(57)【要約】【課題】正反射光方式と乱反射光方式とで併用可能な、小型化した光学センサを用いた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１ＬＥＤ７０１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。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。第１ＰＤ７１１の受光面と第２ＰＤ７１２の受光面とは、形成角度が異なる。【選択図】図１３
2020042120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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を担持する像担持体と、
前記画像を前記像担持体からシートへ転写する転写部と、
前記像担持体に形成された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する制御手段と、を備え、
前記センサは、第１発光素子、第２発光素子、第１受光素子、及び第２受光素子を有し、
前記第１受光素子は、前記第１発光素子から出射された光の正反射光を受光することができる位置に配置され、
前記第２受光素子は、前記第２発光素子から出射された光の乱反射光を受光することができる位置に配置され、
前記第１受光素子の受光面積は、前記第２受光素子の受光面積より小さいことを特徴とする、
画像形成装置。
【請求項２】
前記第１受光素子の受光面は、矩形で、前記転写部による前記画像の搬送方向に対して二辺が所定の角度傾いて構成され、
前記第２受光素子の受光面は、矩形で、前記転写部による前記画像の搬送方向に直交する方向に受光面を形成可能な領域の限度まで構成されることを特徴とする、
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第２受光素子の受光面は、前記第１受光素子の受光面よりも大きく形成されることを特徴とする、
請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１発光素子、第２発光素子、第１受光素子、及び第２受光素子は、同一の基板に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ことを特徴とする、
請求項１〜３のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１受光素子は、前記第１発光素子から出射された光の正反射光を受光し、前記第２発光素子から出射された光の乱反射光を受光し、
前記第２受光素子は、前記第２発光素子から出射された光の乱反射光を受光し、
前記第１受光素子は、前記第２発光素子から出射された光の正反射光を受光せず、
前記第２受光素子は、前記第２発光素子から出射された光の正反射光を受光しないことを特徴とする、
請求項１〜４のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画像形成手段は、異なる色の画像を形成する複数の画像形成部を有し、
前記制御手段は、前記複数の画像形成部に含まれるブラックの画像形成部によってブラックの検出用画像を形成し、前記第１発光素子を発光し、前記第１受光素子によって前記ブラックの検出用画像からの正反射光を受光し、前記ブラックの画像形成部により形成される画像の濃度を前記第１受光素子の受光結果に基づき制御し、
前記制御手段は、前記複数の画像形成部に含まれる他の画像形成部によって有彩色の検出用画像を形成し、前記第２発光素子を発光し、前記第２受光素子によって前記有彩色の検出用画像からの乱反射光を受光し、前記他の画像形成部により形成される画像の濃度を前記第２受光素子の受光結果に基づき制御することを特徴とする、
請求項１〜５のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記画像形成手段は、異なる色の画像を形成する複数の画像形成部を有し、
前記制御手段は、前記複数の画像形成部によって色ずれを検出するために用いるパターン画像を形成し、前記第１発光素子を発光し、前記第１受光素子によって前記パターン画像からの正反射光を受光し、前記検出された色ずれを制御することを特徴とする、
請求項１〜５のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記画像形成手段は、異なる色の画像を形成する複数の画像形成部を有し、
前記制御手段は、前記複数の画像形成部によって色ずれを検出するために用いるパターン画像を形成し、前記第２発光素子を発光し、前記第１受光素子によって前記パターン画像からの乱反射光を受光し、前記検出された色ずれを制御することを特徴とする、
請求項１〜５のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項９】
第１発光素子、第２発光素子、第１受光素子、及び第２受光素子を有し、画像形成装置の像担持体に形成された画像を検出する光学センサであって、
前記第１受光素子は、前記第１発光素子から出射された光の正反射光を受光することができる位置に配置され、
前記第２受光素子は、前記第２発光素子から出射された光の乱反射光を受光することができる位置に配置され、
前記第１受光素子の受光面積は前記第２受光素子の受光面積より小さいことを特徴とする、
光学センサ。
【請求項１０】
前記第１発光素子、前記第２発光素子、前記第１受光素子、及び前記第２受光素子は所定方向に並んで配置され、
前記第２受光素子の受光面の形成角度は、前記第１受光素子の受光面の形成角度と異なることを特徴とする、
請求項９記載の光学センサ。
【請求項１１】
前記第１発光素子、前記第２発光素子、前記第１受光素子、及び前記第２受光素子は、同一の基板に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ことを特徴とする、
請求項９又は１０記載の光学センサ。
【請求項１２】
前記第１受光素子は、前記第１発光素子から出射された光の正反射光を受光し、前記第２発光素子から出射された光の乱反射光を受光し、
前記第２受光素子は、前記第２発光素子から出射された光の乱反射光を受光し、
前記第１受光素子は、前記第２発光素子から出射された光の正反射光を受光せず、
前記第２受光素子は、前記第２発光素子から出射された光の正反射光を受光しないことを特徴とする、
請求項９〜１１のいずれか１項記載の光学センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体へ光を照射する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、及び当該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、画像形成装置の印刷枚数、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が異なってしまうと、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、色ずれ検出用のテスト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テスト画像を検出し、各色の画像形成位置を前記検知された色ずれ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）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。例えば特許文献１に記載の画像形成装置は、２つの発光素子と２つの受光素子とを有する光学センサによって、検出用画像からの正反射光を検出する処理と、検出用画像からの乱反射光を検出する処理とを実行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−３１３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の光学センサは、基板に砲弾型の発光素子と砲弾型の受光素子とを半田付けして組み立てられるために、光学センサ自体のサイズを小型化することが困難である。さらに、色ずれ検出用の受光素子と画像濃度検出用の受光素子とを１つのセンサに搭載しようとした場合にこれら受光素子の配置が制約されるために、検出用画像からの反射光を理想的な角度にて受光することができなかった。そのため、色ずれ検出用の砲弾型素子と画像濃度検出用の砲弾型素子とを有する光学センサを備えた画像形成装置においては、色ずれと画像濃度とを高精度に検出できない可能性があった。
【０００７】
また、発明者は、測定対象に応じた適切な受光モードが必要であることを見出した。具体的に述べると、光学センサのセンサ出力値の変化が急峻であるモードと、光学センサのセンサ出力値の変化が鈍いモードである。センサ出力が急峻に変化するモードは、例えば、色ずれ検出用のテスト画像を検知するのに適している。なぜなら、色ずれ検出においては、テスト画像がセンサの検知領域に到達したタイミングを高精度に検出したいからである。一方、センサ出力が鈍く変化するモードは、例えば、濃度検出用のテスト画像を検知するのに適している。なぜなら、センサ出力が急峻に変化してしまうと、濃度検出用のテスト画像の濃度ムラが原因でセンサ出力値が変動してしまうからである。
【０００８】
そこで、異なる測定対象を測定するため、測定対象に応じてテスト画像の搬送速度を変化させる構成が検討される。しかしながら、シートに形成される画像とテスト画像とは同じ像担持体に形成されるので、テスト画像を形成するために像担持体の搬送速度を低下させてしまうと、ダウンタイムが増大してしまう。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、異なる測定対象に適した測定を可能とする光学センサの小型化を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の画像形成装置は、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を担持する像担持体と、前記画像を前記像担持体からシートへ転写する転写部と、前記像担持体に形成された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する制御手段と、を備え、前記センサは、第１発光素子、第２発光素子、第１受光素子、及び第２受光素子を有し、前記第１受光素子は、前記第１発光素子から出射された光の正反射光を受光することができる位置に配置され、前記第２受光素子は、前記第２発光素子から出射された光の乱反射光を受光することができる位置に配置され、前記第１受光素子の受光面積は、前記第２受光素子の受光面積より小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、異なる測定対象に適した測定を可能とする光学センサの小型化を実現することができる。
【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】色ずれ検出用の第１パターン画像の説明図。
【図６】色ずれ検出用の第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、色ずれ検出用の第２パターン画像の説明図。
【図８】色ずれ検出用の第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】色ずれ検出用の第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】画像濃度検出用の第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】画像濃度検出用の第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】色ずれ検出処理を表すフローチャート。
【図１６】画像濃度検出処理を表すフローチャート。
【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、感光ドラム１ａ〜１ｃ、帯電器２ａ〜２ｄ、露光器１５ａ〜１５ｄ、現像器１６ａ〜１６ｄ、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。以下の説明においては、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、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画像形成部１０と称す。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。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。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、ニップ部Ｎにおいて中間転写ベルト５上のトナー像をシートに転写する。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。感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは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を帯電する。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を露光する。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。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中間転写ベルト５は矢印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。
【００１６】
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。トナー像６は、ニップ部Ｎを通過する際にシートに転写される。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、ヒータ１７１がトナー像６を加熱することで、トナー像６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。
【００１７】
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、中間転写ベルト５に形成された色ずれ検出用のパターン画像及び画像濃度検出用のテスト画像を検出する。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決定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。なお、以下では、パターン画像とテスト画像とを区別しない場合、パターン画像及びテスト画像を「検出用画像」と称す。
【００１８】
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上の転写位置にズレ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、色ずれを検知するためのパターン画像を光学センサ７によって検出し、検知された色ずれに基づいて画像形成位置を補正する。
【００１９】
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によって検出して、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。
【００２０】
（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。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。
【００２１】
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。
【００２２】
第１ＬＥＤ７０１は測定対象（中間転写ベルト５又は中間転写ベルト５上の検出用画像）へ向けて光を発する。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、点Ｐで第１ＬＥＤ７０１から照射された光が正反射（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。
【００２３】
第２ＬＥＤ７０２は、中間転写ベルト５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。なお、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、中間転写ベルト５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。
【００２４】
第１ＰＤ７１１は、第１ＬＥＤ７０１から中間転写ベルト５に照射された光の正反射光及び第２ＬＥＤ７０２から中間転写ベルト５に照射された光の乱反射光を受光する位置に配置される。第２ＰＤ７１２は、第２ＬＥＤ７０２から中間転写ベルト５に照射された光の乱反射光を受光する位置に配置される。第２ＰＤ７１２は、第１ＬＥＤ７０１から中間転写ベルト５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から中間転写ベルト５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。
【００２５】
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中間転写ベルト５上に照射されるように、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が中間転写ベルト５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。
【００２６】
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、中間転写ベルト５上に照射される。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、中間転写ベルト５上に照射される。
【００２７】
第２ＬＥＤ７０２が発光する場合、第１ＰＤ７１１は中間転写ベルト５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。一方、第１ＬＥＤ７０１が発光する場合、第１ＰＤ７１１は中間転写ベルト５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。
【００２８】
画像形成装置１００は、画像形成装置１００が正反射光の受光結果に基づき色ずれを検出する場合、第１ＬＥＤ７０１を発光させると共に、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。また、画像形成装置１００は、画像形成装置１００が正反射光の受光結果に基づき画像濃度を検出する場合、第１ＬＥＤ７０１を発光させると共に、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。さらに、画像形成装置１００は、画像形成装置１００が乱反射光の受光結果に基づき色ずれを検出する場合、第２ＬＥＤ７０２を発光させると共に、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。
【００２９】
第２ＬＥＤ７０２が発光する場合、第２ＰＤ７１２は中間転写ベルト５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。画像形成装置１００は、画像形成装置１００が乱反射光の受光結果に基づき画像濃度を検出する場合、第２ＬＥＤ７０２を発光させると共に、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。
【００３０】
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に接着された素子であるため、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。
【００３１】
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素子を接着した場合と同様の関係（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。
【００３２】
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ので、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。
【００３３】
（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。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が備える光源から出射されるレーザ光の強度を制御する。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を回転す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を回転するためのモータを制御する。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が格納されている。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。
【００３４】
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、中間転写ベルト５又は中間転写ベルト５に形成された検出用画像からの反射光を第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。
【００３５】
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、中間転写ベルト５の検出用画像が形成される面（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、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。
【００３６】
（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。同色のパターン画像が２つ形成される。同色のパターン画像は、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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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の表面からの正反射光が第１ＰＤ７１１に受光されたときのアナログ信号の値に基づき第１閾値を決定する。そして、ＣＰＵ１０９は、第１パターン画像のカラーパターンの色ずれを、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。
【００４０】
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パターン画像のなか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。
【００４１】
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、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。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６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。
【００４２】
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すると共に光学センサ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。
【００４３】
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パターン画像のなか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、複合パターンのなか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ので、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。
【００４４】
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の表面からの乱反射光が第１ＰＤ７１１に受光されたときのアナログ信号の値に基づき第２閾値を決定する。そして、ＣＰＵ１０９は、第２パターン画像のカラーパターンの色ずれを、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。
【００４５】
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、前記検出された色ずれ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。
【００４６】
（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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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ので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ので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。
【００５０】
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。中間転写ベルト５には、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。
【００５１】
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。
【００５２】
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ので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。
【００５３】
（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。
【００５４】
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の長さに等しい。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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
また、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。
【００５８】
以上のように、光学センサ７は、第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２が基板２０１上に形成され、第１ＰＤ７１１の受光面積が第２ＰＤ７１２の受光面積より小さい。これにより、色ずれ検出用及び画像濃度検出用の受光素子が、その用途に応じた形状、形成角度、サイズで構成される。そのため、光学センサ７のサイズを大型化することなく、色ずれ量及び画像濃度を高精度に検出することが可能となる。
【００５９】
（色ずれ補正）
図１５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。
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。
【００６０】
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の表面のグロスが高いか否かを判定することになる。
【００６１】
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場合（Ｓ１２０２：Y）、ＣＰＵ１０９は、中間転写ベルト５の表面のグロスが低下していないと判定する。この場合、ＣＰＵ１０９は、第１パターン画像を用いて色ずれ量の検出を行う。即ち、ＣＰＵ１０９は、画像形成制御部１０１にパターン画像データＰ１を転送し、画像形成制御部１０１を制御して、第１パターン画像を中間転写ベルト５に形成する（Ｓ１２０３）。ＣＰＵ１０９は、第１ＬＥＤ７０１を発光させ、第１ＰＤ７１１によって第１パターン画像を読み取る（Ｓ１２０４）。ステップＳ１２０４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１パターン画像の検出結果から色ずれ量を算出する（Ｓ１２０７）。ＣＰＵ１０９は、算出した色ずれ量をメモリ（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、メモリから色ずれ量を読み出し、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。
【００６２】
中間転写ベルト５の表面の反射光量が所定量未満である場合（Ｓ１２０２：N）、ＣＰＵ１０９は、中間転写ベルト５の表面のグロスが低下していると判定する。この場合、ＣＰＵ１０９は、第２パターン画像を用いて色ずれ量の検出を行う。即ち、ＣＰＵ１０９は、画像形成制御部１０１に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、第１ＰＤ７１１によって第２パターン画像を読み取る（Ｓ１２０６）。ステップＳ１２０６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。そして、ＣＰＵ１０９は、処理をステップＳ１２０７へ移行させる。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する（Ｓ１２０７）。ステップＳ１２０７の処理が完了すると、ＣＰＵ１０９は色ずれ量の検出処理を終了させる。
【００６３】
このようにＣＰＵ１０９は、中間転写ベルト５のグロスの検出結果に応じた色ずれ検出用のパターン画像（第１パターン画像、第２パターン画像）を用い、最適な発光部と受光部との組み合わせにより色ずれ量を取得する。色ずれ量の検出処理では受光側に同一素子（第１ＰＤ７１１）が用いられる。受光素子（第１ＰＤ７１１）の位置が固定されているため、第１パターン画像と第２パターン画像を異なる受光素子によって検出する場合よりも色ずれ量の検出精度が向上する。そのため、ＣＰＵ１０９は、正確な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。
【００６４】
（画像濃度補正）
図１６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。
【００６５】
ＣＰＵ１０９は、画像形成制御部１０１にテスト画像データ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）。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。
【００６６】
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）。
【００６７】
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）。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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。また、光学センサ７は、色ずれ量検出及び画像濃度検出のために、受光面のサイズ及び形成角度が異なる受光素子を備える。そのため、光学センサ７自体の大きさ及びコストを抑制できる。画像形成装置１００は、光学センサ７を正反射光方式及び乱反射光方式の両方で用いる。また画像形成装置１００は、正反射光方式において用いる検出用画像と乱反射光方式において用いる検出用画像とを別に用意する。
【００７１】
色ずれ量の検出処理では第１ＬＥＤ７０１、第２ＬＥＤ７０２、及び第１ＰＤ７１１を最適に組み合わせることで、画像形成装置１００は、中間転写ベルト５の状態に適したパターン画像の検出を実現することができる。第１ＰＤ７１１による検出領域の形状が、パターン画像の形状に応じて、中間転写ベルト５の搬送方向に対して傾いて形成されるために、高精度に色ずれ量の検出が可能となる。また、画像濃度検出処理では第１ＬＥＤ７０１、第２ＬＥＤ７０２、第１ＰＤ７１１、及び第２ＰＤ７１２を最適に組み合わせることで、画像形成装置１００は、テスト画像の色に適したテスト画像の検出を実現することができる。画像濃度検出のために第２ＬＥＤ７０２による乱反射光を受光する第２ＰＤ７１２は、検出領域が第１ＰＤ７１１による検出領域よりも大きく形成される。これにより有彩色のテスト画像について、高精度に画像濃度の検出が可能となる。
【００７２】
ここで、光学センサ７の検出能力を最大限に発揮するためには、各素子の位置関係を高精度で補償する必要がある。光学センサ７は第１ＬＥＤ７０１、第２ＬＥＤ７０２、第１ＰＤ７１１、及び第２ＰＤ７１２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るので、正反射光方式に用いる第１ＬＥＤ７０１と第１ＰＤ７１１とは、精度良く位置決めされる。一方、他の素子間の位置決めは、ある程度余裕を持って行うことができる。そのため、光学センサ７の組み立て作業が従来よりも容易になる。
【図１】
2020042120.tif 000003
【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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