(57)【要約】【課題】色ずれ及び濃度補正制御に使用する光学センサに絞り機構を必要とせず、必要な検出精度を確保する。【解決手段】画像形成装置は、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、検出画像及び前記像担持体の表面の第１の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と、第１の位置に対して検出画像の移動方向の下流側にある第２の位置及び第１の位置に対して検出画像の移動方向の上流側にある第３の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それぞれの値の平均値の差に応じた信号により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８
2014119733.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照射手段と、
前記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第１の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と、前記第１の位置に対して前記検出画像の移動方向の下流側にある第２の位置及び前記第１の位置に対して前記検出画像の移動方向の上流側にある第３の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それぞれの値の平均値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２】
前記照射手段は、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】
前記第１の位置と前記第２の位置の距離と、前記第１の位置と前記第３の位置の距離は等しい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下となる様に、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４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、
前記検出画像の複数のラインは異なる濃度であることを特徴とする請求項１から５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４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
像担持体と、
前記像担持体に向けて光を照射する照射手段と、
前記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、前記検出信号の第１の時間位置の値と、前記検出信号の前記第１の時間位置より早い第２の時間位置の値及び前記検出信号の前記第１の時間位置より遅い第３の時間位置の値の平均値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９】
前記第１の時間位置と前記第２の時間位置の時間間隔と、前記第１の時間位置と前記第３の時間位置の時間間隔は等しい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、前記第１の区間より早い第２の区間の平均値であり、前記第３の時間位置の値は、前記第１の区間より遅い第３の区間の平均値であることを特徴とする請求項８又は９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振動が所定量内となる間隔であることを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
像担持体と、
前記像担持体に向けて光を照射する照射手段と、
前記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第１の受光手段と、
前記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第２の受光手段と、
前記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３の検出信号を出力する第３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照射手段による照射領域を通過する間に前記第１の受光手段、前記第２の受光手段及び前記第３の受光手段のそれぞれが出力する前記第１の検出信号、前記第２の検出信号及び前記第３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の検出信号と、前記第２の検出信号及び前記第３の検出信号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し、
前記第２の受光手段及び前記第３の受光手段は、前記検出画像の移動方向において、前記第１の受光手段の両側に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
前記第１の受光手段と前記第２の受光手段の距離は、前記第１の受光手段と前記第３の受光手段の距離に等しいことを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記検出画像の移動方向において、前記第２の受光手段と前記第３の受光手段の受光領域の長さの合計は、前記第１の受光手段の受光領域の長さに等しいことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記検出画像の移動方向において、前記第２の受光手段と前記第３の受光手段の受光領域の長さは、前記第１の受光手段の受光領域の長さに等しく、
前記検出手段は、前記第１の検出信号と、前記第２の検出信号及び前記第３の検出信号の平均値とを差動処理する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１２又は１３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振動が所定量以下となる間隔であることを特徴とする請求項１２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１６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
像担持体に向けて光を照射する照射手段と、
前記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第１の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と、前記第１の位置に対して前記検出画像の移動方向の下流側にある第２の位置及び前記第１の位置に対して前記検出画像の移動方向の上流側にある第３の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それぞれの値の平均値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１９】
像担持体に向けて光を照射する照射手段と、
前記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、前記検出信号の第１の時間位置の値と、前記検出信号の前記第１の時間位置より早い第２の時間位置の値及び前記検出信号の前記第１の時間位置より遅い第３の時間位置の値の平均値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２０】
像担持体に向けて光を照射する照射手段と、
前記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第１の受光手段と、
前記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第２の受光手段と、
前記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３の検出信号を出力する第３の受光手段と、
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照射手段による照射領域を通過する間に前記第１の受光手段、前記第２の受光手段及び前記第３の受光手段のそれぞれが出力する前記第１の検出信号、前記第２の検出信号及び前記第３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の検出信号と、前記第２の検出信号及び前記第３の検出信号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し、
前記第２の受光手段及び前記第３の受光手段は、前記検出画像の移動方向において、前記第１の受光手段の両側に配置されてい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つの光学センサを備え、２つの光学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ＬＥＤチップ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るという課題があった。例えば、光学センサの空間分解能を高くするには、その絞り機構を小さくする必要がある。しかしながら、特許文献４によると、製造上のばらつき等を考慮すれば、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ことを目的とする。
【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照射手段と、前記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第１の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と、前記第１の位置に対して前記検出画像の移動方向の下流側にある第２の位置及び前記第１の位置に対して前記検出画像の移動方向の上流側にある第３の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それぞれの値の平均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と１本のラインを含む検出画像を示す図。
【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】一実施形態による複数のラインを含む検出画像を検出したときの受光量の時間変化を示す図。
【図４】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５】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６】一実施形態による検出システムの概略的な構成図。
【図７】一実施形態による散乱反射光除去の説明図。
【図８】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９】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１０】一実施形態による複数の中間濃度のラインを含む検出画像を示す図。
【図１１】複数の中間濃度のラインを含む検出画像における散乱反射光除去の説明図。
【図１２】一実施形態による複数の中間濃度のラインを含む検出画像に対する処理の説明図。
【図１３】第三実施形態と他の実施形態との相違点の説明図。
【図１４】一実施形態による検出システムの概略的な構成図。
【図１５】一実施形態による検出画像と受光素子の関係の説明図。
【図１６】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１６を用いて説明する。なお、図１６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で処理され、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、点線又は破線等、途切れたラインであっても良い。また、図１（Ａ）においては、図を見やすくするため、中間転写ベルト８そのものは省略している。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中間転写ベルト８に照射する。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由することなく受光素子で受光量に応じた信号に変換される。処理回路２７５は、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が照射した光が、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８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、赤外光の場合には、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。赤色光の場合には、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、散乱反射量が多いトナーと、散乱反射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、従来の色ずれや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は図面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は図面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）に示す様に、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った場合において、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され、受光素子２７７が検出する。この散乱反射光を破線矢印で示す。なお、散乱反射光に関しては、図面が煩雑となるため、発光素子２７２から中間転写ベルト８への照射光を省略し、反射光についても破線矢印を短く表記している。
【００１９】
続いて、複数のラインを含む縞状の検出画像４０を用いた場合の光学センサ２７の受光量、つまり、光学センサ２７が出力する光検出信号について図２及び図３を用いて説明する。なお、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２は、中間転写ベルト８の移動方向と直交する方向の複数のトナーによるラインを含む検出画像４０と、光学センサ２７を示す斜視図である。なお、図２においても、図を見やすくするため、中間転写ベルト８そのものは省略している。図３は、複数のラインを含む検出画像４０が発光素子２７２の照射領域を通過する際の受光素子２７７の受光量の時間変化を示す図である。なお、検出画像４０の副走査方向、つまり、中間転写ベルト８の移動方向の幅は凡そ１００ｍｍとし、図３（Ａ）から（Ｄ）は、ラインの幅と、隣接するライン間の領域（以下、スペースと呼ぶ。）の幅をそれぞれ異なる値としたときの受光量の時間変化である。具体的には、図３（Ａ）のライン幅及びスペース幅が最も狭く、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）、図３（Ｄ）の順にライン幅及びスペース幅を広げている。なお、図３には参考のためトナーのライン及びスペースを波形の下部に示している。ここで、図の左右方向が副走査方向に対応する。さらに、図３には、受光素子２７７が受光する総受光量に加えて、その内の散乱反射光量も示している。
【００２０】
検出画像４０のラインでの散乱反射光は互いに干渉し、この干渉の度合いにより検出画像４０全体での散乱反射光の反射状態が決定される。ラインのピッチが大きく、スペース幅が広い場合、散乱反射光は互いに干渉しても均一な状態とはならず、振動又は変動する状態となる。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。例えば、図３（Ｃ）の状態よりもラインのピッチが大きい場合には散乱反射光の振動が非常に大きく、図３（Ｄ）の状態では、各ラインでの散乱反射光は、ほとんど干渉していない。逆に、図３（Ｂ）では、散乱反射光の振動は非常に小さくなり、図３（Ａ）の状態では、振動は発生せずにほぼ均一である。なお、この散乱反射光成分の振動は、ラインのピッチのみならず、光学センサ２７と中間転写ベルト８との距離にも依存して変化する。一方、検出画像４０のスペース部分からの正反射光量は、ラインのピッチに応じて振動するため、総受光量は、破線で示した散乱反射光の波形に重畳する形で振動を繰り返すことになる。
【００２１】
尚、図３に示すラインは、濃度がほぼ１００％となる状態で形成されたものである。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３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。
【００２２】
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４から図６を用いて説明する。
【００２３】
図４は光学センサ２７が出力する光検出信号に対する処理の説明図であり、主に濃度の検出に使用できる。なお、図４は、散乱反射光が多い色のトナーで形成した検出画像４０に対する各信号（図の左側）と、散乱反射光が少ない色のトナーで形成した検出画像４０に対する各信号（図の右側）の両方を示している。なお、検出画像４０のスペース幅や、光学センサ２７と中間転写ベルト８との距離等は、散乱反射光量の振動が所定量内となる様に調整している。
【００２４】
図４（Ａ）は、光学センサ２７が出力する光検出信号を示している。散乱反射が多い色の検出画像４０では、図３と同様に、散乱反射光の影響により波形全体が持ち上がる。散乱反射が少ない色の検出画像４０では、照射光はトナーに吸収されるため、波形の持ち上がりが少ない状態で振動する波形となる。
【００２５】
例えば、２つの区間を設定し、この２つの区間の移動平均値をそれぞれ求め、それら移動平均値の差動処理を行ったものが図４（Ｂ）である。なお、２つの区間間隔は、光検出信号の位相が異なる所定の期間に設定する。例えば、光検出信号の振動周期の略半分の期間となる様に設定する。上述した様に、散乱光除去信号の振動が所定の範囲内となる様に検出画像４０を形成しているため、図４（Ａ）に示す光検出信号の振動は主に正反射光量の振動である。したがって、２つの区間の差動処理を行うことで散乱反射成分は除去又は所定量以下に抑圧される。つまり、図４（Ｂ）に示す信号は、総受光量から散乱光成分を除去した散乱光除去信号である。散乱光除去信号の振幅は、検出画像のラインと、スペース、つまり、中間転写ベルト８の表面部分からの反射光の明暗コントラスト、つまりトナーの濃度情報を示すものとなる。例えば、検出画像４０のラインの濃度を低くすると、図４（Ｂ）に示す波形の振幅は小さくなる。
【００２６】
図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）の散乱光除去信号から振幅値を抽出したものであり、濃度情報として使用することが可能となる。なお、検出画像４０の検出開始及び終了付近において散乱反射光成分が均一ではないため、散乱反射の多い検出画像４０では図４（Ｂ）に示す様に波形が若干歪むことになる。波形に歪が生じている部分から振幅値を抽出すると誤差につながるため、検出画像４０の副走査方向の長さをある程度長くし、散乱反射光量が均一な状態を確保する。散乱反射光成分が均一であれば、その部分から振幅値を高精度に抽出可能となる。つまり、高精度な濃度情報を検出することが可能である。
【００２７】
図５は、図４と異なり１本のラインを含む検出画像４０を使用した場合の光検出信号とその処理の説明図である。ここで、１本のラインを含む検出画像４０は、例えば、色ずれの検出に使用できる。なお、図４と同様に、図５は、散乱反射光の多い色のトナーで検出画像４０を形成した場合（図の左側）と、散乱反射光の少ない色のトナーで検出画像４０を形成した場合（図の右側）の両方について示している。図５（Ａ）に示す様に、１本のラインを含む検出画像４０では、受光素子２７７が正反射光を受光する位置にラインが来たときに受光量が減衰する波形となる。なお、図５（Ａ）に示す様に、散乱反射光が多い場合には、散乱反射光の影響により正反射光が落ち込む前後に受光量が増大することになる。
【００２８】
複数のラインを含む検出画像４０のときと同様に、２つの区間を設け、この２つの区間の移動平均値をそれぞれ求め、さらにその移動平均値を差動処理した信号波形が図５（Ｂ）である。図５（Ｂ）の信号波形では散乱反射光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、同様の波形に補正される。１本のラインを含む検出画像４０の場合、検出画像４０が光学センサ２７の検出領域を通過する際の散乱反射光量が一定ではないため、図５（Ｂ）に示す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、色ずれ量の検出の場合には、検出画像４０の通過タイミングを検出することが目的であるため、このことは支障にはならない。ただし、この散乱反射光の残存成分が支障にならないようにするために、散乱反射光を検出する時間幅に対して、検出画像４０が光学センサ２７の検出領域を通過する時間幅を十分に小さくすることができる。図５（Ｂ）の信号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、検出画像４０の到達タイミング、つまり位置情報を検出することが可能となる。本実施形態では、トナーの散乱反射の大小又は有無に関わらず、同じ処理によって各色の検出画像４０の濃度情報や位置情報を検出することができる。なお、図４に示す複数のラインを含む検出画像４０であっても図４（Ｂ）に示す信号を所定の閾値と比較することで到達タイミングを検出することができる。
【００２９】
次に、図４及び図５で説明した処理を行う例示的な検出システムを図６に示す。光学センサ２７は、中間転写ベルト８及び中間転写ベルト８上の検出画像４０から反射光を検出する受光素子２７７と、受光素子２７７が出力する受光量に応じた電流を電圧に変換して光検出信号として出力する処理回路２７５とを備えている。信号処理部２８は、図１のエンジン制御部２５内に設けられ、光検出信号から散乱反射光成分を取り除いた散乱光除去信号を生成する散乱光除去部３０を備えている。さらに、信号処理部２８は、散乱光除去信号の振幅データを抽出する振幅データ生成部５０と、散乱光除去信号の到達タイミングデータを抽出するタイミングデータ生成部６０と、を備えている。
【００３０】
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。具体的には、移動平均処理部３２は、図４（Ａ）及び図５（Ａ）の区間１の移動平均値を算出し、移動平均処理部３３は、図４（Ａ）及び図５（Ａ）の区間２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、複数のラインを含む検出画像４０のラインのピッチに応じた値に設定される。例えば、光検出信号の振幅が異なる位置を含む区間とすることができる。例えば、移動平均処理部３２が、図４（Ａ）の光検出信号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４（Ａ）の光検出信号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。
【００３１】
なお、２つの区間の移動平均の差分を求める形態を説明しているが、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構成とすることもできる。例えば、３つの第１の区間のそれぞれが図４（Ａ）の光検出信号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光検出信号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。つまり、複数の第１区間のそれぞれの光検出信号の位相は同相であり、複数の第２区間のそれぞれの光検出信号の位相は同相となる様に各区間を設定できる。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。
【００３２】
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、散乱光除去信号が閾値を超える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。
【００３３】
例えば、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）が規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。
【００３４】
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。
【００３５】
なお、図４（Ｂ）に示す様に、散乱反射の多い検出画像４０の端部では散乱反射光成分が均一ではないため波形が若干歪む。この波形の歪みをより小さく抑制することができれば、信号振幅の検出精度を向上させることができる。以下では、この検出精度を向上させるため、区間１の前後両側に２つの区間を配置して差分を取る方法について説明する。
【００３６】
図７（Ａ）は、図３（Ａ）において点線で示す散乱反射光成分の波形である。検出画像４０が光学センサ２７の検出範囲内へと移動するにつれて散乱反射光は徐々に強くなる。また、検出画像４０が光学センサ２７の検出範囲外へと移動するにつて散乱反射光は徐々に弱くなる。したがって、図７（Ａ）に示す様に、受光する散乱反射光成分の時間変化は、その両端部で傾斜を伴った波形となる。
【００３７】
本実施形態では、図７（Ａ）に示す様に、区間１より時間的に早い位置に区間２を設け、区間１より時間的に遅い位置に区間３を設ける。そして、区間１と、区間２及び区間３との差分を取る。なお、区間１と区間２との時間間隔と、区間１と区間３との時間間隔の設定の考え方は、２つの区間の場合と同様であり、それぞれ等しい時間間隔とすることができる。図７（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す２つの区間１及び区間２の移動平均値の差分に対応する波形である。検出画像４０の端部では、散乱反射光成分が増加又は減少するため、２つの区間の差分では散乱反射光成分は相殺されず、よって、差動処理を行っても散乱光成分は残留する。なお、図７（Ｂ）では、説明のため、残留する散乱光成分を誇張して表示している。
【００３８】
一方、図７（Ｃ）は、図７（Ａ）に示す様に、区間１の移動平均値と、区間２及び区間３の移動平均値の差分を示している。なお、区間２及び区間３の移動平均値とは、区間２の移動平均値と、区間３の移動平均値との平均値である。図７（Ｃ）に示す様に、区間１の前後に２つの区間２及び３を設けることで、区間２及び区間３の移動平均値内の散乱反射光成分は、区間１の移動平均値内の散乱反射光成分とほぼ等しくなり、よって、残留する散乱反射光成分を大幅に抑制できる。図７（Ａ）〜（Ｃ）は散乱光成分のみを示しているが、図８に総受光量に対応する光検出信号を示す。図８（Ａ）及び（Ｂ）の波形は、図４（Ａ）及び（Ｂ）と同じである。一方、図８（Ｃ）は、図８（Ａ）に示す３つの区間により差動処理を行って得た散乱光除去信号を示している。図８（Ｂ）に示す２つの区間での差動処理を行う形態と比較して、図８（Ｃ）に示す波形においては散乱反射の多い検出画像４０の端部においても、散乱反射光成分を大きく抑圧できていることが分かる。これにより、波形の歪みが抑制され、信号振幅の検出精度が向上する。その結果、振幅値情報を用いた各色のトナーの濃度検出をより高精度に行うことが可能となる。
【００３９】
尚、散乱反射の少ない色の検出画像においても、図８に示すように同様の信号処理で振幅値（濃度値）が検出できる。つまり、トナーの散乱反射の大小やトナーの散乱反射の不均一な状態においても、同じ処理によって各色の検出画像４０の濃度情報を検出することが可能になる。
【００４０】
また、信号波形の歪みが抑制されれば、検出画像４０の位置情報、つまり、到達タイミングの検出を行う場合においても有効となる。図９（Ａ）は、図５（Ａ）に対応する波形であり、図９（Ｂ）は、図５（Ｂ）に対応する波形であり、図５（Ａ）に示す区間１及び区間２の差動処理による散乱光除去信号を示している。なお、図９（Ｂ）においては、図５（Ｂ）より検出画像４０の端部における散乱光成分の残留による波形の歪を強調して表示している。図９（Ｂ）に示す様に、検出画像４０の位置を検出するための閾値は、波形の歪を避ける様に設定しなければならない。つまり、波形の歪が大きくなると閾値設定可能範囲がせまくなってしまう。
【００４１】
一方、図９（Ｃ）は、図９（Ａ）に示す区間１と、区間２及び区間３との移動平均値をそれぞれ求め、その差分の信号波形を示している。区間１の前後に設けた区間２及び区間３の移動平均値を求めることで、散乱反射光成分が大きく抑圧され、信号波形の歪みが大幅に抑制される。波形の歪みが抑圧されると、閾値の設定範囲が広くなり、その結果、検出画像４０の位置情報を取得するに際し、イレギュラーに発生するノイズ等による誤検出の可能性を低減できる。
【００４２】
以上説明したように、光検出信号に対して、第１の区間（区間１）と、第１の区間の時間的に早い位置と遅い位置にそれぞれ第２の区間（区間２）及び第３の区間（区間３）を設ける。そして、第１の区間の移動平均値と、第２の区間及び第３の区間の移動平均値の差分を求めことで、散乱反射光の多少に拘らず残留する散乱反射光を抑えることが可能となる。その結果、各色の検出画像４０の濃度をより高精度に検出することが可能となる。さらに、検出画像の位置についてもより高精度に検出することが可能になる。尚、１本のラインを含む検出画像４０では、ライン幅が短い程、散乱光除去信号の波形歪みは小さくなる。さらに、中間転写ベルト８と光学センサ２７との距離が大きい程、散乱光除去信号の波形歪みは小さくなる。なお、３つの区間を設ける形態において、図６の検出システムは、移動平均処理部３２が、区間１の移動平均値を求め、移動平均処理部３３が、区間２及び区間３の移動平均値を求める様に構成することができる。
【００４３】
なお、図７〜図９では、１つの第１の区間と、１つの第２の区間及び１つの第３の区間との差動処理を行うものであったが、この３つの区間を１組とし、この組を複数設ける構成とすることもできる。このとき、第２の区間及び第３の区間は、他の組と共用することができる。例えば、第１の組の第２の区間は、当該第１の組より時間的に早い第２の組の第３の区間として使用することができる。また、区間毎の平均値を使用するため、第１の区間〜第３の区間の幅を同じにしなくとも良い。例えば、第２の区間及び第３の区間を第１の区間の半分とすることができる。こうすることで、３つの区間を１組とし、この組を複数設ける場合に、各区間が１つの組に属する様に設定することが容易になる。さらに、区間の移動平均値ではなく、第１の時間位置と、第２の時間位置及び第３の時間位置の平均値との差分を、これら３つの時間位置を移動させながら求める構成であっても良い。なお、第２の時間位置は、第１の時間位置より早く、第３の時間位置は、第１の時間位置より遅い時間位置とする。このとき、第１の時間位置と第２の時間位置との時間間隔と、第１の時間位置と第３の時間位置との時間間隔とは等しくすることができる。
【００４４】
＜第二実施形態＞
本実施形態では、各ラインの濃度を段階に変更した検出画像４０（以下、グラデーション検出画像と呼ぶ。）を使用する。
【００４５】
図１０は、中間転写ベルト８上に形成されるグラデーション検出画像を示している。図１０のグラデーション検出画像のライン８１ａは濃度１０％であり、ライン８１ｂは濃度２０％であり、ライン８１ｃは濃度３０％であり、以下同様に１０％刻みで濃度を増加させている。なお、ライン８１ｄ、８１ｅ、８１ｆの濃度はそれぞれ８０％、９０％、１００％である。なお、１０％刻みは例示であり、任意の刻み幅で濃度が増加又は減少するラインを使用することができる。
【００４６】
図１１（Ａ）は、図１０に示すグラデーション検出画像を光学センサ２７で検出した際の散乱反射光成分を示す波形である。散乱反射光成分は、グラデーション検出画像の濃度が増加するにつれ、徐々に増加する。なお、その増加量は高濃度側になるほど多くなるため、傾きが徐々に大きくなる。なお、グラデーション検出画像が光学センサ２７の検出範囲から抜け出ると、散乱反射光は傾斜を伴って減少する。
【００４７】
図１１（Ｂ）は、第一実施形態と同様に、２つの区間を設定して移動平均値を求めた場合の波形である。第一実施形態で説明したのと同じ理由により、濃度が大きく変化するグラデーション検出画像の移動方向の後ろ側端部では、残留する反射光成分による波形歪が生じる。一方、グラデーション検出画像の移動方向の前側では、濃度が薄く、よって、散乱反射光が少ないため、残留する散乱反射光による波形歪はあまり生じない。ただし、濃度が濃くなるにつれて残留する散乱反射光成分は徐々に大きくなる。つまり、図１１（Ｂ）に示す波形では、グラデーション検出画像の後ろ側端部での波形歪が生じる位置に向けて、その振幅は徐々に大きくなっている。このように、グラデーション検出画像を用いる場合において、２つの区間で差動処理を行うと、高濃度側の端部に比較的大きな波形歪みが発生し、検出画像全体においても低濃度側から高濃度側に向かって波形歪みが生じる。
【００４８】
図１１（Ｃ）は、図１１（Ａ）に示す区間１の移動平均値と、区間２及び区間３の移動平均値との差動処理を行った波形である。区間１と、区間１の前後に設けた区間２及び区間３の差動処理を行うことで、グラデーション検出画像の高濃度側の端部においても、散乱反射光成分を効果的に抑圧できる。
【００４９】
図１１（Ａ）〜（Ｃ）は、散乱反射光成分のみを示すものであったが、光学センサ２７が出力する光検出信号と、光検出信号を差動処理した散乱光除去信号を図１２（Ａ）〜（Ｃ）に示す。図１２（Ａ）は、グラデーション検出画像を検出した際の光検出信号である。図１２（Ｂ）は、２つの区間のみを使用して差動処理を行った場合の散乱光除去信号であり、図１１（Ｃ）は、図１１（Ａ）の区間１と、区間２及び区間３との差動処理を行った場合の散乱光除去信号である。図１１（Ｂ）に示す波形では、散乱反射光成分がキャンセルしきれずに、検出画像の高濃度側の端部で比較的大きな波形歪みが発生し、検出画像全体でも波形歪みが発生している。一方、図１２（Ｃ）に示す信号波形では、散乱反射光の傾斜状態がキャンセルされ、信号波形の歪みが大幅に抑制されている。よって、信号振幅の検出精度が向上する。
【００５０】
＜第三実施形態＞
第一実施形態では、点光源の発散光束で照射した際の反射光を単一の受光素子２７７を用いて検出していた。本実施形態では、複数の受光素子を含む受光素子アレイを用いても、第一実施形態と同様に散乱反射光の影響を低減できることについて説明する。なお、以下では第一実施形態との相違点を中心に説明し、第一実施形態と同様な部分については説明を省略する。
【００５１】
図１３の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、単一の受光素子２７７を用いた第一実施形態の散乱光除去の説明図である。なお、照射光は点光源の発散光束を用いたものであるが、図が煩雑となるためその記載を省略する。また、図１３（Ａ）〜（Ｆ）において実線は正反射光を、破線は散乱反射光を示している。図１３（Ａ）は、受光素子２７７が、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している状態である。領域Ｂ２に配置された検出画像４０からの散乱反射光も受光している。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１３（Ｂ）である。受光素子２７７は殆ど正反射光を受光せず、領域Ｂ２に配置されたラインからの散乱反射光を受光する。図１３（Ｃ）は、さらに中間転写ベルト８が回転駆動され、領域Ｂ１からの正反射光を受光している状態である。この状態においても、領域Ｂ２のラインからの散乱反射光は受光する。つまり、散乱反射光は図１３（Ａ）〜（Ｃ）の何れの状態においても受光するが、正反射光については図１３（Ｂ）の状態では受光していない。従って、第一実施形態で説明したように、図１３（Ｂ）の状態での受光量から、状態（Ａ）及び（Ｃ）での受光量を減ずることで散乱光成分を精度良く抑圧することができる。
【００５２】
続いて、受光素子２８１、２８２、２８３を含む受光素子アレイ２８０を用いる本実施形態について説明する。図１３（Ｄ）においては、中間転写ベルト８の領域Ｂ３からの正反射光を受光素子２８１が受光し、領域Ｂ５からの正反射光を受光素子２８３が受光している。一方、受光素子２８２は、正反射光の反射位置に検出画像のラインがあるため正反射光を殆ど受光していない。図１３（Ｅ）は、図１３（Ｄ）より中間転写ベルト８が移動した状態であり、受光素子２８２は、中間転写ベルト８の領域Ｂ３からの正反射光を受光している。一方、受光素子２８１及び受光素子２８３への正反射光の反射位置には検出画像のラインがあるため、これらは正反射光を殆ど受光していない。図１３（Ｆ）は、さらに、中間転写ベルト８が移動し、受光素子２８１及び２８３は正反射光を受光しているが、受光素子２８２は、正反射光を殆ど受光していない状態である。
【００５３】
尚、検出画像４０からの散乱反射光については、図１３（Ｄ）〜（Ｆ）の各状態において受光素子２８１、受光素子２８２及び受光素子２８３は受光している。このように中間転写ベルト８の表面が移動することで、検出画像４０のラインにより各受光素子の受光量が逐次変化する。本実施形態では、受光素子２８２が出力する光検出信号と、検出画像４０の移動方向において、受光素子２８２の両側に配置した受光素子２８１及び受光素子２８３の光検出信号の同じ時間位置の差動処理を行う。この構成により検出画像４０の端部においても散乱反射光を効果的に除去した信号を生成することができる。
【００５４】
図１４は、本実施形態による検知システムの概略的な構成図である。図１４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及び２８３を含んでいる。各受光素子２８１〜２８３が出力する受光量に応じた電流は、それぞれ、処理回路２７５の検出回路２７３、２７４及び２７９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。差動処理部２９０は、検出回路２７４からの光検出信号と、検出回路２７３及び２７９からの光検出信号との差動処理により散乱反射光成分を除去した信号を生成する。なお、本実施形態では受光素子２８１から２８３を中間転写ベルト８の表面の移動方向、つまり副走査方向にそって、受光素子２８１、２８２、２８３の順で並べるものとしている。なお、本実施形態では、受光素子２８１から２８３の組を１つだけ設けたが、この組を副走査方向において複数設けることもできる。この場合、散乱光除去信号は、各組について差動処理を行った信号の和となる。これは、第一実施形態において、複数の第１区間の移動平均の合計と、複数の第２の区間及び複数の第３の区間の移動平均との差分を求める構成に相当する。また、第一実施形態にて説明した様に、複数の組を設ける場合、受光素子２８１、２８３は隣接する組の両方に属するものとすることもできる。本実施形態において、受光素子２８１と受光素子２８２の距離は、第一実施形態における第１の区間と第２の区間との時間間隔に相当する。同様に、受光素子２８２と受光素子２８３の距離は、第一実施形態における第１の区間と第３の区間との時間間隔に相当する。
【００５５】
以下、信号処理部２８では、第一実施形態と同様に、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用いることにより、各色について濃度情報及び位置情報を検出する。本実施形態は、中間転写ベルト８の異なる副走査位置での正反射光に対して、同じ時間タイミングで複数の受光素子を用いて検出する方法である。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。
【００５６】
図１５は、検出画像４０のラインと、受光素子アレイとの関係の説明図である。なお、図１５（Ａ）〜（Ｃ）のラインは、検出画像４０のラインにより受光素子アレイが配置された位置において生じる影を示している。つまり、図１５（Ａ）〜（Ｃ）のラインは、検出画像４０のラインによる暗部であり、図１５（Ａ）〜（Ｃ）のライン間の領域は、検出画像４０のスペースによる明部を示している。例えば、発光素子から検出画像４０までの光路長と、検出画像４０から受光素子アレイまでの光路長が等しいとすると、検出画像４０の実際のライン幅及びスペース幅は、図１５に示す暗部及び明部の幅の半分である。図１５（Ａ）は、検出画像４０による明暗の幅と、受光素子２８１、受光素子２８２及び受光素子２８３の受光領域の中間転写ベルト８の移動方向の長さとを同じにしている。３つの受光素子は、受光素子２８２を中心として、副走査方向の前後両側に受光素子２８１、受光素子２８３がそれぞれ配置される。
【００５７】
図１５（Ｂ）において、各受光素子の受光領域のサイズは図１５（Ａ）と同じで、各受光素子間の距離を離して配置している。図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）においては、受光素子２８１及び受光素子２８３の合計の受光領域は、受光素子２８１の受光領域の２倍となる。なお、各受光素子の主走査方向の長さが、検出画像４０により生じる明暗の主走査方向の長さより短いものとすると、受光素子２８１及び受光素子２８３の受光領域の副走査方向の幅の合計値は、受光素子２８１の２倍である。散乱反射光成分をキャンセルするためには、受光素子２８１及び受光素子２８３の総受光量を２で割って平均値を求めて、受光素子２８２の受光量と差動演算することになる。つまり、差動演算する信号は、受光素子の同じ副走査方向の幅から得たものとなる様にする。
【００５８】
図１５（Ｃ）は、図１５（Ａ）よりもライン幅及びスペース幅を太くし、受光素子２８２の受光領域の副走査方向の幅と、受光素子２８１、受光素子２８３の受光領域の副走査方向の幅の合計とを等しくしたものである。なお、図１５（Ｃ）では、受光素子２８１、受光素子２８３の受光領域の副走査方向の幅を、それぞれ、受光素子２８２の受光領域の副走査方向の幅の半分としている。中央に配置した受光素子と、その前後両側に配置した２つの受光素子とにおいて、同じ副走査方向の幅相当の信号に補正した上で差動演算を行えば、散乱反射光成分をキャンセルして除去することが可能となる。その結果、検出画像端部等において生じる差動演算信号の波形歪みを抑制でき、より高精度に散乱反射光を取り除いた信号を生成することができる。
【００５９】
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の時間位置より早い第２の時間位置及び第１の時間位置より遅い第３の時間位置の平均値との差動処理を行うものとする。なお、第１の時間〜第３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〜第３の位置とする。この場合、第１の位置と、第１の位置より下流側にある第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２の時間との差分を乗じた値に等しい。また、第１の位置と、第１の位置より上流側にある第３の位置との距離についても同様である。よって、第１の時間位置と、第２及び第３の時間位置の差動処理を行うことは、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、第２及び第３の位置から正反射光を受光しているときの総受光量の平均値との差動処理を行うことに相当する。なお、ここで、正反射光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。
【００６０】
また、第三実施形態は、複数、例えば、３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は同じにはなり得ず、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、第三実施形態で、第１の受光部の副走査方向の両側に第２の受光部及び第３の受光部を配置し、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の検出信号を出力し、第３の受光部が第３の検出信号を出力するものとする。なお、各受光部の受光領域の副走査方向の長さは等しいものとする。また、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の受光部及び第３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の位置及び第３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、発光素子から検出画像４０までの光路長と検出画像４０から受光部までの光路長が等しい場合、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。なお、第１の位置と第３の位置についても同様である。この場合、第１の検出信号と、第２及び第３の検出信号の平均値の差動処理を行うことは、第１の位置から正反射光を受光しているときの受光量と、第２及び第３の位置から正反射光を受光しているときの各受光量の平均値との差動処理を行うことに相当する。つまり、第一実施形態と第三実施形態は、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。
【００６１】
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、第三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区間の区間間隔は、第三実施形態においては、受光素子の副走査方向における配置間隔に相当する。
【００６２】
さらに、第一実施形態と第三実施形態は、共に、光検出信号の位相をずらして差動処理を行うものということができる。具体的には、第一実施形態では、１つの光検出信号を３分岐して、例えば、第１の光検出信号を遅延なしとし、第２の光検出信号には第１の量の遅延を与え、第３の光検出信号には第１の量の２倍の遅延を与えて差動処理を行っていることに等しい。ここで、第１の量は、第一実施形態における区間間隔に等しい。もちろん、単に位相をずらして差動処理を行うのではなく、移動平均処理を行って差動処理を行うことも可能である。そして、第三実施形態では、複数の受光部それぞれの光検出信号の差動処理を行うものであるが、複数の受光部はその配置位置が異なるため、複数の受光部それぞれの光検出信号は互いに位相がずれたものである。この場合の位相差は、各受光部の配置位置の距離に相当する。
【００６３】
＜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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【図１６】
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