(57)【要約】【課題】転写体の表面状態の変化に応じて最適な方法で色ずれ検出用のパターン画像を検出できる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、中間転写ベルト５に形成された画像を検出する光学センサ７を備える。光学センサ７は、基板２０１に第１ＬＥＤ７０１、第２ＬＥＤ７０２、第１ＰＤ７１１、及び第２ＰＤ７１２を備える。第１ＰＤ７１１は、第２ＬＥＤ７０２から出射された光の乱反射光を受光することができる位置に配置される。第２ＰＤ７１２は、第２ＬＥＤ７０２から出射された光の乱反射光を受光することができる位置に配置される。画像形成装置は、中間転写ベルト５の表面状態を判断し、表面が粗れていない場合に第１ＰＤ７１１の検出結果により色ずれ量を検出し、表面が粗れている場合に第２ＰＤ７１２の検出結果により色ずれ量を検出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる色の画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段により形成された前記画像が転写される転写体と、
前記画像を前記転写体からシートへ転写する転写部と、
前記転写体に形成された前記異なる色の検出用画像からの反射光を検出するセンサと、
前記画像形成手段によって前記転写体に前記検出用画像を形成し、前記センサによって前記検出用画像からの反射光を検出し、前記異なる色の前記検出用画像の色ずれを前記センサによる前記反射光の検出結果に基づいて取得し、前記画像形成手段により形成される前記異なる色の前記画像の相対位置を前記色ずれに基づいて制御する制御手段と、を備え、
前記センサは、所定の入射角において前記検出用画像を照射するための光を発する発光素子、前記発光素子からの光が前記検出用画像に照射され、前記検出用画像からの乱反射光を第１の反射角において受光する位置に配置された第１受光素子、及び前記発光素子からの光が前記検出用画像に照射され、前記検出用画像からの乱反射光を第２の反射角において受光する位置に配置された第２受光素子を有し、
前記第１の反射角は前記所定の入射角よりも小さく、
前記第２の反射角は前記第１の反射角よりも小さく、
前記制御手段は、前記転写体の状態に基づき、前記第１受光素子と前記第２受光素子とから前記色ずれを検出するために用いる受光素子を選択することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記センサによって前記転写体からの反射光を検出し、前記第１受光素子と前記第２受光素子とから前記色ずれを検出するために用いる受光素子を、前記転写体からの反射光の検出結果に基づいて選択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】
前記制御手段は、前記発光素子を発光させ、前記第１受光素子による前記転写体からの反射光の受光結果を取得し、前記色ずれを検出するために用いる前記受光素子を、前記第１受光素子による前記転写体からの反射光の前記受光結果に基づいて選択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４】
前記制御手段は、前記発光素子を発光させ、前記第１受光素子による前記転写体からの反射光の受光結果に対応する信号値を取得し、前記信号値が参照値未満ならば前記第１受光素子を選択することを特徴とする、
請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記発光素子を発光させ、前記第１受光素子による前記転写体からの反射光の受光結果に対応する信号値を取得し、前記信号値が参照値以上ならば前記第２受光素子を選択することを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記センサは、前記転写体に光を照射する他の発光素子をさらに備えており、
前記第１受光素子は、前記他の発光素子から出射された光の正反射光を受光することができる位置に配置されることを特徴とする、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記センサは、前記転写体に光を照射する他の発光素子をさらに備えており、
前記制御手段は、前記他の発光素子を発光させ、前記第１受光素子による前記転写体からの反射光の受光結果に対応する信号値を取得し、前記信号値が所定値以上ならば、前記画像形成手段に他の検出用画像を形成させ、前記他の発光素子を発光させ、前記第１受光素子による前記他の検出用画像からの反射光の受光結果を取得し、前記色ずれを前記第１受光素子による前記他の検出用画像からの反射光の受光結果に基づいて取得することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の発光素子と複数の発光素子から出射された光の反射光を受光する複数の受光素子とを有する光学センサを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を、それぞれ、帯電、露光、現像、転写という電子写真プロセスを経てシートに形成する。この画像の濃度は、画像形成装置の温度や湿度、画像形成装置による印刷枚数、及び画像形成装置の稼働時間によって変動してしまう。そこで、画像形成装置は、シートと異なる像担持体に画像濃度検出用のテスト画像を形成し、画像形成装置が有する光学センサによって画像濃度検出用のテスト画像を検出し、検出結果に基づいて濃度を調整する。
【０００３】
また、画像形成装置は、異なる色の画像を重ねて混色の画像を形成する。そのため、イエローの画像、マゼンタの画像、シアンの画像、及びブラックの画像の画像形成位置にずれが生じると、混色の画像の色味が所望の色味とならない。これは「色ずれ」と呼ばれている。色ずれも、前述の画像の濃度と同様に、画像形成装置の温度や湿度、画像形成装置の印刷枚数、及び画像形成装置の稼働時間によって変動することが知られている。そこで、画像形成装置は、カラー画像の色味が変化してしまう前に、色ずれ検出用のパターン画像を像担持体に形成し、光学センサによって色ずれ検出用のパターン画像を検出し、各色の画像形成位置を検出された色ずれ量に基づいて調整する。
【０００４】
画像形成装置が有する光学センサは、発光部と、像担持体上の検出用画像（テスト画像、パターン画像）からの反射光を受光する受光部とを備える。光学センサが検出用画像を検出する方式には、検出用画像からの正反射光を検出する正反射光方式と、検出用画像からの乱反射光を検出する乱反射光方式（拡散反射光方式）と、がある。
【０００５】
特許文献１には、色ずれ検出用のパターン画像の位置を高精度に検出する方法が開示される。この方法は、パターン画像の端部の角度と光学センサの検出領域の端部の角度とを合わせ、さらに光学センサの検出領域の幅と検出用画像の幅とを同じにする。これにより、検出結果である信号の波形が三角波になり、立ち上がりと立下がりのエッジが最も急峻になる。このような信号は、ノイズの影響を受けにくく、パターン画像の位置の高精度な検出を可能とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１２０２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電子写真方式の画像形成装置は、複数の感光体に各色の画像を形成し、各感光体から転写体に各色の画像を重畳するように転写することで混色の画像を形成する。転写体上の画像がシートに転写されることで、シートに画像が形成される。画像形成装置は、様々な材質のシートへの画像形成に対応する必要がある。そのために転写体は、表面に弾性層や別材質のコート層が設けられる。これにより良質な画像形成が実現される。また、転写体は、交換コストの上昇を抑制するために、高寿命化が求められている。転写体は、高寿命化すると、表面が劣化して反射配光特性が変化する。これは、位置検出の誤差の増加に影響する。
【０００８】
具体的には、転写体の表面は、経時変化により粗さやグロス等の表面状態が変化する。転写体の表面状態は、画像形成の枚数、トナーデューティ（duty）、使用環境等に影響される。これにより光学センサによる検出結果である検出信号の波形は、理想的な二等辺三角形にならずに歪みが生じる。図２０は、このような検出波形の歪みの説明図である。画像形成装置は、このような検出信号の波形と所定の閾値との交点の中点を重心として導出する。導出した重心が色ずれ検出用のパターン画像の位置となる。検出信号の波形が歪むことにより、パターン画像の位置に誤差δのずれが生じる。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、転写体の表面状態の変化に応じて最適な方法で色ずれ検出用のパターン画像を検出できる画像形成装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の画像形成装置は、異なる色の画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により形成された前記画像が転写される転写体と、前記画像を前記転写体からシートへ転写する転写部と、前記転写体に形成された前記異なる色の検出用画像からの反射光を検出するセンサと、前記画像形成手段によって前記転写体に前記検出用画像を形成し、前記センサによって前記検出用画像からの反射光を検出し、前記異なる色の前記検出用画像の色ずれを前記センサによる前記反射光の検出結果に基づいて取得し、前記画像形成手段により形成される前記異なる色の前記画像の相対位置を前記色ずれに基づいて制御する制御手段と、を備え、前記センサは、所定の入射角において前記検出用画像を照射するための光を発する発光素子、前記発光素子からの光が前記検出用画像に照射され、前記検出用画像からの乱反射光を第１の反射角において受光する位置に配置された第１受光素子、及び前記発光素子からの光が前記検出用画像に照射され、前記検出用画像からの乱反射光を第２の反射角において受光する位置に配置された第２受光素子を有し、前記第１の反射角は前記所定の入射角よりも小さく、前記第２の反射角は前記第１の反射角よりも小さく、前記制御手段は、前記転写体の状態に基づき、前記第１受光素子と前記第２受光素子とから前記色ずれを検出するために用いる受光素子を選択することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、転写体の表面状態の変化に応じて最適な発光素子と受光素子との組み合わせで検出用画像を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像形成装置の概略断面図。
【図２】光学センサの要部概略図。
【図３】砲弾型素子を有する光学センサの要部概略図。
【図４】画像形成装置の制御ブロック図。
【図５】第１パターン画像の説明図。
【図６】第１パターン画像の検出結果に対応するアナログ信号の例示図。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、第２パターン画像の説明図。
【図８】第１パターン画像の検出結果に対応するアナログ信号の例示図。
【図９】第２パターン画像の検出結果に対応するアナログ信号の例示図。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は、画像濃度検出用のテスト画像の説明図。
【図１１】第１テスト画像の検出結果に対応するアナログ信号の例示図。
【図１２】第２テスト画像の検出結果に対応するアナログ信号の例示図。
【図１３】光学センサの受光面の説明図。
【図１４】（ａ）は第１ＰＤの検出状態の説明図、（ｂ）はアナログ信号の説明図。
【図１５】（ａ）、（ｂ）は、反射特性の変化の説明図。
【図１６】検出波形の歪みの説明図。
【図１７】第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤの検出波形の例示図。
【図１８】色ずれ検出処理を表すフローチャート。
【図１９】画像濃度検出処理を表すフローチャート。
【図２０】検出波形の歪みの説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
（全体構成）
図１は、本実施形態の画像形成装置１００の概略断面図である。画像形成装置１００は、画像形成部１０、中間転写ベルト５、ベルト支持ローラ３、転写ローラ４、及び定着器１７を備える。画像形成部１０は、感光ドラム１ａ〜１ｄ、帯電器２ａ〜２ｄ、露光器１５ａ〜１５ｄ、及び現像器１６ａ〜１６ｄを備え、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）のトナー像を形成する。なお、符号末尾の「ａ」は、イエローの画像を形成するための構成を表す。符号末尾の「ｂ」は、シアンの画像を形成するための構成を表す。符号末尾の「ｃ」は、マゼンタの画像を形成するための構成を表す。符号末尾の「ｄ」は、ブラックの画像を形成するための構成を表す。
【００１５】
感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは矢印Ａ方向へ回転する。感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、その表面に感光層を有する感光体として機能する。帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの表面を一様に帯電する。露光器１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄにより帯電された感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの表面をレーザ光により露光する。露光器１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄから出射されたレーザ光が感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを走査することによって、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの表面に静電潜像が形成される。現像器１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄは、静電潜像をトナー（現像剤）により現像して、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに各色のトナー像を形成する。
【００１６】
中間転写ベルト５は、駆動ローラやベルト支持ローラ３を含む複数のローラに掛け回されている。中間転写ベルト５には画像形成部１０により形成されたトナー像が転写される。中間転写ベルト５はトナー像を担持して搬送する像担持体として機能する。また、中間転写ベルト５はトナー像が転写される中間転写体としても機能する。中間転写ベルト５は、中間転写ベルト５の駆動ローラが回転することによって矢印Ｂ方向へ回転する。感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに形成された各色のトナー像は、像担持体である中間転写ベルト５に順次重ねて転写される。これにより中間転写ベルト５には、フルカラーのトナー像６が形成される。
【００１７】
転写ローラ４は、中間転写ベルト５に対してベルト支持ローラ３の反対側に配置されている。転写ローラ４が中間転写ベルト５を押圧することによって形成されるニップ部Ｎは転写部と呼ばれる。中間転写ベルト５が回転することで、トナー像６はニップ部Ｎに搬送される。シートは搬送ローラによりニップ部Ｎへと搬送される。転写ローラ４は、シートがニップ部Ｎを通過する際に、中間転写ベルト５上のトナー像をシートに転写する。トナー像６が転写されたシートは、搬送ベルト１２により定着器１７へ搬送される。定着器１７はヒータ１７１を備える。定着器１７は、ヒータ１７１によりシートに転写されたトナー像を加熱し、ローラで加圧することで、トナー像をシートに定着させる。その後、シートは、画像形成装置１００のトレイ（不図示）へ排出される。以上により、画像形成装置１００による画像形成処理が終了する。
【００１８】
中間転写ベルト５の搬送方向（Ｂ方向）で感光ドラム１ｄの下流側には光学センサ７が配置されている。光学センサ７は、画像形成条件を設定するために中間転写ベルト５に形成された検出用画像を検出する。検出用画像は、例えば、色ずれ検出用のパターン画像と画像濃度検出用のテスト画像とである。パターン画像の検出結果は色ずれ補正に用いられる色ずれ量を検出するために用いられる。テスト画像の検出結果は、画像濃度補正に用いられる補正量を決定するために用いられる。
【００１９】
各感光ドラム１ａ〜１ｄから中間転写ベルト５に転写された各色のトナー像は、中間転写ベルト５上の転写位置にずれが生じることがある。これは、露光器１５ａ〜１５ｄの温度上昇によって生じることが知られている。転写位置のズレは、フルカラーの画像の色合いや色調を変化させてしまう。そこで、画像形成装置１００は、色ずれ量を検出するためのパターン画像を光学センサ７によって読み取り、検出された色ずれ量に基づいて露光器１５ａ〜１５ｃの露光タイミング等の画像形成条件を制御して画像形成位置を補正する。
【００２０】
また、画像形成装置１００は、使用環境（温湿度）や印刷枚数の増加が原因で、形成する画像の濃度が変動してしまう。そこで画像形成装置１００は、テスト画像を光学センサ７により検出し、画像形成条件をテスト画像の検出結果に基づいて制御する画像濃度補正を行う。ここで、画像形成条件は、例えば、露光器１５ａ〜１５ｄが出射するレーザ光の強度、現像器１６ａ〜１６ｄに印加される現像バイアス、帯電器２ａ〜２ｄに印加される帯電バイアス、転写ローラ４に印加される転写バイアスを含む。画像形成装置１００は、画像濃度を補正するために、複数の画像形成条件を制御してもよく、或いは、特定の画像形成条件のみを制御してもよい。
【００２１】
（光学センサ）
図２は、光学センサ７の説明図である。光学センサ７は、２つの発光素子と２つの受光素子とを備える。本実施形態の光学センサ７は、発光素子として２つのＬＥＤ（Light Emitting Diode）（第１ＬＥＤ７０１及び第２ＬＥＤ７０２）を備える。光学センサ７は、受光素子として２つのＰＤ（Photodiode）（第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２）を備える。第１ＬＥＤ７０１、第２ＬＥＤ７０２、第１ＰＤ７１１、及び第２ＰＤ７１２は、同一の基板２０１の所定面（取り付け面）上に所定方向に並んで配置され、ダイボンディング及びワイヤボンディングによって接着される。
【００２２】
基板２０１は、例えばプリント基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）であるが、これに限定されない。第１ＬＥＤ７０１、第２ＬＥＤ７０２、第１ＰＤ７１１、及び第２ＰＤ７１２は、不図示の電源回路や検出回路等に、例えば基板２０１を介して電気的に接続されている。
【００２３】
第１ＬＥＤ７０１は測定対象（中間転写ベルト５の表面又は中間転写ベルト５上の検出用画像）へ向けて光を出射する。第１ＰＤ７１１は、第１ＬＥＤ７０１が発光した場合に、測定対象からの正反射光が受光可能な位置に配置されている。ここで、図２の点Ｐは、第１ＬＥＤ７０１から中間転写ベルト５へ照射された光が反射される位置を示している。即ち、第１ＬＥＤ７０１から照射された光が点Ｐで正反射（入射角と反射角とが等しい）して、その反射光が第１ＰＤ７１１に受光されるように、第１ＬＥＤ７０１と第１ＰＤ７１１とが配置される。
【００２４】
第２ＬＥＤ７０２は、測定対象に照射した光の正反射光が第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２のいずれにも受光されない位置に配置される。即ち、中間転写ベルト５で第２ＬＥＤ７０２から照射された光が正反射しても、その反射光が第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２に受光されないように、第２ＬＥＤ７０２が配置される。また、第２ＬＥＤ７０２から照射された光が検出用画像により正反射されても、検出用画像からの正反射光は第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２に受光されない。第２ＬＥＤ７０２は、測定対象に照射した光の乱反射光が第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２に受光される位置に配置される。第１ＬＥＤ７０１と第２ＬＥＤ７０２とは、中間転写ベルト５上の異なる位置を照射するように配置される。
【００２５】
第１ＰＤ７１１は、第１ＬＥＤ７０１から測定対象に照射された光の正反射光及び第２ＬＥＤ７０２から測定対象に照射された光の乱反射光を受光することができる位置に配置される。第２ＰＤ７１２は、第２ＬＥＤ７０２から測定対象に照射された光の乱反射光を受光することができ、第１ＰＤ７１１とは異なる位置に配置される。第２ＰＤ７１２は、第１ＬＥＤ７０１から測定対象に照射された光の正反射光を受光する位置には配置されない。第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２は、第２ＬＥＤ７０２から測定対象に照射された光の正反射光を受光する位置には配置されない。
【００２６】
基板２０１はハウジング２０３に取り付けられている。ハウジング２０３は、第１ＬＥＤ７０１及び第２ＬＥＤ７０２から出射された光が効率的に測定対象を照射するように、照射光をガイドする導光路を有する。また、ハウジング２０３は、第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２が測定対象からの反射光を効率的に受光するように、反射光をガイドする導光路を有する。
【００２７】
即ち、ハウジング２０３内に形成された導光路によって、第１ＬＥＤ７０１から出射された光は光軸（図中一点破線）の方向に進み、測定対象を照射する。測定対象からの正反射光は、光軸（図中一点破線）の方向に進み、ハウジング２０３内に形成された導光路によって第１ＰＤ７１１に到達する。第２ＬＥＤ７０２から出射された光は、ハウジング２０３内の導光路によって光軸（図中一点破線）の方向に進み、測定対象を照射する。
【００２８】
第２ＬＥＤ７０２が発光する場合、第１ＰＤ７１１は測定対象からの乱反射光を、ハウジング２０３内に形成された導光路を介して受光する。第２ＬＥＤ７０２が発光する場合、第２ＰＤ７１２は測定対象からの乱反射光を、ハウジング２０３内に形成された導光路を介して受光する。第１ＬＥＤ７０１が発光する場合、第１ＰＤ７１１は測定対象からの正反射光を、ハウジング２０３内に形成された導光路を介して受光する。
【００２９】
画像形成装置１００は、正反射光の受光結果に基づいて色ずれを検出する場合、第１ＬＥＤ７０１を発光させることで、中間転写ベルト５上のパターン画像からの正反射光を第１ＰＤ７１１に受光させる。これは、「正反射色ずれ検出」と呼ばれる。画像形成装置１００は、正反射光の受光結果に基づいて画像濃度を検出する場合、第１ＬＥＤ７０１を発光させることで、中間転写ベルト５上のテスト画像からの正反射光を第１ＰＤ７１１に受光させる。これは、「正反射濃度検出」と呼ばれる。
【００３０】
画像形成装置１００は、乱反射光の受光結果に基づいて色ずれを検出する場合、第２ＬＥＤ７０２を発光させることで、中間転写ベルト５上のパターン画像からの乱反射光を第１ＰＤ７１１に受光させる。これは、「乱反射色ずれ検出」と呼ばれる。画像形成装置１００は、乱反射光の受光結果に基づいて画像濃度を検出する場合、第２ＬＥＤ７０２を発光させることで、中間転写ベルト５上のテスト画像からの乱反射光を第２ＰＤ７１２に受光させる。これは、「乱反射濃度検出」と呼ばれる。
【００３１】
第１ＬＥＤ７０１、第２ＬＥＤ７０２、第１ＰＤ７１１、及び第２ＰＤ７１２は、同一の基板２０１に実装されるため、各素子を中間転写ベルト５に対して略平行に取り付けることができる。そのため、例えばリードピン付きの砲弾型素子で構成する場合よりも、光軸中心点Ｐからの光軸のずれを抑制することができる。さらに、第１ＬＥＤ７０１、第２ＬＥＤ７０２、第１ＰＤ７１１、及び第２ＰＤ７１２は、ダイボンディング及びワイヤボンディングによって基板２０１に接着されるため、素子間隔を狭くすることができる。そのため、光学センサ７の全体のサイズを小型化することができる。例えば、結晶成長によって製造された一般的な素子（チップ）の寸法が３［ｍｍ］×２［ｍｍ］×１［ｍｍ］程度なのに対し、砲弾型素子の寸法はリードピンを除いても５［ｍｍ］×１０［ｍｍ］×５［ｍｍ］程度である。そのため、素子がダイボンディング及びワイヤボンディングによって基板に接着された光学センサ７は部品体積を大幅に小型化でき、光学センサ７自体も小型化できる。
【００３２】
ここで、比較例として砲弾型素子を有する光学センサについて説明する。図３は、砲弾型素子を有する光学センサの説明図である。発光素子１６１、１６２と受光素子１６３、１６４との位置関係を図２と同様の関係（照射角、受光角）で実現する場合、発光素子１６１と受光素子１６３とを近づける必要がある。図３（ｂ）は、この場合の構成例である。発光素子１６１と受光素子１６３とを中間転写ベルト５に対して図２と同様な位置関係にした場合、発光素子１６１と受光素子１６３とが接近しすぎる。この結果、基板１６５に設けられたハウジング１６６の遮光壁としての機能が阻害される。そこで、遮光壁に発光素子１６１、１６２や受光素子１６３、１６４が干渉しないように、図３（ａ）のように各素子の間隔を広げる必要があるが、この場合、光学センサが大型化する。
【００３３】
上記の通り本実施形態の光学センサ７は、発光部及び受光部がダイボンディング及びワイヤボンディングによって基板に接着されている。第１ＬＥＤ７０１、第２ＬＥＤ７０２、第１ＰＤ７１１、及び第２ＰＤ７１２はダイボンディング及びワイヤボンディングによって基板に接着されているために、素子と素子との距離を短くできる。これによって、光学センサ７は、砲弾型素子を有する光学センサ（図３）よりも小型化できる。また、光学センサ７は、第１ＬＥＤ７０１と第１ＰＤ７１１との距離を短くできるので、設計自由度も高くなる。そのため、光学センサ７によれば、測定対象からの正反射光と乱反射光とを検出するのに適した位置関係となるように第１ＬＥＤ７０１、第２ＬＥＤ７０２、第１ＰＤ７１１、及び第２ＰＤ７１２を配置することができる。特に、発光素子を兼用したり、受光素子を兼用する光学センサ７においては、従来の砲弾型素子を備えた光学センサよりも、高精度に検出用画像からの正反射光と乱反射光とを検出することができる。
【００３４】
（コントローラ）
以下、本実施形態の画像形成装置１００の説明に戻る。図４は、画像形成装置１００を制御するためのコントローラの構成例示図である。コントローラ４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０９、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１１、及び画像形成制御部１０１を備える。ＣＰＵ１０９は、Ａ／Ｄコンバータ１１０を含む。ＣＰＵ１０９は、ＲＯＭ１１１に格納されるコンピュータプログラムを実行することで、画像形成装置１００の動作を制御する。ＲＯＭ１１１は、コンピュータプログラムの他に、後述する色ずれ検出用のパターン画像を形成するために用いるパターン画像データ、及び画像濃度検出用のテスト画像を形成するために用いるテスト画像データを格納する。
【００３５】
画像形成制御部１０１は、露光器制御部１１２、現像器制御部１１３、感光ドラム制御部１１４、及び中間転写ベルト駆動部１１５を備える。露光器制御部１１２は、露光器１５ａ〜１５ｄから出射されるレーザ光の強度や発光タイミングを制御する。現像器制御部１１３は、現像器１６ａ〜１６ｄが備える現像ローラを回転するためのモータを制御する。感光ドラム制御部１１４は、感光ドラム１ａ〜１ｄを回転させるためのモータを制御する。中間転写ベルト駆動部１１５は、中間転写ベルト５を回転させるためのモータを制御する。
【００３６】
コントローラ４０は、コンピュータプログラムの実行により実現される他に、ディスクリート品やワンチップの半導体製品により実現さてもよい。ワンチップの半導体製品には、例えばＭＰＵ（Micro-Processing Unit）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＳＯＣ（System-On-a-Chip）がある。
【００３７】
ＣＰＵ１０９は、光学センサ７を制御して、第１ＬＥＤ７０１、第２ＬＥＤ７０２を個別に発光（点灯）させる。光学センサ７は、測定対象による反射光を第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２で受光する。第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２は、受光した反射光を電圧変換して生成したアナログ信号を、検出結果として出力する。ＣＰＵ１０９は、第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２から出力されたアナログ信号を、Ａ／Ｄコンバータ１１０を介して取得する。ＣＰＵ１０９は、Ａ／Ｄコンバータ１１０によってアナログ信号から変換されたデジタル信号を、不図示のメモリに記憶する。
【００３８】
ＣＰＵ１０９は、画像形成制御部１０１により、露光器１５ａ〜１５ｄ、現像器１６ａ〜１６ｄ、及び感光ドラム１ａ〜１ｄを制御して、中間転写ベルト５上に検出用画像を形成させる。ＣＰＵ１０９は、光学センサ７の第１ＬＥＤ７０１及び第２ＬＥＤ７０２を点灯させる。第１ＬＥＤ７０１及び第２ＬＥＤ７０２は、測定対象（中間転写ベルト５の表面及び中間転写ベルト５に形成された検出用画像）を照射する。第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２は、測定対象からの反射光を受光して、該反射光に応じたアナログ信号を出力する。ＣＰＵ１０９は、第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２から出力されるアナログ信号に応じて色ずれ量や画像濃度を検出して、色ずれ補正や画像濃度補正を行う。
【００３９】
（色ずれ検出用のパターン画像）
図５は、色ずれ検出用の第１パターン画像の説明図である。第１パターン画像は、基準色であるイエローのカラーパターンと、他の色（マゼンタ、シアン、ブラック）のカラーパターンとを含む。カラーパターンは、中間転写ベルト５の搬送方向に対して所定の角度（例えば４５度）傾いて形成された画像である。同色のカラーパターンが２つ形成される。同色のカラーパターンは、中間転写ベルト５の搬送方向に対して、それぞれ異なる向きに傾いて形成される。
【００４０】
第１パターン画像は、第１ＬＥＤ７０１から照射された光の正反射光を第１ＰＤ７１１が受光する場合に用いられる。例えば、中間転写ベルト５からの反射光の光量が所定量以上である場合、第１パターン画像を使用して色ずれ量が検出される。中間転写ベルト５の表面のグロス（光沢度）が低下していない場合、中間転写ベルト５の表面からの正反射光の光量が第１パターン画像からの正反射光の光量より多くなる。そのため、第１パターン画像が形成されていない領域（中間転写ベルト５の表面）からの反射光の受光結果に対応するアナログ信号の値が第１パターン画像からの反射光の受光結果に対応するアナログ信号の値よりも高くなる。
【００４１】
図６は、第１ＬＥＤ７０１と第１ＰＤ７１１とによって第１パターン画像からの反射光が検出された場合のアナログ信号の例示図である。カラーパターンからの反射光が受光されたときの第１ＰＤ７１１のアナログ信号の値は、中間転写ベルト５の表面からの反射光が受光されたときの第１ＰＤ７１１のアナログ信号の値よりも低い。
【００４２】
ＣＰＵ１０９は、第１閾値に基づいて、アナログ信号を第１レベル又は第２レベルを示す二値の信号へ変換する。変換された信号はアナログ信号値（図６）と第１閾値との比較結果に相当する。このとき、ＣＰＵ１０９は、第１ＬＥＤ７０１から出射された光の中間転写ベルト５の表面による正反射光が第１ＰＤ７１１に受光されたときのアナログ信号の値に基づいて、第１閾値を決定する。ＣＰＵ１０９は、第１パターン画像のカラーパターンの色ずれ量を、前述の二値の信号に基づいて検知する。なお、色ずれ補正は公知の技術であるので、ここでの詳細な説明は省略される。
【００４３】
図７は、色ずれ検出用の第２パターン画像の説明図である。第２パターン画像は、基準色であるイエローのカラーパターンと、他の色（マゼンタ、シアン、ブラック）のカラーパターンとを含む。ただし、第２パターン画像のブラックのカラーパターンは、マゼンタのカラーパターンに重ねて形成されている。第２パターン画像は、第２ＬＥＤ７０２から照射された光の乱反射光を第１ＰＤ７１１が受光する場合に用いられる。即ち、中間転写ベルト５からの反射光の光量が所定量以上ではない場合、第２パターン画像を使用して色ずれ量が検出される。言い換えれば、中間転写ベルト５からの反射光の光量が所定量未満ならば、第２パターン画像を使用して色ずれ量が検出される。
【００４４】
中間転写ベルト５が摩耗することによって中間転写ベルト５のグロスが低下した場合、中間転写ベルト５の表面からの正反射光の光量が少なくなる。図８は、この場合に第１ＬＥＤ７０１と第１ＰＤ７１１とによって第１パターン画像からの反射光が検出されたアナログ信号の例示図である。中間転写ベルト５からの正反射光の光量が低下した場合、図８に示すように、各色のカラーパターンからの正反射光を受光したときのアナログ信号値と中間転写ベルト５からの正反射光を受光したときのアナログ信号値との差が減少してしまう。そのため、ＣＰＵ１０９は二値の信号から高精度に色ずれを検出できない可能性がある。
【００４５】
そこで、中間転写ベルト５からの正反射光の光量が低下した状態においては、第２パターン画像を形成し、光学センサ７によって第２パターン画像からの乱反射光を検出する。光学センサ７は、第２ＬＥＤ７０２から照射した光の乱反射光を第１ＰＤ７１１で受光する。図９は、第２ＬＥＤ７０２と第１ＰＤ７１１とによって第２パターン画像からの反射光が検出された場合のアナログ信号の例示図である。
【００４６】
図７（ａ）に示すように、第２パターン画像は、第１パターン画像とは異なる。具体的には、ブラックのカラーパターンがマゼンタのカラーパターンに重ねられている。乱反射光を用いてブラックのカラーパターンを検出する場合、第２ＬＥＤ７０２から照射した光がブラックトナーにより吸収される。そのため、ブラックのみのカラーパターンからの乱反射光量と中間転写ベルト５からの乱反射光量との差は極めて小さい。第２パターン画像のブラックのカラーパターンは、ブラックトナーを用いて間隔を空けて形成されたパターンの隙間からマゼンタトナーを用いて形成されたパターンが露出している。これは複合パターンと呼ばれる。複合パターンの断面図を図７（ｂ）に示す。複合パターンを含む第２パターン画像の検出結果を図９に示す。複合パターンからの乱反射光に対応するアナログ信号値は、複合パターンのマゼンタトナーを用いて形成された領域からの乱反射光に対応した値である。ＣＰＵ１０９は、ブラックトナーのパターンの間隔は予め決まっているために、マゼンタトナーを用いて形成された領域とイエロートナーを用いた基準のカラーパターンとの相対位置から、ブラックのカラーパターンの色ずれ量を求めることができる。
【００４７】
ＣＰＵ１０９は、第２閾値に基づいてアナログ信号（図９）を、第１レベル又は第２レベルを示す二値の信号に変換する。変換された信号はアナログ信号値（図９）と第２閾値との比較結果に相当する。このとき、ＣＰＵ１０９は、第２ＬＥＤ７０２から出射された光の中間転写ベルト５の表面による乱反射光が第１ＰＤ７１１に受光されたときのアナログ信号の値に基づいて、第２閾値を決定する。ＣＰＵ１０９は、第２パターン画像のカラーパターンの色ずれ量を、前述の二値の信号に基づいて検知する。なお、複合パターンを用いた色ずれ補正は公知の技術であるので、ここでの詳細な説明は省略される。
【００４８】
本実施形態の画像形成装置１００では、上記のパターン画像（第１パターン画像、第２パターン画像）を使用して画像の色ずれ量を検出する。ＣＰＵ１０９は、各色のカラーパターンの位置を検出して、基準色（イエロー）のパターン画像に対する他の色のパターン画像の相対位置を算出する。ＣＰＵ１０９は、算出した相対位置と目標相対位置との差に基づいて、各色の色ずれ量を決定する。ＣＰＵ１０９は、決定した色ずれ量に基づいて露光器１５ａ〜１５ｄによる書き込みタイミングを制御することで、色ずれ補正を行う。また、ＣＰＵ１０９は、例えば、画像形成部１０により形成されるべき画像の色ずれが抑制されるように、検出された色ずれ量に基づいて画像データを補正してもよい。なお、基準色はイエローに限定されず、マゼンタ又はシアンとしてもよい。また、不図示の操作パネルにおいてユーザが色ずれ検出モードを選択したことに応じて、ＣＰＵ１０９が正反射色ずれ検出又は乱反射色ずれ検出を選択する構成としてもよい。
【００４９】
（画像濃度検出用のテスト画像）
図１０は、画像濃度検出用のテスト画像の説明図である。図１０（ａ）は、正反射光により検出される画像濃度検出用の第１テスト画像を例示する。図１０（ｂ）は、乱反射光により検出される画像濃度検出用の第２テスト画像を例示する。
【００５０】
第１テスト画像は、第１ＬＥＤ７０１から照射された光の正反射光を第１ＰＤ７１１が受光する場合に用いられる。第１テスト画像は、特にブラックの画像濃度の検出を行う際に用いられる。ブラックトナーは光を吸収するため、ブラックのテスト画像からの乱反射光量は著しく少ない。そのため、ブラックトナーを用いて形成される画像の濃度が検出される場合、ＣＰＵ１０９はブラックのテスト画像からの正反射光を検出する。第１テスト画像は、画像濃度が７０％、５０％、３０％、１０％の４つの階調パターンで構成される。画像形成部１０は、テスト画像データの画像信号値に基づいて第１テスト画像を形成する。テスト画像データの画像信号値は予め決められている。
【００５１】
中間転写ベルト５上に形成された第１テスト画像は、光学センサ７により読み取られる。第１ＰＤ７１１から出力されるアナログ信号は、Ａ／Ｄコンバータ１１０によりデジタル信号に変換される。ＣＰＵ１０９は、このデジタル信号値と目標値との差に基づいて画像形成条件を制御する。例えば、ＣＰＵ１０９は、画像形成制御部１０１によって露光器１５ｄから出射されるレーザ光の強度を制御することで、ブラックの画像濃度を調整する。
【００５２】
図１１は、第１ＬＥＤ７０１と第１ＰＤ７１１とによって第１テスト画像からの反射光が検出された場合のアナログ信号の例示図である。第１テスト画像の最も高濃度である濃度７０％の画像は、ブラックトナーにより光が吸収されることに加えて、トナー付着量が多いために正反射光の光量が減少する。そのため、光学センサ７（第１ＰＤ７１１）から出力されるアナログ信号の値が低下する。第１テスト画像の最も低濃度である濃度１０％の画像は、ブラックトナーによる光の吸収量が濃度７０％の場合に比べて減少し、且つトナー付着量が減るために正反射光の光量が増加する。そのため、光学センサ７（第１ＰＤ７１１）から出力されるアナログ信号の値が増加する。
【００５３】
第２テスト画像は、第２ＬＥＤ７０２から照射された光の乱反射光を第２ＰＤ７１２が受光する場合に用いられる。第２テスト画像は、特にイエロー、マゼンタ、シアンのような有彩色の画像濃度の検出を行う際に用いられる。イエロー、マゼンタ、シアンは、乱反射光を用いて画像濃度が検出される。第２テスト画像は、濃度がそれぞれ７０％、５０％、３０％、１０％の４つの階調パターンで構成される。図１０（ｂ）はイエローのテスト画像を例示している。画像濃度を検出する際には、中間転写ベルト５に、イエロー、マゼンタ、シアンの各色の第２テスト画像が形成される。
【００５４】
中間転写ベルト５上に形成された第２テスト画像は、光学センサ７により読み取られる。第２ＰＤ７１２から出力されるアナログ信号は、Ａ／Ｄコンバータ１１０によりデジタル信号に変換される。ＣＰＵ１０９は、このデジタル信号値と目標値との差に基づいて画像形成条件を制御する。これによって、ＣＰＵ１０９は、イエロー、マゼンタ、及びシアンの画像濃度を調整する。
【００５５】
図１２は、第２ＬＥＤ７０２と第２ＰＤ７１２とによって第２テスト画像からの反射光が検出された場合のアナログ信号の例示図である。ここではイエロー用の第２テスト画像のアナログ信号を例示する。第２テスト画像の最も高濃度である濃度７０％の画像は、イエロートナーにより光が反射されることに加えて、トナー付着量が多いために乱反射光の光量が増加する。そのため光学センサ７（第２ＰＤ７１２）から出力されるアナログ信号の値が増加する。第２テスト画像の最も低濃度である濃度１０％の画像は、イエロートナーからの反射光の光量が濃度７０％の場合に比べて減少し、乱反射光の光量が減少する。そのため、光学センサ７（第２ＰＤ７１２）から出力されるアナログ信号の値が低下する。マゼンタやシアンの第２テスト画像のアナログ信号も同様の傾向となる。
【００５６】
（光学センサの検出領域）
図１３は、光学センサ７の受光面の説明図である。図１３は、光学センサ７を中間転写ベルト５側から見た図であり、基板２０１上の第１ＰＤ７１１の受光面及び第２ＰＤ７１２の受光面の形状を表す。第１ＰＤ７１１の受光面と第２ＰＤ７１２の受光面とは、いずれも矩形であるが、大きさ及び形成角度が異なる。ここでは、第２ＰＤ７１２の受光面が第１ＰＤ７１１の受光面よりも大きく形成される。また、第１ＰＤ７１１の受光面と第２ＰＤ７１２の受光面とは、形成角度が５度以上異なる。受光面の形状は、検出領域の形状と同じである。なお、形成角度とは、基板２０１の長手方向を基準線と仮定した場合に、当該基準線と受光面の各対角線との角度のうち、小さい角度と定義する。
【００５７】
第１ＰＤ７１１の受光面は、中間転写ベルト５の搬送方向に対して二辺が所定の角度傾いて形成される。第１ＰＤ７１１の受光面の中間転写ベルト５の搬送方向に対する傾斜角は、色ずれ検出用のパターン画像の各カラーパターンが中間転写ベルト５の搬送方向に対して傾く角度（例えば４５度）と同じである。第１ＰＤ７１１の受光面の一辺の長さは、カラーパターンの幅に等しい。第１ＰＤ７１１の受光面の対角線の幅は、光学センサ７の受光面を形成可能な領域の最大幅に等しい。第１ＰＤ７１１の受光面がこのように傾いて形成されることで、パターン画像の反射光を受光したときに第１ＰＤ７１１が出力するアナログ信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを急峻にすることができる。そのために、高精度な色ずれ量の検出が可能となる。
【００５８】
図１４は、第１ＰＤ７１１の検出状態及び検出結果であるアナログ信号の説明図である。図１４では、色ずれ検出用のパターン画像を検出する場合について説明する。図１４（ａ）に示すように、第１ＰＤ７１１の受光面と同じ形状である検出領域は、中間転写ベルト５の搬送方向に対するパターン画像の傾きと同じ傾きで設けられる。パターン画像は、中間転写ベルト５により矢印方向に搬送されて第１ＰＤ７１１の検出領域を通過する。これにより第１ＰＤ７１１から出力されるアナログ信号は、図１４（ｂ）に示すように、立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジが最も急峻になる。なお、図１４（ｂ）は第２パターン画像を測定したときのアナログ信号を示している。
【００５９】
アナログ信号を閾値に基づいて変換した二値の信号によりパターン画像の各カラーパターンの位置を検出する場合、アナログ信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジが急峻であるほうが、信号ノイズの影響を受けにくい。例えばアナログ信号に信号ノイズが生じる場合、ノイズにより二値の信号のエッジが変動して、検出するパターン画像の位置に揺らぎが生じる。この揺らぎ量は、アナログ信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジが急峻であるほうが少なくなる。そのために検出誤差を小さくすることができる。そのため、色ずれ検出に用いる第１ＰＤ７１１の受光面の面積は縮小することが望ましい。
【００６０】
第２ＰＤ７１２の受光面は、第２ＬＥＤ７０２の乱反射光を受光する。第２ＰＤ７１２の検出結果は画像濃度検出に用いられる。第２ＰＤ７１２は、正確に画像濃度を検出するために、より広い検出領域を平均的に検出できるほうがよい。反射光量が低い低濃度のテスト画像を検出するために、第２ＰＤ７１２は、可能な限り多くの光を受光してＳ／Ｎを確保するほうがよい。そのために第２ＰＤ７１２の受光面は、光学センサ７の受光面を形成可能な領域の限度まで、中間転写ベルト５の搬送方向に直交する方向に設けられる。このような構成により、第２ＰＤ７１２は、光学センサ７のサイズアップをすることなく、最大限のＳ／Ｎを確保する。
【００６１】
（中間転写ベルト５の表面の経時変化）
図１５は、中間転写ベルト５の経時変化よる反射特性の変化の説明図である。図１５（ａ）は、中間転写ベルト５の表面が経時変化する前の反射配光特性と色ずれ検出用のパターン画像の検出結果を示す検出波形を例示する。図１５（ｂ）は、中間転写ベルト５の表面が経時変化した後の反射配光特性と色ずれ検出用のパターン画像の検出波形を例示する。
【００６２】
経時変化前の反射配光特性は、第２ＬＥＤ７０２から中間転写ベルト５の表面の正反射角度方向への正反射光の配光が強く、周囲に円状に配光が存在する。経時変化後の反射配光特性は、中間転写ベルト５の表面が粗れて凸凹になるために、正反射光に対して乱反射の配光が占める割合が大きくなる。このとき、第１ＰＤ７１１は、第２ＬＥＤ７０２からの乱反射光に正反射光が混在した反射光を受光するようになる。第２ＰＤ７１２は、中間転写ベルト５の表面の変化による正反射光の影響が第１ＰＤ７１１よりも少ない。
【００６３】
このような反射配光特性の変化により、第１ＰＤ７１１から出力される検出波形は、二等辺三角形（図１５（ａ））から歪んだ形状（図１５（ｂ））に変化する。反射配光特性の変化により中間転写ベルト５による乱反射光が多くなるために、中間転写ベルト５の表面（下地）の検知結果のレベル（下地レベル）が上昇する。下地のレベルが上昇することで、パターン画像の検知結果のレベルと下地のレベルとの差が小さくなる。これは色ずれ検出に不利な条件となる。
【００６４】
図１６は、検出波形の歪みの説明図である。図１４（ａ）で説明したように、光学センサ７が色ずれ検出用のパターン画像を検出する際には、パターン画像の搬送により、光学センサ７の検出領域に対するパターン画像の位置が第１状態→第２状態→第３状態のように推移する。光学センサ７は、第１ＰＤ７１１の検出領域に、均一な強度光を照射するように構成されている。第１ＰＤ７１１は、検出領域内で均一な受光感度をもつ。中間転写ベルト５の表面の経時変化前は、第１ＰＤ７１１の検出領域内の発光強度と受光感度とが、第１状態、第２状態、第３状態のいずれでも同じである。そのために検出波形の立ち上がりと立ち下がりの傾きは同じであり、検出波形が二等辺三角形になる。
【００６５】
中間転写ベルト５の表面が経時変化して配光特性が変化した後は、照射される光が均一であっても、反射光の割合が第１ＰＤ７１１の検出領域内で均一にならなくなる。その結果、図１６に示すように検出領域内で感度（反射光量）の非対称性が生じる。第１状態１→第２状態の遷移においては、検出領域の感度が低い方からパターン画像が侵入するために、検出波形の立ち上がりが鈍る。第２状態→第３状態の遷移においては、検出領域の感度が高い方にパターン画像が残りながら抜けていくため、検出波形が後ろの時間側に膨らむ。
【００６６】
図１７は、表面が経時変化した場合に、中間転写ベルト５による第２ＬＥＤ７０２からの乱反射光を受光した第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤの検出波形の例示図である。第１ＰＤ７１１の検出波形に比較して、第２ＰＤ７１２の検出波形は、下地レベルが低く、パターン画像の検出波形のレベルとの差が大きい。また、中間転写ベルト５の表面の変化（凹凸粗れ）による検出波形のＡＣ変動は、第１ＰＤ７１１の検出波形と比べて第２ＰＤ７１２の検出波形のほうが小さい。これらのことから、中間転写ベルト５の表面が経時変化した場合、第１ＰＤ７１１よりも第２ＰＤ７１２の検出結果のほうが、高精度に色ずれ検出用のパターン画像の位置の検出することができることがわかる。つまり中間転写ベルト５の表面が経時変化した場合には第２ＰＤ７１２の検出結果に基づいてパターン画像の位置を検出することで、パターン画像の位置の検出誤差を小さくすることがきる。
【００６７】
（色ずれ補正）
図１８は、本実施形態の色ずれ量の検出処理を表すフローチャートである。この処理は、第１パターン画像を用いた色ずれ量の検出が困難である場合に行われる。例えば、ＣＰＵ１０９は、この処理の開始前に、中間転写ベルト５の表面のグロスの低下を検出し、第１ＬＥＤ７０１からの光の正反射光による第１パターン画像を用いた色ずれ量の検出を行わない判断を行っている。例えば、ＣＰＵ１０９は、第１ＬＥＤ７０１を発光させる。この時点で中間転写ベルト５には画像が形成されていないため、第１ＬＥＤ７０１からの光は、中間転写ベルト５の表面を照射する。第１ＰＤ７１１は、中間転写ベルト５の表面からの正反射光を受光して、正反射光の光量に応じたアナログ信号を出力する。ＣＰＵ１０９は、第１ＰＤ７１１からアナログ信号を取得することで、中間転写ベルト５の表面の反射光量を検出する。ＣＰＵ１０９は、第１ＰＤ７１１のアナログ信号値と所定値とにより、中間転写ベルト５の表面のグロスの低下を判断する。所定値は、例えば、２．５［Ｖ］とする。ＣＰＵ１０９は、第１ＰＤ７１１のアナログ信号値が前述の所定値未満であれば、第２パターン画像を用いた色ずれ量の検出を実行する。なお、ＣＰＵ１０９は、第１ＰＤ７１１のアナログ信号値が前述の所定値以上であれば、第１パターン画像を用いた色ずれ量の検出を実行する。
【００６８】
ＣＰＵ１０９は、まず、光学センサ７によって中間転写ベルト５の表面の反射光量を検出する（Ｓ１２０１）。ＣＰＵ１０９は、第２ＬＥＤ７０２を発光させる。この時点で中間転写ベルト５には画像が形成されていないため、第２ＬＥＤ７０２からの光は、中間転写ベルト５の表面を照射する。第１ＰＤ７１１は、中間転写ベルト５の表面からの乱反射光を受光して、乱反射光の光量に応じたアナログ信号を出力する。ＣＰＵ１０９は、第１ＰＤ７１１からアナログ信号を取得することで、中間転写ベルト５の表面の反射光量を検出する。
【００６９】
ＣＰＵ１０９は、取得した中間転写ベルト５の表面の反射光量が所定量以上であるか否かを判定する（Ｓ１２０２）。ＣＰＵ１０９は、この処理により中間転写ベルト５の表面が経時変化により粗れが進行してるか否かを判定することになる。Ｓ１２０２の処理において、ＣＰＵ１０９は反射光量が所定量以上か否かを判定するために、第１ＰＤ７１１のアナログ信号値と参照値とを比較する。参照値は、例えば、２．０［Ｖ］とする。
【００７０】
第１ＰＤ７１１のアナログ信号値が参照値以上である場合（Ｓ１２０２：Y）、ＣＰＵ１０９は、中間転写ベルト５の表面の経時変化により粗れが進行していると判定する。この場合、ＣＰＵ１０９は、第２ＰＤ７１２により第２パターン画像を用いて色ずれ量の検出を行う。そして、ＣＰＵ１０９は、画像形成制御部１０１に第２パターン画像のパターン画像データＰ２を転送し、画像形成制御部１０１を制御して、第２パターン画像を中間転写ベルト５に形成する（Ｓ１２０３）。ＣＰＵ１０９は、第２ＬＥＤ７０２を発光させ、その乱反射光を受光した第２ＰＤ７１２からアナログ信号を取得して、第２パターン画像を読み取る（Ｓ１２０４）。ステップＳ１２０４の処理において、ＣＰＵ１０９は、第２ＰＤ７１２から出力されたアナログ信号を取得する。ＣＰＵ１０９は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の第２パターン画像の検出結果から色ずれ量を算出し、色ずれ量から色ずれ補正量を算出する（Ｓ１２０７）。ＣＰＵ１０９は、算出した色ずれ補正量をメモリ（不図示）に格納する。ＣＰＵ１０９は、画像形成装置１００がシートに画像を形成する場合、メモリから色ずれ補正量を読み出し、色ずれ補正量に基づいて画像データに基づき形成されるべき画像の画像形成位置を補正する。
【００７１】
一方、第１ＰＤ７１１のアナログ信号値が参照値未満である場合（Ｓ１２０２：N）、ＣＰＵ１０９は、中間転写ベルト５の表面の経時変化による粗れが進行していないと判定する。この場合、ＣＰＵ１０９は、第１ＰＤ７１１により第２パターン画像を用いて色ずれ量の検出を行う。そして、ＣＰＵ１０９は、画像形成制御部１０１に第２パターン画像のパターン画像データＰ２を転送し、画像形成制御部１０１を制御して、第２パターン画像を中間転写ベルト５に形成する（Ｓ１２０５）。ＣＰＵ１０９は、第２ＬＥＤ７０２を発光させ、その乱反射光を受光した第１ＰＤ７１１からアナログ信号を取得して、第２パターン画像を読み取る（Ｓ１２０６）。ステップＳ１２０６の処理において、ＣＰＵ１０９は、第１ＰＤ７１１から出力されたアナログ信号を取得する。ＣＰＵ１０９は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の第２パターン画像の検出結果から色ずれ量を算出し、色ずれ量から色ずれ補正量を算出する（Ｓ１２０７）。ＣＰＵ１０９は、算出した色ずれ補正量をメモリ（不図示）に格納する。ＣＰＵ１０９は、画像形成装置１００がシートに画像を形成する場合、メモリから色ずれ補正量を読み出し、色ずれ補正量に基づいて画像データに基づき形成されるべき画像の画像形成位置を補正する。
【００７２】
このようにＣＰＵ１０９は、中間転写ベルト５の表面の粗れ状態の検出結果に応じて最適な光学検出パス（第１ＰＤ７１１、第２ＰＤ７１２）を選択する。これにより、最適な発光素子と受光素子との組み合わせの光学構成で、色ずれ検出用のパターン画像が読み取られる。そのためにＣＰＵ１０９は、中間転写ベルト５の表面の経時変化にもかかわらず、正確に色ずれ量を検出して、正確な色ずれ補正を行うことができる。
【００７３】
（画像濃度補正）
図１９は、本実施形態の画像濃度検出処理を表すフローチャートである。本実施形態では、ブラックの画像濃度検出後に有彩色の画像濃度検出を行う場合について説明するが、この順序は逆になってもよい。
【００７４】
ＣＰＵ１０９は、画像形成制御部１０１に第１テスト画像のテスト画像データＴＫを転送し、画像形成制御部１０１を制御して、ブラックのテスト画像（第１テスト画像）を中間転写ベルト５に形成する（Ｓ１３０１）。ＣＰＵ１０９は、第１ＬＥＤ７０１を発光させ、正反射光を受光した第１ＰＤ７１１からアナログ信号を取得して、ブラックのテスト画像を読み取る（Ｓ１３０２）。ＣＰＵ１０９は、読み取ったブラックのテスト画像に対応するアナログ信号のレベルをＡ／Ｄコンバータ１１０でデジタル信号の値に変換する。ＣＰＵ１０９は、このデジタル信号の値に基づいて画像形成条件を決定する（Ｓ１３０３）。例えば、ＣＰＵ１０９は、デジタル信号が表す濃度値の所定値からのずれを算出して、画像条件を決定する。ステップＳ１３０３において、ＣＰＵ１０９は、ブラック用の画像形成条件として、露光器１５ｄのレーザ光の強度の補正量を決定し、当該補正量をメモリ（不図示）に格納する。ＣＰＵ１０９は、ブラックの画像が形成される場合、メモリから補正量を読み出し、画像形成部１０により形成されるべきブラックの画像の濃度を制御する。
【００７５】
ブラックの画像濃度の補正量の算出後にＣＰＵ１０９は、画像濃度検出処理をイエロー、マゼンタ、シアンの全色に対して行ったか否かを判定する（Ｓ１３０４）。
【００７６】
全色に対する画像濃度検出を行っていない場合（Ｓ１３０４：N）、ＣＰＵ１０９は、まず、イエローに対する画像濃度検出を行う。即ち、ＣＰＵ１０９は、画像形成制御部１０１にイエローのテスト画像（第２テスト画像）のテスト画像データＴＹを転送し、画像形成制御部１０１を制御して、イエローのテスト画像（第２テスト画像）を中間転写ベルト５に形成する（Ｓ１３０５）。ＣＰＵ１０９は、第２ＬＥＤ７０２を発光させ、乱反射光を受光した第２ＰＤ７１２からアナログ信号を取得して、イエローのテスト画像を読み取る（Ｓ１３０６）。ＣＰＵ１０９は、読み取ったイエローのテスト画像に対応するアナログ信号のレベルをＡ／Ｄコンバータ１１０でデジタル信号の値に変換する。ＣＰＵ１０９は、このデジタル信号の値に基づいて画像形成条件を決定する（Ｓ１３０７）。例えば、ＣＰＵ１０９は、デジタル信号が表す濃度値の所定値からのずれを算出して、画像条件を決定する。ステップＳ１３０７において、ＣＰＵ１０９は、イエロー用の画像形成条件として、露光器１５ａのレーザ光の強度の補正量を決定し、当該補正量をメモリ（不図示）に格納する。ＣＰＵ１０９は、イエローの画像が形成される場合、メモリから補正量を読み出し、画像形成部１０により形成されるべきイエローの画像の濃度を制御する。
【００７７】
ＣＰＵ１０９は、全色に対する画像濃度検出が終了するまで、Ｓ１３０５〜Ｓ１３０７の処理を繰り返し行う。ＣＰＵ１０９は、イエロー、マゼンタ、シアンの全色に対して画像濃度検出を行った場合（Ｓ１３０４：Y）、画像濃度検出処理を終了する。
【００７８】
このようにＣＰＵ１０９は、検出対象の色に応じた画像濃度検出用のテスト画像（第１テスト画像、第２テスト画像）を用い、最適な発光部と受光部との組み合わせにより画像濃度を取得する。そのため、ＣＰＵ１０９は、正確な画像濃度の補正量を検出して、正確な画像濃度補正を行うことができる。
【００７９】
以上のように本実施形態の画像形成装置１００は、同一の基板２０１上に、ダイボンディング及びワイヤボンディングによって素子が接着された光学センサ７を備える。画像形成装置１００は、色ずれ量の検出時に、中間転写ベルト５の表面の粗れ状態を検出し、粗れ状態に応じた最適な光学検出パスを決定する。そのために画像形成装置１００は、最適な発光素子と受光素子との組み合わせにより、色ずれ検出用のパターン画像を読み取ることができる。そのために画像形成装置１００は、転写体である中間転写ベルト５の表面が経時変化した場合であっても正確な色ずれ量の検出が可能であり、高精度の色ずれ補正を行うことができる。
【００８０】
つまり画像形成装置１００は、中間転写ベルト５の表面が経時変化前の良好な状態のときには、第１ＬＥＤ７０１と第１ＰＤ７１１とにより第１パターン画像を用いて正反射色ずれ検出を行う。画像形成装置１００は、中間転写ベルト５の表面が経時変化してグロスが低下したときには、第２ＬＥＤ７０２と第１ＰＤ７１１とにより第２パターン画像を用いて乱反射色ずれ検出を行う。画像形成装置１００は、中間転写ベルト５の表面がさらに経時変化して粗れが生じたときには、第２ＬＥＤ７０２と第２ＰＤ７１２とにより第２パターン画像を用いて乱反射色ずれ検出を行う。このような組み合わせで色ずれ量を検出することで、画像形成装置１００は、正確に色ずれ量を検出して、高精度の色ずれ補正を行うことができる。
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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