンプリングのレートを検出画像４０のラインのピッチに合わせることも容易である。
【００４０】
＜第二実施形態＞
第一実施形態では、点光源から照射した発散光束の反射光を単一の受光素子を用いて検出していた。本実施形態では、複数の受光素子（受光部）を含む受光素子アレイを用いる。以下、本実施形態について、第一実施形態との相違点を中心に説明する。
【００４１】
図１４の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、単一の受光素子２７７を用いる第一実施形態での散乱光成分の除去の説明図である。なお、発光素子２７２からの照射光については、図が煩雑となるためその記載を省略している。図１４（Ａ）は、中間転写ベルト８のＢ３と示した領域からの正反射光を受光素子２７７が受光している状態である。受光素子２７７は、領域Ｂ２にある検出画像４０のラインからの散乱反射光も受光する。その後、中間転写ベルト８が回転駆動され、受光素子２７７への正反射光の反射位置に検出画像４０のラインが到達した状態が図１４（Ｂ）である。受光素子２７７は正反射光を殆ど受光せず、領域Ｂ２のラインからの散乱反射光を受光する。図１４（Ｃ）は、さらに中間転写ベルト８が回転駆動され、受光素子２７７が領域Ｂ１からの正反射光を受光している状態である。また、受光素子２７７は、領域Ｂ２のラインからの散乱反射光も受光する。つまり、散乱反射光は図１４（Ａ）〜（Ｃ）の何れの状態においても受光しているが、正反射光については、図１４（Ｂ）の状態では殆ど受光していない。従って、第一実施形態で説明したように、この散乱反射光が均一な状態となるように、縞状の検出画像?０を形成し、受光素子２７７が出力する光検出信号の異なる位置の値を差動演算することによって、散乱反射光を取り除いた信号を生成できる。
【００４２】
図１４（Ｄ）及び（Ｅ）は、本実施形態による受光素子アレイ２８０を用いた散乱光成分の除去の説明図である。本実施形態では、説明の便宜上、最も簡素である受光素子が２つの場合について説明するが、受光素子の数を３以上とすることもできる。なお、発光素子２７２からの照射光については、図が煩雑となるためその記載を一部省略する。図１４（Ｄ）は、中間転写ベルト８のＢ３と示した領域からの正反射光を受光素子２８２が受光し、もう一方の受光素子２８１は、検出画像４０のラインの存在により正反射光を殆ど受光していない状態である。その後、中間転写ベルト８の表面が移動し、受光素子２８２への正反射光の反射位置に検出画像４０のラインが到達した状態が図１４（Ｅ）である。よって、受光素子２８２は正反射光を殆ど受光していない。しかし、図１４（Ｅ）の状態において、受光素子２８１は、領域Ｂ１からの正反射光を受光する。なお、検出画像４０のラインでの散乱反射光については、図１４（Ｄ）及び図１４（Ｅ）の両方の状態において、受光素子２８１及び受光素子２８２の両方が受光している。従って、この受光素子２８１、受光素子２８２の各受光素子によって同時間に検出した各検出値?リアルタイムに差動演算することにより、検出画像４０からの散乱反射光を取り除いた信号を生成することが可能となる。
【００４３】
図１３に示す様に、本実施形態における光学センサ２７は、受光素子アレイ２８０を含み、受光素子アレイ２８０は、受光素子２８１、２８２を含んでいる。各受光素子２８１及び２８２が出力する受光量に応じた信号は、それぞれ、処理回路２７５の検出回路２７３及び検出回路２７４によって光検出信号に変換され、差動処理部２９０に出力される。なお、本実施形態では、受光素子２８１と受光素子２８２それぞれを単一の受光素子としている。しかしながら、各受光素子の副走査方向の幅をさらに微細化し、受光素子２８１と受光素子２８２の各微細化された複数の領域を交互に配置し、交互配置された各微細領域からの合算を検出回路２７３と検出回路２７４にそれぞれ出力する構成とすることもできる。つまり、第１の受光素子と第２の受光素子を副走査方向に交互に配置し、第１の受光素子の総受光量に対応する信号と、第２の受光素子の総受光量に対応する信号をそれぞれ検出回路２７３と検出回路２７４に出力する構成とすることができる。この構成により高い分解能で位置又は濃度情報を検出することができる。差動処理部２９０では、入力された光検出信号を差動処理することにより散乱反射光成分を除去した?号を生成する。本実施形態では、複数の各受光素子の配置距離については検出画像４０のラインのピッチにより決定される。具体的には、例えば、複数の第１の受光素子のそれぞれが受光する受光量は、複数のラインにより、図１１（Ａ）に示す様に振動するものであるが、その位相が同相となる様な間隔で配置する。同様に、複数の第２の受光素子が受光する受光量は、複数のラインにより振動するものであるが、その位相が同相となる様な間隔で配置する。しかし、第１の受光素子と第２の受光素子の受光量の振動は同相とはならない様に、例えば、逆相となる様に配置する。なお、受光素子の数量、各受光素子長、各受光素子間相互の配置距離は、様々に設定することが可能であるが、基本的に中間転写ベルト８上に形成されるトナーパッチ４０の有無や濃度差によるコントラストを検出できる値とする。
【００４４】
以下、信号処理部２８では、第一実施形態と同様に、トナーからの散乱反射光を除去した散乱光除去信号の振幅値情報及びタイミング情報用いることにより、各色のトナーの濃度及び位置情報を検出する。本実施形態は、検出画像４０及び中間転写ベルト８表面について、副走査方向の異なる位置からの正反射光成分を、異なる受光素子で同時に受光して差動処理することで濃度又は位置情報を検出するものである。そのため、信号処理等に関して、簡素な構成とすることができる利点がある。また、リアルタイムに検出画像４０からの散乱反射光を取り除いた信号を監視できる利点を有する。
【００４５】
なお、第一実施形態は、１つの受光素子を使用して検出した受光量の時間変化を示す信号の異なる時間位置の差動処理を行うものであった。これは、検出画像４０が発光素子２７２の照射領域を通過する際、検出画像４０及びその周囲の中間転写ベルト８表面の異なる位置からの正反射光成分を含む反射光量の差分を取るものである。例えば、第一実施形態で検出信号の第１の時間位置と、第１の時間位置より後の第２の時間位置との差動処理を行うものとする。なお、第１の時間において受光素子２７７への正反射光の反射位置である検出画像４０上の位置を第１の位置とし、第２の時間において受光素子２７７への正反射光の反射位置である検出画像４０又は中間転写ベルト８表面の位置を第２の位置とする。この場合、第１の位置と第２の位置との距離は、中間転写ベルト８の表面の移動速度に第１の時間と第２の時間との差分を乗じた値に等しい。よって、第１の時間位置と第２の時間位置の差動処理を行うことは、受光素子２７７が第１の位置から正反射光を受光しているときの総受光量と、受光素子２７７が第２の位置から正反射光を受光しているときの総受光量との差動処理を行うことに相当する。なお、ここで、正反射?成分を含む反射光量とは、検出画像４０のスペースや中間転写ベルト８表面からの強い正反射光を受光している状態のみならず、ラインにより散乱反射されて、正反射光成分が零や大変少なくなっている状態をも含んでいるものとする。
【００４６】
また、第二実施形態は、複数、例えば、２つの受光素子を使用し、それぞれの受光素子で検出した受光量の時間変化を示す信号の同じ時間位置の差動処理を行うものであった。受光素子の配置位置同じにはなり得ず、異なるものであるため、これは、検出画像４０及びその前後の中間転写ベルト８表面の異なる位置からの正反射光成分を含む反射光量の差分を取るものである。例えば、第二実施形態で第１の受光部と第２の受光部の２つの受光部を副走査方向に配置し、第１の受光部が第１の検出信号を出力し、第２の受光部が第２の検出信号を出力するものとする。第１の受光部が検出画像４０の第１の位置から正反射光を受光している第１の時間において、第２の受光部への正反射光の反射位置となる検出画像４０又は中間転写ベルト８の表面上の位置を第２の位置とする。この場合、第１の位置と第２の位置の距離は、第１の受光部と第２の受光部との距離に応じた距離となる。例えば、図１４（Ｄ）の様に２つの受光部を配置すると、第１の位置と第２の位置との距離は、第１の受光部と第２の受光部との距離の半分である。この場合、第１の検出信号及び第２の検出信号の第１の時間位置の値の差動処理を行うことは、第１?受光部が第１の位置から正反射光を受光し、第２の受光部が第２の位置から正反射光を受光しているときの各受光量の差動処理を行うことに相当する。つまり、第一実施形態と第二実施形態は、共に、検出画像４０及びその前後の中間転写ベルト８表面の異なる位置からの正反射光成分を含む反射光量の差分を取るものである。
【００４７】
なお、受光素子の受光領域は主走査方向の線でなく、副走査方向においてもある幅があるため、受光素子は、検出画像４０及び中間転写ベルト８の副走査方向のある幅からの正反射光を同時に受光する。これは、副走査方向の受光量の平均値を求めていることに相当する。つまり、第一実施形態では区間の平均値を求めて差動処理を行っていたが、第一実施形態における区間の幅は、第二実施形態における受光素子の受光領域の副走査方向の長さに相当する。そして、第一実施形態における差動処理を行う２つの区間の区間間隔は、第二実施形態においては、２つの受光素子の副走査方向における配置間隔に相当する。
【００４８】
なお、第一実施形態では、１つの受光素子を使用して検出した受光量の時間変化を示す信号の異なる時間位置の差動処理を行う。ここで、光学センサ２７が、中間転写ベルト８の表面が真っ直ぐな平面領域に対向するのではなく、曲面となった曲面領域に対向して設けられているものとする。この場合、第二実施形態の様に、複数の受光素子の受光量の差動処理を行う構成では、中間転写ベルト８の表面と各受光素子との距離は、受光素子毎に異なり、よって、受光素子での正反射光の広がり具合も、受光素子毎に異なることになる。よって、第二実施形態の構成では、対向面が平面である場合と比較して、対向面が曲面の場合、その検出精度が劣化し得る。これに対して、第一実施形態では、１つの受光素子を使用するのみであるので、対向面が曲面であっても検出精度が劣化することはない。
【００４９】
＜その他の実施形態＞
なお、画像形成装置を例にして本発明を説明したが、画像形成装置等に実装され得る検出装置として実装することも可能である。また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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