CN106990686B - 图像形成装置和光学传感器 - Google Patents

Abstract

公开了图像形成装置和光学传感器。该图像形成装置，包括：光接收单元，其包括沿在图像载体上形成的目标的移动方向布置的光接收元件，并被布置成以便接收从光发射单元发射并镜面反射离开图像载体的光；被配置成限制在移动方向上入射在光接收单元上的扩散反射光的尺寸的构件；选择单元，被配置成选择光接收单元中每个光接收元件是否是有效光接收元件；生成单元，被配置成根据有效光接收元件的输出生成检测信号；以及检测单元，被配置成基于检测信号检测在图像载体上形成的目标。

Description

图像形成装置和光学传感器

技术领域

本发明涉及诸如彩色激光打印机和彩色复印机之类的图像形成装置，以及用在图像形成装置等当中的光学传感器。

背景技术

图像形成装置执行配准不良(misregistration)校正控制和浓度校正控制，以维持要形成的图像的质量。为了执行这些类型的校正控制，图像形成装置在图像载体上形成检测图像，并且通过使用包括一个光发射元件和两个光接收元件的反射型光学传感器来检测检测图像。例如，日本专利公开No.2006-251686公开了其中同一个光学传感器用于配准不良校正控制和浓度校正控制的构造。

而且，图像形成装置在输送记录材料的同时在记录材料上形成图像。此外，图像形成装置包括诸如被旋转驱动以用于形成图像的中间转印带之类的构件。图像形成装置还执行控制，使得检测以预定速度被输送或旋转的构件的速度，并且抑制速度的波动。因而，由于不仅执行配准不良校正控制和浓度校正控制，而且利用共同的光学传感器检测被输送或旋转驱动的构件等的速度、速度波动等，部件的数量可以减少。此外，为了提高每个控制中的准确度，检测配准不良量、浓度、速度和速度波动(通过使用光学传感器检测)的准确度需要提高。即，诸如检测图像之类的目标的检测准确度需要提高。

发明内容

根据本发明的一方面，图像形成装置包括：光发射单元，被配置成朝图像载体或记录介质发射光；第一光接收单元，其包括沿作为在图像载体或记录介质上形成的目标的移动方向的第一方向布置的多个光接收元件，并被布置成以便接收从光发射单元发射并镜面反射离开图像载体或记录介质的光；孔径光阑构件，被配置成限制在第一方向上入射在第一光接收单元上的扩散反射光的尺寸；选择单元，被配置成选择第一光接收单元中多个光接收元件中每一个是否是第一有效光接收元件；生成单元，被配置成根据由选择单元选择的第一有效光接收元件的输出生成第一检测信号；以及检测单元，被配置成基于第一检测信号检测在图像载体或记录介质上形成的目标。

根据本发明的另一方面，光学传感器包括：光发射单元，被配置成朝在第一方向上移动的目标发射光；第一光接收单元，其包括沿第一方向布置的多个光接收元件，并被布置成以便接收从光发射单元发射并反射离开目标的光；孔径光阑构件，被配置成限制在第一方向上入射在第一光接收单元上的反射光的尺寸；选择单元，被配置成选择第一光接收单元中多个光接收元件中的每一个是否是第一有效光接收元件；生成单元，被配置成根据由选择单元选择的第一有效光接收元件的输出生成第一检测信号；以及输出单元，被配置成输出第一检测信号。

参照附图，根据以下对示例性实施例的描述本发明的进一步的特征将变得清楚。

附图说明

图1是根据一种实施例的光学传感器的构造图。

图2是根据一种实施例的光接收元件阵列和选择器开关单元的构造图。

图3A和图3B是根据一种实施例的示出光学传感器的图。

图4是根据一种实施例的示出光学传感器的图。

图5A和图5B是示出光学传感器的图。

图6A至图6F是根据一种实施例的用于描述在光学传感器中选择有效光接收元件的方法的图。

图7是根据一种实施例的图像形成装置的构造图。

图8是根据一种实施例的示出光学传感器的图。

图9是根据一种实施例的光学传感器的构造图。

图10是根据一种实施例的光接收元件阵列和选择器开关单元的构造图。

图11是根据一种实施例的示出当执行浓度检测时的有效光接收元件的图。

图12是根据一种实施例的示出当执行速度检测时的有效光接收元件的图。

图13A和图13B是根据一种实施例的描述速度检测的图。

图14A和图14B是根据一种实施例的示出光学传感器的图。

图15A和图15B是根据一种实施例的示出光学传感器的图。

图16A至图16C是根据一种实施例的示出速度波动的图。

图17A至图17D是根据一种实施例的用于示出当执行配准不良量检测和浓度检测时的有效光接收元件的图。

图18A是根据一种实施例的示出当执行配准不良量检测时的检测信号的图。

图18B是根据一种实施例的示出当执行浓度检测时的检测信号的图。

图19是根据一种实施例的示出当执行浓度检测时的有效光接收元件的图。

图20是根据一种实施例的示出当执行浓度检测时的有效光接收元件的图。

图21A和图21B是根据一种实施例的示出当执行速度检测时的有效光接收元件的图。

具体实施方式

在下文中，本发明的示例性实施例将参照附图来描述。注意，以下实施例是说明性的并且不将本发明限制到实施例的内容。而且，在下面的图中，对于描述实施例不需要的组成要素被省略了。

第一实施例

图7是根据本实施例的图像形成装置700的构造图。注意，标号结尾的Y、M、C和K分别指示由这些标号表示的与形成有关的构件的调色剂图像的颜色是黄色、品红色、青色和黑色。注意，在颜色不需要进行区分的情况下，下面的描述将使用在结尾处不带Y、M、C和K的标号。图像形成单元705中的感光构件701是图像载体，并且当形成图像时在箭头方向上被旋转驱动。充电单元702以均匀的电位给感光构件701的表面充电。曝光单元707通过利用对应于要形成的图像的光扫描/曝光感光构件701的表面来形成静电潜像。显影单元703通过使用调色剂显影感光构件701上的静电潜像来形成调色剂图像。初级转印辊706将感光构件701上的调色剂图像转印到中间转印带20，中间转印带20是图像载体。注意，全色调色剂图像通过将相应感光构件701的调色剂图像转印到中间转印带20以便叠加在其上而在中间转印带20上形成。当图像被形成时，中间转印带20在图中箭头方向上被旋转驱动。因而，在中间转印带20上形成的调色剂图像被输送到与次级转印辊711相对的位置。

与此同时，盒子713中的记录材料沿输送路径709由输送辊714、715和716被输送到与次级转印辊711相对的位置。次级转印辊711将中间转印带20上的调色剂图像转印到记录材料。其上已转印调色剂图像的记录材料在定影单元717中被加热和加压，并且因此将调色剂图像定影到记录材料上。在调色剂图像被定影之后，记录材料由输送辊720排出到装置的外部。控制单元300包括微型计算机301，并且执行对图像形成装置700的各种未示出的驱动源的控制以及利用传感器等的各种类型的控制。而且，光学传感器8被设置在与中间转印带20相对的位置处。在本实施例中，光学传感器8检测用于检测配准不良量的检测图像和用于检测浓度的检测图像，并将检测结果输出到微型计算机301。基于检测结果，微型计算机301执行配准不良校正控制和浓度校正控制。注意，在下文中，中间转印带20的表面移动的方向指的是副扫描方向，并且与副扫描方向正交的方向被称为主扫描方向。

由于组装的误差、部件公差、部件的热膨胀等，图像形成装置700的机械尺寸从设计值发生偏移，并且因此由相应图像形成单元705形成的调色剂图像的相对位置偏移，并且因此发生配准不良。在配准不良校正控制中，基于由光学传感器8对检测图像的检测结果，静电潜像在主扫描方向和副扫描方向上的写开始位置(write start position)以及图像时钟被调整，使得相应颜色的调色剂图像的相对位置偏移小。而且，在图像形成装置700中，输出图像的颜色色调、浓度等会由于随时间推移的变化或连续打印而改变。浓度校正控制被执行以校正这种波动。在浓度校正控制中，用于检测相应颜色的浓度的检测图像在中间转印带20等上形成，并且从形成的检测图像反射的光的强度由光学传感器8检测。然后，图像形成条件基于检测结果来设置。浓度校正控制被分类为最大浓度控制和色调控制。最大浓度控制的目的在于保持颜色之间的颜色平衡是恒定的，并且防止当相应颜色的调色剂图像叠加时调色剂飞散以及由于放置过量调色剂而发生定影故障。另一方面，色调控制被执行，以便防止由于输出浓度相对于输入图像信号的偏移(由于非线性输入-输出)而形成不自然的图像。

图3A是根据本实施例的光学传感器8的透视图，并且图3B是光学传感器8的在主扫描方向上的截面视图。光学传感器8包括安装在印刷板1上的作为光发射单元的LED 2、作为光接收单元的光接收元件5以及光学传感器IC 10。在本实施例中，LED 2、光接收元件5和光学传感器IC 10沿主扫描方向布置。而且，光学传感器IC 10包括作为光接收单元的光接收元件阵列100。光接收元件阵列100包括沿副扫描方向布置的多个光接收元件。此外，在本实施例的光学传感器8中，其中形成用于缩窄光束路径的开口部分71和75的孔径光阑构件7被附连到印刷板1。LED 2基本上是不包括透镜或反射帧(frame)的扩散发射型LED，并且不在LED 2和中间转印带20之间设置用于缩窄光束路径的开口部分。因而，从LED 2发射的光在宽范围上照射中间转印带20。注意，可以采用其中避免不必要的光的多次反射等的影响所必需的开口部分被设置在LED 2和中间转印带20之间的构造。由LED 2发射并反射离开中间转印带20的光经由开口部分71照射光学传感器IC 10，并经由开口部分75照射光接收元件5。在这里，在本实施例中，开口部分71和光接收元件阵列100被布置成以便接收镜面反射离开中间转印带20的光。另一方面，开口部分75和光接收元件5被布置成以便不接收镜面反射离开中间转印带20的光，即，接收漫反射离开中间转印带20的光。光接收元件5和光接收元件阵列100基于接收到的光的量输出信号，并且微型计算机301基于这些信号执行各种类型的控制。注意，在图3A和图3B中所示的光学传感器8中，光接收元件5被布置在相比光接收元件阵列100更靠近LED 2的位置，但如图4中所示，光接收元件阵列100可以被布置在更靠近LED 2的位置。

图5A是常规光学传感器9的透视图，并且图5B是在主扫描方向上的截面视图。光学传感器9包括安装在印刷板1上的LED 2、光接收元件5和光接收元件6。此外，光学传感器9设置有其中形成用于缩窄光束路径的开口部分671、675和670的孔径光阑构件607。从LED 2发射的光经由开口部分670照射中间转印带20。然后，反射光经由开口部分671照射光接收元件6，并且经由开口部分675照射光接收元件5。注意，开口部分671和光接收元件6被布置成以便接收从LED 2发射并被镜面反射的光。另一方面，开口部分675和光接收元件5被布置成以便不接收从LED 2发射并被镜面反射的光，即，接收扩散反射光。

开口部分670被配置成缩窄LED 2利用其照射中间转印带20的光，并且开口部分671和675被配置成缩窄来自中间转印带20的反射光。开口部分671被形成为小，以便抑制扩散反射光成分。另一方面，使开口部分675大，使得漫射光尽可能多地被引导到光接收元件5。在图5A中的光学传感器9中，光接收元件5和6接收的光的光束路径基本上取决于开口部分670的大小。即，光学传感器9的空间分辨率主要由开口部分670的直径确定。构造使得光在光束路径的上游被缩窄，并且因此机械公差的影响增加。即，当使开口部分670太小时，需要困难的调整过程，导致成本的显著增加。

另一方面，在图3A和图3B中示出的本实施例的光学传感器8被配置成使得光在反射离开中间转印带20之后变窄。注意，通常，光学传感器8的检测目标是形成在中间转印带20上的。即，检测目标是在副扫描方向上移动的检测图像。因此，通过增加光学传感器8在副扫描方向上的空间分辨率，在检测图像的检测定时时的检测准确度增加，并且因此，检测图像的位置可以被准确地检测。注意，为了抑制由于中间转印带20的表面不平坦造成的信号振幅的波动，以及由于调色剂图像的不平坦、抖动等造成的信号振幅的波动，在主扫描方向上的空间分辨率可能低。为了增加在副扫描方向上的空间分辨率，在副扫描方向上照射光接收元件阵列100的光的宽度需要小。因此，使得开口部分71在副扫描方向上的宽度比图5A和图5B中所示的开口部分671的宽度小。开口部分71使得在副扫描方向上穿过的镜面反射光的宽度小，并且因此机械公差的影响增加。但是，即使发生由于机械公差造成的方差，因为光接收元件阵列100包括沿副扫描方向布置的多个光接收元件，所以任何光接收元件都可以接收镜面反射的光。因此，在制造过程中的调整过程，诸如在常规光学传感器9中需要的倾斜角和体积电阻的调整，可以被省略。

而且，因为本实施例的光学传感器8在副扫描方向上的空间分辨率高，所以用于在副扫描方向上的配准不良检测的检测图像的长度可以缩短。注意，在浓度校正控制中，为了减小由于检测图像的非均匀性造成的检测误差，在副扫描方向上的检测图像的宽度被形成为大。由于光学传感器8在副扫描方向上的分辨率高，因此光学传感器8可以容易地检测在副扫描方向上的浓度波动。浓度是基于光学传感器8的检测电压来检测的。通过积分并平均检测电压，检测电压的准确度增加，并且因此，检测浓度时的准确度可以提高。

图1是用于描述光学传感器8的构造的图。光学传感器8中的LED驱动控制单元55向晶体管521输出驱动信号。当晶体管521被驱动信号接通时，电流流经LED 2和电阻器R501，并且因此，LED 2发射光。而且，LED驱动控制单元55监视流经LED 2和电阻器R501的电流。LED驱动控制单元55通过控制驱动信号使得电流变成目标值来控制LED 2的光发射强度。而且，从光学传感器输出的检测信号经由由电阻器R302和电容器C302构成的低通滤波器输入到微型计算机301的A/D端口。在浓度校正控制中，微型计算机301根据输入到A/D端口的检测信号的振幅来检测检测图像的浓度。而且，从光学传感器8输出的检测信号也经由由电阻器R303和电容器C303构成的低通滤波器输入到比较器306。比较器306通过比较由电阻器R304和电阻器R305设定的阈值电压与检测信号而生成二值信号(binary signal)，并将该二值信号输入到微型计算机301。微型计算机301在配准不良校正控制中基于二值信号的上升沿和下降沿的定时来检测检测图像的位置。微型计算机301对于获取边缘定时是高度准确的，并具有在几十纳秒数量级的时间分辨率。这对应于由利用就检测图像在光学传感器8上方经过的长度而言小于一微米的范围分辨率获取的调色剂形成的检测图像。而且，控制单元300从微型计算机301的通信接口(通信I/F)输出控制信号。控制信号由光学传感器8的串行通信I/F电路40接收，并且对应于该控制信号的设定值存储在寄存器400中。

从LED 2发射并反射离开中间转印带20的光照射光接收元件阵列100。光接收元件阵列100中的光接收元件各自将取决于接收到的光的量的电流输出到选择器开关单元200。选择器开关单元200将已从光接收元件输出的、由寄存器400中的设定信息指示的电流的总和输出到IV转换单元39，作为电流信号。IV转换单元39将输入的电流信号转换成电压信号。放大器单元30放大电压信号并输出放大的信号，作为检测信号。在下文中，光接收元件阵列100中的多个光接收元件当中由选择器开关单元200连接到IV转换单元39的一个或多个光接收元件被称为有效光接收元件。在本实施例的构造中，与典型的线传感器不同，只有有效光接收元件的输出被处理，并且因此简化了构造。

图2是光接收元件阵列100和选择器开关单元200的示例性构造。在图2的示例中，光接收元件阵列100包括16个光接收元件101至116。而且，选择器开关单元200包括分别对应于光接收元件的16个开关201至216。因此，选择器开关单元200是由硬件构造的开关。寄存器400存储开关201至216的多条选择信息。选择信息是指示选择器开关单元200中的每个开关是否向IV转换单元39输出对应光接收元件的输出的信息。注意，虽然在本实施例中光学传感器8从图像形成装置中的控制单元300获取选择信息，但是可以采用其中选择信息从外部装置获取的构造。如图2中所示，选择器开关单元200向IV转换单元39输出被输出到IV转换单元39的、来自光接收元件的电流的总和，作为电流Ia。注意，例如，未输出到IV转换单元39的光接收元件的输出被连接到接地。但是，可以采用其中未输出到IV转换单元39的光接收元件的输出被用于生成另一检测信号的构造。

在许多情况下，在图像形成装置中，光学传感器8必须被布置在与微型计算机301的位置不同的位置。因此，从成本和空间的观点出发，连接微型计算机301和光学传感器8的信号线的数目有可能是受限的。但是，由于在微型计算机301和光学传感器8之间采用串行通信，信号线的数目可被抑制到大约二至四条。而且，因为寄存器400和选择器开关单元200在光学传感器IC 10内部构造，所以光学传感器8可以大大小型化。

注意，虽然在图1中未示出，但是从光接收元件5输出并对应于接收到的光的量的电流在IV转换单元中被转换成电压，该电压被放大器单元放大，并且然后放大的电压被输出到微型计算机301，作为检测信号。检测信号到微型计算机301的输入构造可以类似于图1中从放大器单元30输出的检测信号的输入构造。即，控制单元300检测基于光接收元件5的检测信号的振幅、通过使用阈值二值化检测信号，并检测其边缘的定时。注意，其中基于光接收元件5的检测信号通过使用阈值被二值化并检测其边缘的定时的部分可以被省略。

在执行浓度校正控制的情况下，控制单元300例如在中间转印带20上利用每种颜色以多个浓度来形成检测图像。控制单元300通过使用基于光接收元件阵列100的检测信号与基于光接收元件5的检测信号之间的差异检测每个检测图像的浓度。每个检测图像的浓度可以由镜面反射光的量来确定。即，每个检测图像的浓度可以由对应于镜面反射光的量的检测信号的电平来确定。在这里，虽然光接收元件阵列100的每个光接收元件的反射光的主要成分是镜面反射光，但是反射光包括扩散反射光成分。因此，作为计算从基于光接收元件阵列100的检测信号减去基于光接收元件5的检测信号得到的差异的结果，包括在基于光接收元件阵列100的检测信号中的扩散反射光成分被抑制，并且可以准确地检测浓度。注意，一般而言，用于获得差异的处理是由微型计算机301中的数据处理执行的。而且，因为配准不良校正控制中的检测目标是相应颜色的图像之间的相对位置偏移，所以控制可以只对基于光接收元件阵列100的检测信号执行。即，基于光接收元件阵列100的检测信号通过阈值被二值化，检测图像的位置被确定，并且颜色之间的位置偏移可以被确定。但是，当二值化时检测信号的边缘位置可能由于包括在基于光接收元件阵列100的检测信号中的扩散反射光成分而改变。在这里，如果对于相应颜色的扩散反射光的量不同，则当检测信号被二值化时对于相应颜色边缘位置的变化不同，并且因此，检测配准不良量的准确度恶化。因而，类似于浓度的检测，构造可以使得检测图像的配准不良通过二值化基于光接收元件阵列100的检测信号与基于光接收元件5的检测信号之间的差异而获得。注意，例如，这种差异可以通过将基于光接收元件阵列100的检测信号和基于光接收元件5的检测信号输入由运算放大器构成的差分电路来获得。

接下来，将给出在配准不良校正控制和浓度校正控制中有效光接收元件的选择的描述。图6A至图6C是在副扫描方向上的光学传感器8的截面视图。中间转印带20的弯曲部分被定位成与光学传感器8相对。图6A示出了其中光学传感器8相对于中间转印带20附连在理想位置并且光学传感器8的构件附连到相应理想位置的情况。在这种情况下，在光接收元件阵列100中的光接收元件101至116当中，例如，位于中心部分的光接收元件107至110被选择作为有效光接收元件。在图6D中，图6A中的有效光接收元件由阴影部分A指示。图6A中的标号82和81分别指示入射在有效光接收元件上的镜面反射光和扩散反射光。

在图6A的示例中，有效光接收元件的数量被确定为使得当通过开口部分71时入射在有效光接收元件上的镜面反射光的在副扫描方向上的宽度小于开口部分71在副扫描方向上的宽度。在这种情况下，有效光接收元件接收的镜面反射光在中间转印带20上的宽度L1不取决于开口部分71在副扫描方向上的宽度。另一方面，扩散反射光82在中间转印带20上的宽度L2取决于连续有效光接收元件的数目和开口部分71在副扫描方向上的宽度。如上所述，有效光接收元件的数目被设置为使得光学传感器8在副扫描方向上接收的镜面反射光的宽度不取决于开口部分71。但是，如果开口部分71不存在，则扩散反射光不受限制，来自宽范围的扩散反射光入射在有效光接收元件上，并且因此，空间分辨率降低。因而，为了提高空间分辨率，需要缩窄开口部分71。即，开口部分71主要用于缩窄入射在有效光接收元件上的扩散反射光的宽度，即，例如，其在副扫描方向或主扫描方向上的宽度。注意，当开口部分71被缩窄时，如上所述，机械公差的变化的影响增加。

例如，如图6B中所示，考虑其中孔径光阑构件7在图中从理想位置向左偏移并且因此开口部分71从理想位置偏移的情况。由于开口部分71的位置从理想位置的偏移，照射光接收元件阵列100的镜面反射光的位置偏移。在这种情况下，如图6E中所示，光接收元件102至105被选择作为有效光接收元件，并且因此，孔径光阑构件7的位置偏移的影响可以被吸收。而且，图6C示出了其中整个光学传感器8在图中从理想位置向右偏移的情况。注意，光学传感器8内部的构件的位置关系处于理想的状态。在这种情况下，如图6F中所示，光接收元件108到111被选择作为有效光接收元件，并且因此，孔径光阑构件7的位置偏移的影响可以被吸收。

微型计算机301在寄存器400中设置选择信息，使得例如光接收元件101至116之一按顺序被选择，并且可以一个接一个地测量光接收元件101至116中每一个的接收的光的量。微型计算机301可以选择一个或多个有效光接收元件，以便基于测量结果校正机械偏移。

注意，在图6A至6C中，有效光接收元件接收的镜面反射光的反射区域在中间转印带20上的位置是彼此不同的。即，在本实施例中，光学传感器8等的附连位置的偏移通过改变中间转印带20上的反射位置而被吸收，这是在反射之后而不是反射之前通过开口部分限制光束路径的优点。

注意，虽然在本实施例中在中间转印带20上形成的检测图像被检测，但是构造可以使得在诸如纸张之类的记录介质上形成的检测图像被检测。而且，例如，存在其中在图像形成装置中用于指示参照位置的标记在中间转印带20的表面上预先形成，并且中间转印带20的参照位置基于标记被检测的情况。本实施例的光学传感器8还可以适用于参照标记的检测，并且由于高空间分辨率而可以使参照标记微小。此外，在图像形成装置中，记录材料等的输送定时需要被检测。需要使用具有高空间分辨率的光学传感器，以便提高输送定时的检测准确度。本实施例的光学传感器8还可以适用于诸如记录材料之类的输送对象的检测。

第二实施例

接下来，将描述第二实施例，重点放在与第一实施例的区别。图8是根据本实施例的光学传感器8的构造图。根据本实施例的光学传感器8在光学传感器IC 10上设置有两个光接收元件阵列100h和100i。光接收元件阵列100h和光接收元件阵列100i各自包括沿副扫描方向布置的多个光接收元件。注意，光接收元件阵列100h被布置成以便接收由LED 2发射并镜面反射的光，并且光接收元件阵列100i被布置成以便接收由LED 2发射并漫反射的光。即，在本实施例的光学传感器8中，第一实施例的光学传感器8的光接收元件5由光接收元件阵列100i代替。

图9是根据本实施例的光学传感器8的构造图。注意，与在图1中所示的第一实施例的光学传感器8中所描述的功能块类似的功能块的描述被省略。在本实施例中取决于接收到的光的量并从光接收元件阵列100h和100i中每个光接收元件输出的电流被输入到选择器开关单元200。选择器开关单元200对分别从光接收元件输出的每个电流执行开关，以便根据在寄存器400中设置的选择信息选择电流被输出到IV转换单元39a、电流被输出到IV转换单元39b以及电流既不输出到IV转换单元39a也不输出到IV转换单元39b之一。注意，一个光接收元件的输出目的地是一个，并且来自其的电流不同时输出到IV转换单元39a和IV转换单元39b。选择器开关单元200将来自被选择输出到IV转换单元39a的所有光接收元件的电流的总和输出到IV转换单元39a。而且，选择器开关单元200将来自被选择输出到IV转换单元39b的所有光接收元件的电流的总和输出到IV转换单元39b。IV转换单元39a和39b将电流信号转换为相应的电压信号，并且将电压信号分别输出到放大器单元30a和30b。放大器单元30a和30b各自放大输入电压信号，并且将放大的信号输出到微型计算机301，作为检测信号。注意，微型计算机301中检测信号的接收构造类似于第一实施例的接收构造。即，对于两个检测信号当中每一个，当检测信号利用阈值被二值化时，其振幅和边缘定时被检测。

图10是光接收元件阵列100h、光接收元件阵列100i和选择器开关单元200的示例性构造。在图10的示例中，光接收元件阵列100h包括16个光接收元件101h到116h，并且光接收元件阵列100i包括16个光接收元件101i至116i。而且，选择器开关单元200包括分别对应于光接收元件的32个开关201h至216h和201i至216i。寄存器400存储用于每个开关的选择信息。选择信息是用于每个开关指示开关将对应光接收元件的输出输出到IV转换单元39a或IV转换单元39b，或者开关不将输出输出到IV转换单元39a和39b中任一个的信息。如图10中所示，选择器开关单元200将输出到IV转换单元39a的来自相应光接收元件的电流的总和输出到IV转换单元39a作为电流Iap，并且将输出到IV转换单元39b的来自相应光接收元件的电流的总和输出到IV转换单元39b作为电流Ibp。注意，不输出到IV转换单元39a和IV转换单元39b中任一个的电流被引导到接地。作为替代，构造可以使得另一检测信号基于不输出到IV转换单元39a和39b中任一个的电流的一部分的总和而生成。

接下来，将描述根据本实施例的利用光学传感器8的浓度校正控制中对浓度的检测。微型计算机301基于来自在中间转印带20上形成的检测图像的镜面反射光的量确定检测图像的浓度。但是，由光接收元件阵列100h中每个光接收元件接收的反射光还包括扩散反射光。因而，包括在来自光接收元件阵列100h的检测信号中的扩散反射光成分需要被除去。出于这个原因，使用光接收元件阵列100i接收到的光的量。例如，如由图11中阴影部分A所示的，有效光接收元件被从光接收元件阵列100h选择，并且所选择的有效光接收元件的输出被连接到IV转换单元39a。而且，如由图11中阴影部分B所示的，类似地，有效光接收元件被从光接收元件阵列100i选择，并且所选择的有效光接收元件的输出被连接到IV转换单元39b。微型计算机301基于从光接收元件阵列100h中的有效光接收元件的输出生成的检测信号与从光接收元件阵列100i中的有效光接收元件的输出生成的检测信号之间的差异计算检测图像的浓度。在这里，信号S/N比可以通过将其中来自其的检测信号的振幅大的光接收元件设置为有效光接收元件而得到提高。

接下来，将描述利用本实施例的光学传感器8检测中间转印带20的表面速度的方法。首先，图12中所示的阴影部分100iA和阴影部分100iB被选择作为有效光接收元件。注意，由阴影部分100iA指示的有效光接收元件被连接到IV转换单元39a，并且由阴影部分100iB指示的有效光接收元件被连接到IV转换单元39b。在下文中，基于由阴影部分100iA指示的有效光接收元件的检测信号被称为检测信号A，并且基于由阴影部分100iB指示的有效光接收元件的检测信号被称为检测信号B。

如图13A中所示，检测目标20T提前在中间转印带20上形成。注意，检测目标20可以是调色剂图像，或者是以固定的方式设置的标记。如由图13A中的箭头X所示，检测目标20T在中间转印带20的表面的移动方向上移动。有效光接收元件100iA经由开口部分75从中间转印带20上的反射区域SA接收反射光，并且有效光接收元件100iB经由开口部分75从中间转印带20上的反射区域SB接收反射光。部分DL对应于反射区域SA的中心位置和反射区域SB的中心位置之间的距离。图13B中上面的图是利用阈值经受二值化的检测信号A的示例性波形，并且下面的图是利用阈值经受二值化的检测信号B的示例性波形。在图13B中，当检测到来自中间转印带20的表面的反射光时检测信号处于高电平，并且当接收到来自检测目标20T的反射光时检测信号处于低电平。检测目标20T在通过反射区域SB后通过反射区域SA。因此，基于检测信号A的检测目标20T的检测定时比基于检测信号B的检测目标20T的检测定时晚时间DT。因为部分DL的距离已经从所选择的有效光接收元件的位置关系得知，所以微型计算机301可以根据时间DT计算中间转印带20的速度。而且，通过重复速度的检测，中间转印带20的速度波动也可被检测。注意，例如，生成检测信号A的有效光接收元件和生成检测信号B的有效光接收元件也可以从不同的光接收元件阵列选择。但是，如本实施例中所示，作为从同一光接收元件阵列选择生成检测信号A的有效光接收元件和生成检测信号B的有效光接收元件的结果，在主扫描方向上的光条件得以维持，并且检测准确度增加。

在这里，中间转印带20的速度波动主要是由于中间转印带20的厚度波动(在下文中被称为厚度波动)和驱动中间转印带20的驱动辊的偏心(在下文中被称为辊偏心)造成的。图16B示出了由于厚度波动引起的速度波动，图16C示出了由于辊偏心引起的速度波动，并且图16A示出了由于厚度波动和辊偏心引起的两种类型的速度波动的总和。一般而言，由于辊偏心引起的速度波动大于由于厚度波动引起的速度波动。但是，由于辊偏心引起的速度波动引起的配准不良可以通过使感光构件之间的距离为驱动辊周长的整数倍来抵消。因此，如果由于厚度波动引起的速度波动被抑制，则由于中间转印带20的速度波动造成的配准不良可以被抑制。

为了抑制由于厚度波动引起的速度波动，例如，各自沿主扫描方向延伸的多条细线在中间转印带20上沿副扫描方向形成。注意，副扫描方向上的每条细线的宽度是可以由光学传感器8检测的宽度。中间转印带20的速度是利用每条细线作为检测目标20T获得的，并且因此获得中间转印带20的速度波动。通过获得以驱动辊周期为单位的检测到的速度波动的移动平均值，由于辊偏心引起的速度波动成分可以从检测到的速度波动中除去，并且因此由于厚度波动引起的速度波动可以被检测。作为基于检测到的由于厚度波动引起的速度波动对驱动中间转印带20的驱动马达执行反馈控制的结果，由于厚度波动引起的速度波动可以被抑制。因而，由于厚度波动引起的速度波动可以被抑制，并且因此由于厚度波动造成的配准不良可以被抑制。

注意，在根据本实施例的光学传感器8中，为一个光学传感器IC 10设置两个光接收元件阵列100h和100i。但是，如图14A和图14B中所示，构造可以使得使用各自包括一个光接收元件阵列的两个光学传感器IC。在图14A和图14B中，使用包括光接收元件阵列100s1的光学传感器IC 10s1和包括光接收元件阵列100s2的光学传感器IC 10s2。注意，图14A是透视图，并且图14B是在主扫描方向上的截面视图。应当注意的是，虽然在图8以及图14A和图14B中接收扩散反射光的光接收元件阵列被布置在LED 2一侧上比接收镜面反射光的光接收元件阵列更远，但是布置可以颠倒。

而且，中间转印带20的移动速度也可以通过镜面反射光而不是扩散反射光来检测。例如，如图15A和图15B中所示，相对于光接收元件阵列100h设置了两个开口部分71fa和71fb。如图15B中所示，已被镜面反射离开反射区域SA的反射光经由开口部分71fa被有效光接收元件100hA接收，并且已被镜面反射离开反射区域SB的反射光经由开口部分71fb被有效光接收元件100hB接收。注意，有效光接收元件100hA和100hB是光接收元件阵列100h中的光接收元件。目标20T在通过反射区域SA之后通过反射区域SB。因此，当检测目标20T时基于有效光接收元件100hA的检测信号的定时不同于当检测目标20T时基于有效光接收元件100hB的检测信号的定时。中间转印带20的速度可以根据检测信号的定时的差异以及距离DL获得。

第三实施例

接着，将描述本实施例，重点放在与第一实施例或第二实施例的区别。首先，将描述利用图3A和图3B以及图4中所示的第一实施例的光学传感器8在配准不良校正控制中检测配准不良量和在浓度校正控制中检测浓度的方法。配准不良量和浓度的检测是在检测图像通过中间转印带20上被LED 2照射的区域的同时利用光接收元件阵列100的输出执行的。在配准不良量检测中和浓度检测中被选择作为有效光接收元件的光接收元件分别由图17C和图17D中的阴影部分A示出。而且，图17A和图17B分别是在配准不良量检测中和在浓度检测中光学传感器8在副扫描方向上的截面视图。图17A中的区域11d是中间转印带20上由有效光接收元件接收的镜面反射光的反射区域，并且区域12d是中间转印带20上由有效光接收元件接收的扩散反射光的反射区域。类似地，图17B中的区域11e是中间转印带20上由有效光接收元件接收的镜面反射光的反射区域，并且区域12e是中间转印带20上由有效光接收元件接收的扩散反射光的反射区域。如根据图17A和图17B清楚的，因为当检测浓度时有效光接收元件的数目比检测色移量(color shift amount)时有效光接收元件的数量大，所以在副扫描方向上区域11e和12e分别比区域11d和12d大。

图18A示出了在配准不良量检测时的检测信号，并且图18B示出了在浓度检测时的检测信号。如图18A中所示，由于在检测配准不良量时的有效光接收元件的数目被设置为小，因此信号波形中的上升沿和下降沿可以被准确地检测。另一方面，在浓度检测时，由于将有效光接收元件的数目设置为大，因此分辨率降低、噪音的影响降低，并且用于浓度检测的模拟信号可以被准确地检测。

如上所述，由于利用开口部分71抑制扩散反射光的影响，并且通过改变有效光接收元件的数目来改变镜面反射光的反射区域的宽度，基于信号波形中边缘的配准不良量的检测和基于振幅的浓度的检测可以被准确地执行。注意，虽然在本实施例中配准不良量和浓度是利用镜面反射光成分检测的，但是可以采用其中配准不良量和浓度利用扩散反射光成分检测的构造。

第四实施例

在第二实施例中，如图11中所示，分别从光接收元件阵列100h和100i选择的有效光接收元件的数目在浓度校正控制中是相同的。但是，如将在本实施例中描述的，从光接收单元阵列100i选择的有效光接收元件的数目可以大于从光接收元件阵列100h选择的有效光接收元件的数目。在图19中，在图8所示的光学传感器8中，在浓度检测时被选择作为有效光接收元件的光接收元件被示为阴影部分。具体而言，一个检测信号通过选择光接收元件107h至109h作为有效光接收元件而生成。而且，一个检测信号通过选择光接收元件105i至111i作为有效光接收元件而生成。然后，基于这两个检测信号之间的差异检测浓度。一般而言，当从光接收单元阵列100h选择的有效光接收元件的数目与从光接收元件阵列100i选择的有效光接收元件的数目相同时，要从光接收元件阵列100i输出的扩散反射光的量变小。因而，通过设置光接收元件阵列100i中有效光接收元件的数目大于光接收元件阵列100h中有效光接收元件的数目，浓度检测可以被准确地执行。

注意，在图19的示例中，光接收元件阵列100h中有效光接收元件的中心在副扫描方向上匹配光接收元件阵列100i中有效光接收元件的中心。但是，如图20中所示，在其中照射光学传感器8的平坦表面的镜面反射光的位置由于机械变化而偏移的情况下，光接收元件阵列100h中的有效光接收元件的中心可以不同于光接收元件阵列100i中的有效光接收元件的中心。作为设置有效果光接收元件以便接收必要的光量的结果，光量的变化可以被更准确地检测。

而且，当检测中间转印带20的速度时光接收元件阵列100h和100i中的有效光接收元件由图21A和图21B中的阴影部分示出。如图21A中所示，当使用镜面反射光时，光接收元件102h、103h、114h和115h被设置为有效光接收元件。如图21B中所示，当使用扩散反射光时，光接收元件102i至105i和112i至115i被设置为有效光接收元件。与其中利用镜面反射光检测速度的情况相比，在其中利用扩散反射光检测速度的情况下，有效光接收元件的数目增加，并且因此更大量的漫反射光可以被接收，并且速度检测通过获得足量的光而成为可能。根据条件的光量可以通过改变有效光接收元件的设置来检测，并且更通用的系统可以利用简单的构造形成。

其它实施例

本发明的实施例也可以由系统或装置的计算机实现，该计算机读出并执行记录在存储介质(其也可以被更完整地称为“非临时性计算机可读存储介质”)上的计算机可执行指令(例如，一个或多个程序)，以执行上述实施例中的一个或多个实施例的功能，和/或计算机包括用于执行上述实施例中的一个或多个实施例的功能的一个或多个电路(例如，专用集成电路(ASIC))，并且由系统或装置的计算机通过例如从存储介质中读出并执行计算机可执行指令以便执行上述实施例之中的一个或多个实施例的功能和/或控制一个或多个电路以执行上述实施例之中的一个或多个实施例的功能所执行的方法来实现。计算机可以包括一个或多个处理器(例如，中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU))并且可以包括独立计算机或独立处理器的网络来读出和执行计算机可执行指令。计算机可执行指令可以从例如网络或存储介质提供给计算机。存储介质可以包括例如硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、分布式计算系统的储存器、光盘(诸如压缩盘(CD)、数字多样化盘(DVD)或蓝光盘(BD)^TM)、闪存存储器设备、存储卡等等当中的一种或多种。

其它实施例

本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或装置，该系统或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。

虽然本发明已经参照示例性实施例进行了描述，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围应被赋予最广泛的解释，以便涵盖所有此类修改及等同结构和功能。

Claims (22)

1.一种图像形成装置，其特征在于，所述图像形成装置包括：

光发射单元，被配置成朝图像载体或记录介质发射光；

第一光接收单元，其包括沿作为在图像载体或记录介质上形成的目标的移动方向的第一方向布置的多个第一光接收元件，并被布置成以便接收从光发射单元发射并镜面反射离开图像载体或记录介质的光；

第二光接收单元，在不同于第一方向的第二方向上布置在与第一光接收单元不同的位置，并且包括沿第一方向布置的多个第二光接收元件，并且被布置成以便接收从光发射单元发出并从图像载体或记录介质反射的光；

孔径光阑构件，被配置成限制在第一方向上入射在第一光接收单元和第二光接收单元上的扩散反射光的尺寸；

选择单元，被配置成选择第一光接收单元中的所述多个第一光接收元件中的每一个是否是第一有效光接收元件并且选择第二光接收单元中的所述多个第二光接收元件中的每一个是否是第二有效光接收元件；

生成单元，被配置成根据由选择单元选择的第一有效光接收元件的输出生成第一检测信号，并且根据由选择单元选择的第二有效光接收元件的输出生成第二检测信号；以及

检测单元，被配置成基于第一检测信号和第二检测信号检测在图像载体或记录介质上形成的目标。

2.如权利要求1所述的图像形成装置，还包括存储单元，被配置成存储指示第一光接收单元中要被选择作为第一有效光接收元件的第一光接收元件以及第二光接收单元中要被选择作为第二有效光接收元件的第二光接收元件的选择信息，

其中选择单元还被配置成基于选择信息选择第一有效光接收元件和第二有效光接收元件。

3.如权利要求2所述的图像形成装置，还包括控制单元，被配置成在存储单元中存储选择信息。

4.如权利要求1所述的图像形成装置，其中第一有效光接收元件选自在第一光接收单元中的所述多个第一光接收元件中利用镜面反射光照射的第一光接收元件。

5.如权利要求1所述的图像形成装置，还包括形成单元，被配置成在图像载体或记录介质上形成图像，

其中目标是图像，以及

检测单元还被配置成基于第一检测信号检测图像的位置或浓度。

6.如权利要求5所述的图像形成装置，其中选择单元还被配置成使得当基于第一检测信号检测图像的浓度时的第一有效光接收元件的数目大于当基于第一检测信号检测图像的位置时的第一有效光接收元件的数目。

7.如权利要求1所述的图像形成装置，

其中检测单元还被配置成基于从至少两个不同的第一有效光接收元件输出或从至少两个不同的第二有效光接收元件输出的两个信号之间的差异来检测图像载体或记录介质的移动速度。

8.如权利要求1所述的图像形成装置，还包括：

形成单元，被配置成在图像载体或记录介质上形成图像；

其中目标是图像，并且

检测单元还被配置成基于第一检测信号和第二检测信号检测图像的位置或浓度。

9.如权利要求8所述的图像形成装置，其中在检测单元检测图像的浓度的情况下，选择单元从第一光接收单元中的所述多个第一光接收元件选择第一有效光接收元件，并且从第二光接收单元中的所述多个第二光接收元件选择第二有效光接收元件。

10.如权利要求9所述的图像形成装置，其中在检测单元检测图像的浓度的情况下，由选择单元选择的第二有效光接收元件的数目等于或大于由选择单元选择的第一有效光接收元件的数目。

11.如权利要求1所述的图像形成装置，其中第一光接收单元和第二光接收单元沿与第一方向正交的方向布置。

12.如权利要求1所述的图像形成装置，其中选择单元由硬件构造。

13.一种光学传感器，其特征在于，所述光学传感器包括：

光发射单元，被配置成朝在第一方向上移动的目标发射光；

第一光接收单元，其包括沿第一方向布置的多个第一光接收元件，并被布置成以便接收从光发射单元发射并反射离开目标的光；

第二光接收单元，在不同于第一方向的第二方向上布置在与第一光接收单元不同的位置，并且包括沿第一方向布置的多个第二光接收元件，并且被布置成以便接收从光发射单元发出并从图像载体或记录介质反射的光；

孔径光阑构件，被配置成限制在第一方向上入射在第一光接收单元和第二光接收单元上的反射光的尺寸；

选择单元，被配置成选择第一光接收单元中的所述多个第一光接收元件中的每一个是否是第一有效光接收元件并且选择第二光接收单元中的所述多个第二光接收元件中的每一个是否是第二有效光接收元件；

生成单元，被配置成根据由选择单元选择的第一有效光接收元件的输出生成第一检测信号，并且根据由选择单元选择的第二有效光接收元件的输出生成第二检测信号；以及

输出单元，被配置成输出第一检测信号和第二检测信号。

14.如权利要求13所述的光学传感器，还包括存储单元，被配置成存储指示第一光接收单元中要被选择作为第一有效光接收元件的第一光接收元件以及第二光接收单元中要被选择作为第二有效光接收元件的第二光接收元件的选择信息，

其中选择单元还被配置成基于选择信息选择第一有效光接收元件和第二有效光接收元件。

15.如权利要求14所述的光学传感器，还包括通信单元，被配置成与外部装置通信，

其中要存储在存储单元中的选择信息是从外部装置获取的。

16.如权利要求13所述的光学传感器，

其中第一光接收单元被布置成以便接收从光发射单元发射并镜面反射离开目标的光，

其中第一有效光接收元件选自在第一光接收单元中的由镜面反射光照射的第一光接收元件。

17.如权利要求13所述的光学传感器，

其中，第二光接收单元被布置成接收从光发射单元发射并从目标散射反射的光，

其中第二有效光接收元件选自在第二光接收单元中的由散射反射光照射的第二光接收元件。

18.如权利要求13所述的光学传感器，

其中输出单元向图像形成装置输出第一检测信号和第二检测信号，以及

图像形成装置还被配置成基于第一检测信号和第二检测信号检测目标的位置或浓度。

19.如权利要求18所述的光学传感器，其中选择单元还被配置成，在图像形成装置检测目标的浓度的情况下，从第一光接收单元中的所述多个第一光接收元件选择第一有效光接收元件，并且从第二光接收单元中的所述多个第二光接收元件选择第二有效光接收元件。

20.如权利要求18所述的光学传感器，

其中图像形成装置被配置成基于从至少两个不同的第一有效光接收元件输出或从至少两个不同的第二有效光接收元件输出的两个信号之间的差异检测目标的移动速度。

21.如权利要求17所述的光学传感器，其中第一光接收单元和第二光接收单元沿与第一方向正交的方向布置。

22.如权利要求13所述的光学传感器，其中选择单元由硬件构造。

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