光学传感器和图像形成装置的制作方法

本发明涉及用于通过多个光接收元件接收从光发射元件发射的光的镜面反射光和漫反射光以对检测目标进行检测的光学传感器、和包括光学传感器的图像形成装置。

背景技术：

近年来，在电子照相图像形成装置中，作为对每个颜色布置感光鼓以加速打印速度的配置的串联型已变为主流。在串联型图像形成装置中，通过例如在中间转印带上形成作为用于检测颜色未配准(misregistration)量的测试图案的检测图像(调色剂图像)并然后将光照射到检测图像上并且通过光学传感器检测从中反射的光，确定颜色未配准量。并且，已执行使用这种光学传感器的调色剂浓度(图像的浓度)的确定。在日本专利公开No.H10-221902中，公开了通过单独的光接收单元(传感器)分别接收照射在调色剂图像上的光的漫反射(diffused reflection)光和镜面反射(specular reflection)光并且基于接收的光量检测调色剂浓度的技术。借助这种技术，即使在图像形成装置中使用的多个颜色的调色剂具有相对于光学传感器使用的光而不同的反射特性，也能够提高通过光学传感器的调色剂的检测精度。

在前述类型的光学传感器中，一般地，除了设置用于限制(变窄)光发射元件发射的光的孔径以外，为了将镜面反射光和漫反射光分开，这种类型的孔径也被设置用于分别接收镜面反射光和漫反射光的光接收元件。在日本专利公开No.2006-208266中和在日本专利公开No.2013-191835中，光学元件被直接安装在电路板的表面上的表面安装型光学传感器作为这种类型的光学传感器被公开。

在日本专利公开No.2006-208266中，光学元件保持器被附接到其上直接安装光发射元件和两个光接收元件的电路板，并且分别与光发射元件和两个光接收元件对应的三个偏振过滤器被布置在光学单元保持器的外表面上。然而，当以这种方式使用多个偏振过滤器时，它导致装置成本的增加和生产率的下降。同时，在日本专利公开No.2013-191835中，具有用作与每个光学元件(光发射元件和两个光接收元件)对应的孔径的开口(光引导路径)的壳体被配置为使得配置(configure)开口的光遮挡壁被插入在布置在电路板中的狭孔中。这提高通过在电路板的表面上安装每个光学传感器而配置的光学传感器中的光遮挡性能。

然而，在日本专利公开No.2013-191835中所描述的光学传感器中，为了实现提高光遮挡性能的壳体，需要以彼此相距一定距离来布置光发射元件和两个光接收元件。即使能够借助这种类型的光学传感器配置提高光遮挡性能，在布置光发射元件和两个光接收元件的方向上，光学传感器的尺寸也较大。因此，实现光学传感器中的进一步小型化将是可取的。

技术实现要素：

鉴于上述问题，构想本发明。本发明提供使得能够实现用于通过利用不同的光接收元件接收从光发射元件发射的光的镜面反射光和漫反射光对检测目标进行检测的光学传感器的小型化的技术。

根据本发明的一个方面，提供一种光学传感器，该光学传感器包括：光发射元件，该光发射元件向被照射部件照射照射光；第一光接收元件，该第一光接收元件用于接收所述照射光通过被照射部件漫反射成的漫反射光；第二光接收元件，该第二光接收元件用于接收所述照射光通过被照射部件镜面反射成的镜面反射光；以及壳体，该壳体用于形成第一开口和第二开口，其中，所述第一开口是用于确定所述照射光照射到上面的被照射部件的照射区域的开口，并且是所述照射光通过以及要被所述第一光接收元件接收的漫反射光通过的开口，并且所述第二开口是要被所述第二光接收元件接收的镜面反射光通过的开口。

根据本发明的另一方面，提供一种光学传感器，该光学传感器包括：光发射元件，该光发射元件向被照射部件照射照射光；第一光接收元件，该第一光接收元件用于接收所述照射光在被照射部件的照射区域中被漫反射成的漫反射光；以及第二光接收元件，该第二光接收元件用于接收所述照射光在被照射部件的照射区域中被镜面反射成的镜面反射光，其中，所述第一光接收元件接收在所述照射区域内的第一区域中被漫反射的漫反射光，并且所述第二光接收元件接收在所述照射区域内的第二区域中被镜面反射的镜面反射光，所述第二区域的至少一部分在主扫描方向上不包含所述第一区域。

根据本发明的又另一方面，提供一种光学传感器，该光学传感器包括：光发射元件，该光发射元件向被照射部件照射照射光；第一光接收元件，该第一光接收元件用于接收所述照射光在被照射部件的照射区域中被漫反射成的漫反射光；和第二光接收元件，该第二光接收元件用于接收所述照射光在被照射部件的照射区域中被镜面反射成的镜面反射光；以及壳体，该壳体用于形成第一开口、第二开口以及第三开口，所述第一开口用于向被照射部件引导从所述光发射元件发射的光，所述第二开口用于将在照射区域内的第一区域中被漫反射的漫反射光引导到所述第一光接收元件，所述第三开口用于将在照射区域内的第二区域中被镜面反射的镜面反射光引导到所述第二光接收元件，所述第二区域的至少一部分在主扫描方向上不包含所述第一区域。

根据本发明的还另一方面，提供一种光学传感器，该光学传感器包括：光发射元件，该光发射元件向被照射部件照射照射光；第一光接收元件，该第一光接收元件用于接收所述照射光通过被照射部件漫反射成的漫反射光；第二光接收元件，该第二光接收元件用于接收所述照射光通过被照射部件镜面反射成的镜面反射光；电路板，所述第一光接收元件和第二光接收元件在所述电路板上被彼此靠近地布置，其中，所述第一光接收元件和第二光接收元件作为单个集成电路被安装在所述电路板上。

借助本发明，变得能够使用于通过利用不同的光接收元件接收从光发射元件发射的光的镜面反射光和漫反射光对检测目标进行检测的光学传感器小型化。

本发明的进一步特征从以下(参照附图)的示例性实施例的描述将变得清晰。

附图说明

图1是用于示出图像形成装置的硬件配置的示例的截面图。

图2是示出图像形成装置的控制系统的示例配置的框图。

图3是示出关于中间转印带的调色剂检测单元的布置示例的透视图。

图4是示出调色剂检测单元的示例配置的透视图。

图5A和图5B是示出调色剂检测单元的示例配置的截面图。

图6是示出作为第一比较例的调色剂检测单元的示例配置的透视图。

图7A和图7B示出中间转印带的反射指向(directivity)特性的示例。

图8是示出作为第二比较例的调色剂检测单元的配置的透视图。

图9A和图9B是示出作为第二比较例的调色剂检测单元的配置的截面图。

图10A～10D示出来自调色剂检测单元的两个光接收元件的输出的示例。

图11示出在中间转印带上形成的测试图案的示例(第二到第五实施例)。

图12A和图12B示出在中间转印带上形成的测试图案的示例(第二实施例)。

图13A和图13B示出在中间转印带上形成的测试图案的示例(第三实施例)。

图14示出在中间转印带上形成的测试图案的示例(第四实施例)。

图15示出光接收元件的输出波形和在中间转印带上形成的测试图案的示例(第五实施例)。

具体实施方式

以下，将参照附图详细描述本发明的实施例。应当注意，以下的实施例不意图限制所附的权利要求的范围，并且并非在实施例中描述的特征的所有组合对于本发明的解决手段一定是必需的。

第一实施例

<图像形成装置的概要>

图1是用于示出根据第一实施例的图像形成装置100的硬件配置的示例的截面图。本实施例中的图像形成装置100是用于通过使用黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)的显影材料(调色剂)形成多色图像的彩色激光打印机。图像形成装置100也可以是以下中的任一种：例如打印装置、打印机、复印机、多功能外设(MFP)或传真装置。注意，参考符号的末尾的Y、M、C或K指示相应组件的显影材料(调色剂)的颜色是黄色、品红色、青色或黑色。在以下的解释中，在不必区分颜色的情况下，通过省略末尾的Y、M、C或K来使用参考符号。

图像形成装置100装配有与用于分别形成Y、M、C和K的图像的图像形成站对应的4个处理盒7(处理盒7Y、7M、7C和7K)。在图1中，仅对与Y对应的处理盒7Y的组件给予参考符号，但是对于四个处理盒7Y、7M、7C和7K利用相同的配置。然而，四个处理盒7Y、7M、7C和7K的不同在于它们分别通过不同着色(Y、M、C和K)调色剂形成图像。

在感光鼓1的周边，在旋转方向上依次布置带电辊2、曝光单元3、显影单元4、一次转印辊26和清洁刮刀8。在本实施例中，感光鼓1、带电辊2、显影单元4和清洁刮刀8被集成到可附接到图像形成装置100/从图像形成装置100移除的处理盒7中。曝光单元3被布置在处理盒7的垂直方向的下侧。

处理盒7由显影单元4和清洁器单元5配置。显影单元4包含显影辊24、显影材料涂敷辊25和调色剂容器。相应颜色的调色剂容纳在调色剂容器中。显影辊24通过驱动马达(未示出)旋转，从高压电源44(图2)施加显影偏压，并且通过使用容纳在调色剂容器中的调色剂执行静电潜像的显影。清洁器单元5包含感光鼓1、带电辊2、清洁刮刀8和废(waste)调色剂容器。

感光鼓1由涂敷在铝筒的外表面上的有机光导体层(OPC)配置。感光鼓1通过两端的凸缘被支撑为可旋转，并且通过从驱动马达(未示出)传送到一端的驱动力在图1所示的箭头方向上旋转。带电辊2使感光鼓1的表面均匀带电到预定电势。曝光单元3基于图像信息(图像信号)在感光鼓1上照射激光束以使感光鼓1曝光，由此在感光鼓1上形成静电潜像。显影单元4通过使调色剂附着在感光鼓1上的静电潜像中并然后将静电潜像显影来在感光鼓1上形成调色剂图像。

中间转印带12a、驱动辊12b和张力(tension)辊12c配置中间转印单元12。中间转印带12a张架(stretch)在驱动辊12b与张力辊12c之间，并且通过驱动辊12b的旋转在图1所示的箭头方向上移动(旋转)。在本实施例中，中间转印带12a是旋转的图像载体的示例。在中间转印带12a的内侧且面向感光鼓1的位置处，布置一次转印辊26。一次转印辊26通过从高压电源44(图2)施加的转印偏压将感光鼓1上的调色剂图像转印到中间转印带12a(中间转印部件)上。分别在感光鼓1Y、1M、1C和1K上形成的四种颜色的调色剂图像被依次转印(一次转印)在中间转印带12a上以便彼此重叠。因此，在中间转印带12a上形成由Y、M、C和K组成的多色调色剂图像。在中间转印带12a上形成的多色调色剂图像根据中间转印带12a的旋转被传输到中间转印带12a与二次转印辊16之间的二次转印压合部15。

纸馈送单元13包含纸馈送辊9、传输辊对10、纸馈送盒11和分离板23。由用户设定的片材S容纳在馈送盒11中。片材S可被称为记录纸、记录材料、记录介质、纸、转印材料、转印纸等。纸馈送辊9将片材S从馈送盒11馈送到传输路径。注意，容纳在馈送盒11中的片材S一次一张地通过分离板23被馈送到传输路径。传输辊对10向配准辊对17传输在传输路径上馈送的片材S。当片材S被传输到对齐(registration)辊对17时，与中间转印带12a上的调色剂图像到达二次转印压合部15的定时同步地，片材S通过对齐辊对17被传输到二次转印压合部15。因此，中间转印带12a上的调色剂图像在二次转印压合部15中被转印(二次转印)到片材S上。

调色剂图像被转印到其上的片材S被传输到定影单元14。定影单元14包含定影带14a、压力辊14b和带引导组件14c，并且定影带14a被引导到与诸如加热器的热产生设备接合的带引导组件14c。在定影带14a与压力辊14b之间形成定影压合部。定影单元14通过在定影压合部中向在片材S上形成的调色剂图像施加热和压力来在片材S上定影调色剂图像。在定影单元14的定影处理之后，片材S通过排出辊对20被排出到片材排出托盘21。

在调色剂图像一次转印到中间转印带12a之后剩余在感光鼓1上的调色剂通过清洁刮刀8从感光鼓1移除，并且回收到清洁器单元5中的废调色剂容器中。并且，在调色剂图像二次转印到片材S之后剩余在中间转印带12a上的调色剂通过清洁器单元22从中间转印带12a移除，并且然后经由废调色剂传输路径被回收在废调色剂容器(未图示)中。

调色剂检测单元31(光学传感器)在图像形成装置100中在面向驱动辊12b的位置处被布置。如后面将描述的那样，调色剂检测单元31可光学检测中间转印带12a上的调色剂。根据本实施例的图像形成装置100在中间转印带12a上形成由调色剂图像构成的测试图案，并且通过调色剂检测单元31检测在中间转印带12a上形成的测试图案。另外，图像形成装置100基于调色剂检测单元31的测试图案检测结果执行后面描述的校准。

<图像形成装置的控制配置>

图2是用于示出根据本实施例的图像形成装置100的控制系统的示例配置的框图。注意，在图2中，仅示出对于本实施例的解释所必要的设备。图像形成装置100装配有控制单元41作为引擎控制单元，该控制单元41融合微计算机。图像形成装置100还包括接口(I/F)板42、低压电源43、高压电源44、各种驱动马达45、各种传感器46、曝光单元3、纸馈送单元13、定影单元14和调色剂检测单元31作为被连接以使得能够与控制单元41通信的设备。

I/F板42能够经由诸如LAN的网络与图像形成装置100外部的主机计算机40通信。低压电源43向控制单元41供给电压以供控制单元41操作。高压电源44在图像形成执行时根据控制单元41的控制向带电辊2、显影辊24、一次转印辊26和二次转印辊16供给偏压。在各种驱动马达45中，包含用于使感光鼓1旋转的驱动马达、用于使显影辊24旋转的驱动马达等。在各种传感器46中，包含调色剂检测单元31以外的传感器，诸如用于检测沿传输路径传输的片材S的传感器。控制单元41通过基于诸如调色剂检测单元31的输出信号、各种传感器46的输出信号等的各种信号控制图2所示的各种设备来执行各种控制，诸如用于图像形成装置100的校准和图像形成的顺序控制。

<图像形成装置的校准>

下面，参照图3，将描述图像形成装置100的校准(自动校正控制)。图3是示出调色剂检测单元31关于中间转印带12a的布置示例的透视图，并且示出在校准执行时中间转印带12a的状态的示例。大致地划分，图像形成装置100包含两种类型的控制：“颜色未配准校正控制”和“图像浓度控制”。这两种类型的控制都通过在图像形成装置100不对片材S执行图像形成时在中间转印带12a上形成测试图案30、并且通过调色剂检测单元31光学检测形成的测试图案30来执行。

如果在中间转印带12a的平坦部分上通过调色剂检测单元31检测测试图案30，那么由于带移动时的振动等，难以获得令人满意的传感器输出。因此，调色剂检测单元31如图3所示的那样被布置在经由中间转印带12a面向驱动辊12b的位置处而不是在面向中间转印带12a的平坦部分的位置处。在中间转印带12a的表面(外表面)上形成的测试图案30在它通过驱动辊12b的位置时由面向驱动辊12b的位置处的调色剂检测单元31检测。并且，至少两个调色剂检测单元31在与中间转印带12a的表面的移动方向正交的方向上被布置，使得能够在这种正交方向上的至少两个位置处检测测试图案30。以下，将更具体地描述颜色未配准校正控制和图像浓度控制两者。

(颜色未配准校正控制)

颜色未配准校正控制与其中测量由各图像形成站形成的调色剂图像的图像形成站之间的相对位置未对齐(颜色未配准)的量的颜色未配准校正控制对应，并且基于测量结果执行颜色未配准的校正。控制单元41通过除了控制曝光单元3以外还调整每行开始被写入的定时使得感光鼓1上的激光束的扫描速度和曝光量变为预定速度和预定光量来执行颜色未配准校正控制。

例如，如果曝光单元3具有多面镜类型，那么控制单元41在图像形成时通过计数来自曝光单元3的写入开始基准脉冲并且向I/F板42输出产生的图像先端(top)信号。I/F板42与图像先端信号同步地经由控制单元41向曝光单元3一次一行(多面镜的一个表面)地输出曝光数据。通过对于每个图像形成站使来自控制单元41的图像先端信号的输出定时改变与几个点对应的时间量，能够使每行开始被写入的定时改变几个点。这样，能够调整感光鼓1的主扫描方向上的图像写入开始位置。并且，通过以行为单位使写入定时改变，能够使整个图像在感光鼓1上的调色剂图像的传输方向(副扫描方向)上移位。这样，能够调整感光鼓1的副扫描方向上的图像写入开始位置。并且，通过控制图像形成站之间的曝光单元3的多面镜的旋转相位差，能够以一行或更小的分辨率执行副扫描方向上的各颜色的图像的对齐。并且，能够通过使要被用作曝光数据中的ON/OFF的基准的时钟频率改变来执行主扫描倍率的校正。

以这种方式，可通过调整基准时钟和图像形成定时实现颜色未配准校正控制中的图像形成站之间的颜色未配准的校正。为了实现颜色未配准校正控制，需要如上面描述的那样测量图像形成站之间的相对颜色未配准量。在颜色未配准校正控制中，对每个颜色形成中间转印带12a上的至少两列的用于颜色未配准量测量的测试图案，并且通过至少两个光学传感器(调色剂检测单元31)检测测试图案的位置(面向光学传感器的位置的通过时间)。控制单元41基于该检测的结果计算图像形成站之间的主扫描方向和副扫描方向的相对颜色未配准量、主扫描方向的倍率因子和相对倾斜。并且，控制单元41如上面描述的那样执行颜色未配准校正，使得图像形成站之间的颜色未配准量变小。

(图像浓度控制)

图像浓度控制是用于校正图像形成条件使得由图像形成装置100形成的图像的浓度特性变为希望的浓度特性的控制。在图像形成装置100中，由于温度和湿度条件以及各颜色的图像形成站的使用程度，形成的图像(调色剂图像)的浓度特性改变。执行图像浓度控制以校正这些变化。具体而言，在中间转印带12a上形成测试图案30，并且基于调色剂检测单元31对测试图案30的检测结果，调整图像形成条件以便获得希望的浓度特性。注意，测试图案30可通过控制单元41产生，或者可通过外部装置(例如，主机计算机40)产生。

控制单元41(CPU)从从调色剂检测单元31输出的A/D(模拟/数字)转换之后的接收光量信号计算与作为测试图案30的调色剂图像的浓度对应的值(检测调色剂图像的浓度)。并且，控制单元41基于调色剂图像的浓度的检测结果设定当执行图像形成时要被使用的图像形成条件。设定的图像形成条件例如是带电偏压、显影偏压、曝光量(曝光单元3的激光功率)等。通过重复这种设定，能够最优化与图像浓度特性有关的图像形成条件。注意，控制单元41在控制单元41内的存储器中存储已被设定的图像形成条件，以便能够在图像形成时和在下一次图像浓度控制时使用它。

通过执行这种图像浓度控制，能够将每个颜色的最大浓度调整到希望的值，并且能够防止出现不需要的调色剂附着到图像的白色背景部分的被称为“雾化”的图像缺陷。并且，通过执行图像浓度控制，能够使各颜色的颜色平衡保持固定并且防止由于调色剂的过量施加而导致的图像缺陷和定影缺陷。

<调色剂检测单元的配置>

下面，描述用于检测测试图案30的调色剂检测单元31的配置。图4、图5A和图5B分别是示出调色剂检测单元31的示例配置的透视图和概略截面图。如图4所示，调色剂检测单元31具有其中壳体37通过该壳体37的突出部分被插入到布置在电路板36中的孔中而固定到电路板36的配置。图5A和图5B示出壳体37关于电路板36被固定的状态。

调色剂检测单元31包括作为光学元件的LED 33(光发射元件)和两个光接收元件34、35。LED 33向作为被照射部件的中间转印带12a照射光。即，LED 33向附着作为检测目标(测量目标物)的调色剂之后的中间转印带12a照射光。光接收元件34和35被用于分别接收LED 33向中间转印带12a照射的光的镜面反射光和漫反射光。在调色剂检测单元31中，壳体37被配置为将LED 33对中间转印带12a照射的光的镜面反射光和漫反射光分别引导到光接收元件34和35。

LED 33和两个光接收元件34、35被直接安装在同一电路板36的表面(安装表面)上，并且在电路板36上被成行地安装。分别接收LED 33向中间转印带12a照射的光的镜面反射光和漫反射光的光接收元件34和35在电路板36上被彼此靠近地布置。在本实施例中，光接收元件34被布置在比光接收元件35更远离LED 33的位置处，并且光接收元件35被布置在比光接收元件34更接近LED 33的位置处。并且，如图5A和图5B所示，用于防止从LED 33发射的光直接被光接收元件35接收的光遮挡壁39被设置在LED 33与光接收元件35之间。

本实施例的光接收元件34和35由其中对从LED 33发射的光的波长具有敏感度(sensitivity)的光电晶体管(半导体)被集成并COB安装在基板上的集成电路(IC)配置。以这种方式，能够通过在光接收元件34、35和LED 33的布置方向上相对于LED 33在同一侧(LED 33的一侧)布置光接收元件34和35来配置集成在集成电路中的光接收元件34和35。这样，能够在布置方向上使调色剂检测单元31小型化。虽然在后面描述细节，但在图6的调色剂检测单元131中，光接收元件34和光接收元件35在布置方向上相对于LED 33被布置在不同的侧(LED 33的两侧)。由于与调色剂检测单元131相对比，在图5A和图5B的本实施例中的调色剂检测单元31中光接收元件34和35被集成在集成电路中，因此可以看到，在布置方向上实现小型化。安装在基板上的光电晶体管被透过性树脂材料覆盖。其上安装光接收元件34和35的基板被布置在电路板36上。本实施例的LED 33(光发射元件)和光接收元件34、35使用红外光。然而，如果根据光发射元件和光接收元件的组合、光具有光接收元件对其敏感的波长，那么可在调色剂检测单元31中使用利用其它波长的光的光发射元件和光接收元件。并且，代替光电晶体管，光电二极管可被用作光接收元件34和35。

如图5A所示，光引导路径60被设置在调色剂检测单元31的壳体37中，以向中间转印带12a引导从LED 33发射的光。光引导路径61和62还被设置在壳体37中，以将从LED 33发射的光的反射光引导到光接收元件34和35。光引导路径60和61由布置在壳体37中的开口配置，并且被光遮挡壁38隔开。并且，光引导路径62由光遮挡壁38和光遮挡壁39配置，并且通过光遮挡壁38与光引导路径61隔开。注意，在壳体37内，光引导路径62与向作为被照射部件的中间转印带12a引导从LED 33发射的光的光引导路径60的一部分重叠，并且这有助于调色剂检测单元31的小型化。

光遮挡壁38被布置为使得来自后面描述的光可接收区域55的漫反射光不被光接收元件35接收(使得漫反射光不通过光引导路径62入射在光接收元件35上)。光遮挡壁38集成地形成在壳体37中，在关于电路板36的安装表面的垂直方向上被布置在安装表面上的光接收元件35的位置之上(即，光接收元件35的正上方)，并且接近壳体37的开口形成。

(来自LED 33的光的照射区域54)

这里，图5A所示的来自LED 33的光的照射区域54与其中来自LED 33的光照射在中间转印带12a的外表面上(被照射部件上)的区域对应。照射区域54由连接光引导路径60的左角60L和LED 33的一个边缘的直线、以及连接光引导路径60的右角60R和LED 33的另一个边缘的直线限定。

(光接收元件34和35的光可接收区域55和56)

图5A所示的光接收元件34的光可接收区域55(第二区域)与照射区域54内的区域(范围)(在该区域(范围)中，光接收元件34可接收的光被LED 33照射)对应，并且是作为照射区域54的一部分的区域。光可接收区域55由连接光引导路径61的左角61L和光接收元件34的一个边缘的直线、以及连接光引导路径61的右角61R和光接收元件34的另一个边缘的直线限定。

图5A所示的光接收元件35的光可接收区域56(第一区域)与照射区域54内的区域(范围)(在该区域(范围)中，光接收元件35可接收的光被LED 33照射)对应，并且是作为照射区域54的一部分的区域。光可接收区域56由连接光引导路径62的左角62L和光接收元件35的一个边缘的直线、以及连接光引导路径62的右角62R和光接收元件35的另一个边缘的直线限定。

在本实施例中，如图5A所示，壳体37被配置为将来自LED 33的照射区域54内的光可接收区域55的镜面反射光引导到光接收元件34，并且将来自照射区域54内的光可接收区域56的漫反射光引导到光接收元件35。并且，壳体37被配置为使得光可接收区域55和光可接收区域56是相互不同的区域。注意，光可接收区域55和光可接收区域56在本实施例中不是彼此重叠的区域，但它们可部分(例如，每个区域的边缘)重叠。

在调色剂检测单元31中，如图5B所示，从LED 33发射的光中光接收元件34接收的镜面反射光是在光引导路径60中在沿光轴线50的方向上行进、并且照射在中间转印带12a的外表面上的光。来自中间转印带12a的外表面的镜面反射光近似地在沿光轴线51的方向行进，在壳体37的光引导路径61内被引导，到达光接收元件34并且被接收。更具体而言，光接收元件34接收从LED 33照射的光中、在光可接收区域55内的区域57中以入射角θ入射并且以反射角θ反射的光(镜面反射光)以及入射在光可接收区域55上的光的漫反射光。

同时，如果在中间转印带12a的外表面上的照射区域54中存在作为调色剂图像的测试图案30，那么从LED 33发射的光被中间转印带12a的外表面镜面反射并且被测试图案30漫反射。这种反射光的一部分在沿光轴线51的方向上被反射，到达光接收元件34并且被接收，并且另一部分在沿光轴线53的方向上被反射，通过光引导路径62，到达光接收元件35并且被接收。

在本实施例中，如图4、图5A和图5B所示，通过在电路板36上安装作为IC的两个光接收元件34和35，实现超过传统的调色剂检测单元31的小型化。这里，在图6中，示出调色剂检测单元131的配置的截面图被示为与本实施例相对比的比较例(第一比较例)。在图6所示的调色剂检测单元131中，分别接收从LED 33(光发射元件)发射的光的镜面反射光和漫反射光的两个光接收元件34和35作为独立的电路元件被安装在电路板136上。并且，与这种类型的安装相一致，与LED 33和两个光接收元件34、35对应的单独的开口被设置在壳体137上。在本实施例的调色剂检测单元31中，与作为比较例示出的调色剂检测单元131相比，能够使布置LED 33和两个光接收元件34、35的方向(图6中的水平方向)的尺寸小型化。

并且，当使用本实施例的调色剂检测单元31时，能够在中间转印带12a上的两个不同区域(光可接收区域55和56)中同时检测调色剂图像(测试图案30)。例如，调色剂检测单元31被布置为使得两个光接收元件34和35在与中间转印带12a的表面的移动方向正交的方向上被布置。在这种情况下，用于光接收元件34和35的光可接收区域55和56在与中间转印带12a的表面的移动方向正交的方向上被布置。作为结果，当使用调色剂检测单元31时，能够在中间转印带12a的旋转相位为同相位的定时检测分别通过光可接收区域55和光可接收区域56的调色剂图像(测试图案30)。在第二到第五实施例中，示出利用调色剂检测单元31的这种特征的测试图案30的检测和基于这种检测的结果的控制的示例。

注意，能够在本实施例的调色剂检测单元31中利用调色剂检测精度在低浓度侧和高浓度侧之间不同的光接收元件。例如，配置可使得当接收镜面反射光的光接收元件34在低浓度侧具有高的检测精度时，接收漫反射光的光接收元件35在高浓度侧具有高的检测精度。即使在这种情况下，也能够在本实施例的调色剂检测单元31中通过使用光接收元件34对镜面反射光的光接收结果和光接收元件35对漫反射光的光接收结果来增强调色剂检测精度。

<调色剂检测单元特性>

以下，描述本实施例的调色剂检测单元31的调色剂检测的特性。首先，将描述解释调色剂检测特性所需要的光接收元件34和35的接收光量和光路长度、中间转印带12a的反射特性和比较例。

(光接收元件的接收光量和光路长度)

一般地，作为光接收元件34和35接收的光的强度(光量)的接收光量与光接收面积成比例且与光通过的光路的长度(光路长度)的平方成反比。因此，在本实施例中，光接收元件34和35的接收光量与各光接收元件的光可接收区域55和56的面积成比例，并且与光路长度的平方成反比。

如图5B所示，从LED 33发射并且被光接收元件34接收的光的光路长度可被表达为从LED 33的光发射部分的中心到光可接收区域55的中心的距离LS1与从光可接收区域55的中心到光接收元件34的光接收表面的中心的距离LS2的和。另一方面，从LED 33发射并且被光接收元件35接收的光的光路长度可被表达为从LED 33的光发射部分的中心到光可接收区域56的中心的距离LD1与从光可接收区域56的中心到光接收元件35的光接收表面的中心的距离LD2的和。即，

由光接收元件34接收的光的光路长度＝LS1+LS2，并且，

由光接收元件35接收的光的光路长度＝LD1+LD2。

(中间转印带的反射特性)

图7A和图7B示出中间转印带12a的反射指向特性的示例。图7A示出反射指向特性的测量结果，并且图7B示出测量反射指向特性的方法的概念。在该测量中，如图7B所示，关于中间转印带12a的外表面的垂直方向被假定为0°，并且光从作为点光源被布置在从垂直方向旋转-15°的位置处的LED 33(光发射元件)被照射到中间转印带12a。并且，在保持从照射从LED 33发射的光的照射点(被照射表面上的点)32到光接收元件34的距离为略等距离的同时使光接收元件34从-90°的位置旋转移动到90°的位置的情况下，测量光接收元件34的输出值。

图7A示出通过这种测量获得的反射指向特性。如图7A所示，虽然镜面反射成分(component)在中间转印带12a的反射特性中占主导，但存在在镜面反射方向上作为中心的角宽度72的漫反射成分。即，中间转印带12a具有其中存在在镜面反射方向上有高的强度的漫反射成分的漫反射特性。

(比较例)

图8、图9A和图9B分别是示出调色剂检测单元231的配置的透视图和概略截面图，该调色剂检测单元231作为与本实施例相对比的比较例(第二比较例)被示出。在图8、图9A和图9B所示的调色剂检测单元231中，LED 33(光发射元件)和两个光接收元件34、35被直接安装到同一电路板236的表面，并且在电路板236上被成行地布置。与本实施例的调色剂检测单元31的光接收元件34和35类似，调色剂检测单元231的光接收元件34和35被配置为分别接收LED 33向中间转印带12a照射的光的镜面反射光和漫反射光。

然而，比较例的调色剂检测单元231的配置与本实施例的调色剂检测单元31的配置的不同在于，光接收元件34和35的布置与图4和图5A以及图5B所示的布置相反。即，在调色剂检测单元231中，光接收元件34被布置在比光接收元件35更接近LED 33的位置处，并且光接收元件35被布置在比光接收元件34更远离LED 33的位置处。注意，在调色剂检测单元231的壳体237中形成依赖于LED 33和光接收元件34、35的布置的开口，使得光接收元件34和35可分别接收从LED 33发射的光的镜面反射光和漫反射光。

(调色剂检测特性)

下面，描述本实施例的调色剂检测单元31的调色剂检测特性，这里，使图8、图9A和图9B所示的调色剂检测单元231的调色剂检测特性为比较目标。图10A～10D示出作为测试图案30在中间转印带12a上依次形成具有不同浓度的调色剂图像并且通过调色剂检测单元31检测形成的测试图案30的情况下、光接收元件34和35的输出的示例。图10A和图10B分别示出本实施例的调色剂检测单元31的光接收元件34和35的输出。图10C和图10D分别示出在执行与本实施例的调色剂检测单元31类似的测量时的情况下获得的比较例的调色剂检测单元231的光接收元件34和35的输出。

这里，调色剂检测单元31位于图像形成装置100内，使得光接收元件34和35在与调色剂检测单元31面向的中间转印带12a的表面的移动方向正交的方向上被布置。在这种情况下，用于光接收元件34和35的光可接收区域55和56在与中间转印带12a的表面的移动方向正交的方向上被布置。光接收元件34和35接收从光可接收区域55和56反射的光，并且产生和输出与接收光量对应的值的检测信号。注意，中间转印带12a的表面的移动方向和与移动方向正交的方向分别与通过激光束扫描感光鼓1时的副扫描方向和主扫描方向对应。在图10A～10D中，示出通过在在主扫描方向上等于或者宽于照射区域54的范围中形成测试图案30所获得的光接收元件34和35的输出的测量结果。即，配置使得当测试图案30通过光可接收区域55和56时由光接收元件34和35检测同一测试图案。

图10A～10D示出测试图案30在中间转印带12a上被形成使得调色剂的浓度从0％到100％每次逐渐增加20％并且通过调色剂检测单元31检测的情况下光接收元件34和35的输出的变化。在图10A～10D的示图中的每一个中，记录通过光接收元件34和35的光可接收区域55和56的调色剂(其为检测目标)的浓度[％]。与浓度0％对应的输出值101和102与不在光可接收区域55和56上形成调色剂图像并且光接收元件34和35分别接收来自中间转印带12a的表面(外表面)的反射光的情况下的输出值相当。

首先，图10A示出本实施例的调色剂检测单元31中接收从LED 33发射的光的镜面反射光的光接收元件34的输出。在接收从其上不形成测试图案30的中间转印带12a的表面反射的光的情况下，光接收元件34的输出值变为最大值(输出值101)。这是因为，如通过使用图7A和图7B解释的那样，虽然中间转印带12a具有几分漫反射特性作为光学特性，但是镜面反射特性占主导。并且，如果从测试图案30(调色剂图像)接收反射光，那么随着调色剂的浓度增加，光接收元件34的输出值变低。这是因为，由于调色剂的漫反射特性，调色剂的浓度增加越多，来自调色剂的镜面反射光的光量就变得越少。

可以看到，虽然图10A所示的光接收元件34的输出与图10C所示的比较例的光接收元件34的输出相比表现类似的趋势，但是值总体比比较例中稍小。输出值的这种差异依赖于光接收元件34接收的光的光路长度(LS1+LS2)。具体而言，当比较图5B所示的调色剂检测单元31的配置和图9B所示的比较例的配置时，在本实施例的配置中，LED 33与光接收元件34之间的距离比比较例的配置中大，并且入射角(反射角)θ比比较例的配置中大。因此，在本实施例的配置中，光路长度(LS1+LS2)比比较例的配置中长，从而导致光接收元件34的输出的差异。

然而，如图10A和图10C所示，光接收元件34的输出的这种差异小。这是因为，光接收元件34接收的镜面反射光具有比较高的指向性，所以由于光路长度的差异而出现的镜面反射光的接收光量的差异小。如上所述，本实施例的调色剂检测单元31具有光接收元件34的输出与比较例的调色剂检测单元231相比变得稍小的特性，但具有足够的调色剂检测特性。具体而言，如图10A所示，在光接收元件34接收从中间转印带12a的表面反射的光的情况下的输出值101(最大值)与光接收元件34接收从各浓度的调色剂图像反射的光的情况下的输出值之间，存在足够的差。因此，如果使用本实施例的调色剂检测单元31，那么能够通过光接收元件34的输出值与阈值之间的比较处理来以足够的精度确定调色剂的浓度和中间转印带12a上的(光可接收区域55中的)调色剂的存在或不存在。

下面，图10B示出本实施例的调色剂检测单元31中接收从LED 33发射的光的漫反射光的光接收元件35的输出。光接收元件35的输出被示为相对于调色剂浓度的变化以与光接收元件34的输出(图10A)相反的趋势改变。具体而言，在接收从其上不形成测试图案30的中间转印带12a的表面反射的光的情况下，光接收元件35的输出值变为最小值(输出值102)。这是因为中间转印带12a的漫反射特性弱。并且，如果从测试图案30(调色剂图像)接收反射光，那么随着调色剂的浓度增加，光接收元件35的输出值变高。这是因为，由于调色剂的漫反射特性，调色剂的浓度增加越多，来自调色剂的漫反射光的光量就变得越大。

当图10B所示的光接收元件35的输出与图10D所示的比较例的光接收元件35的输出相比时，可以看到，虽然最大值比比较例大，但是最小值较小，即，最小值与最大值之间的差103比比较例中大。并且，在本实施例中，与比较例相比，在光接收元件35接收从中间转印带12a的表面反射的光的情况下的输出值102(最小值)与光接收元件35接收从各浓度的调色剂图像反射的光的情况下的输出值之间，存在较大的差。因此，如果使用本实施例的调色剂检测单元31，那么能够通过光接收元件35的输出值与阈值之间的比较处理来以比比较例中高的精度确定调色剂的浓度和中间转印带12a上的(光可接收区域56中的)调色剂的存在或不存在。

下面，描述在本实施例的调色剂检测单元31与比较例的调色剂检测单元231之间出现接收从LED 33发射的光的漫反射光的光接收元件35的输出的差异(即，发生调色剂检测特性的差异)的原因。

首先，描述不在LED 33的照射区域54(光可接收区域56)上形成测试图案30的情况下、图10B所示的输出值102与图10D所示的输出值102之间的差异。在图9B所示的比较例的配置中，光接收元件35被配置为接收在近似沿光轴线51的镜面反射方向上行进的漫反射光和在沿光轴线53的方向上行进的漫反射光。对于沿光轴线53行进的漫反射光，光路长度为比较长的(LD1+LD2)，并且它以低的强度被光接收元件35接收。同时，对于在镜面反射方向上行进的漫反射光，不仅光路长度为比较短的(LS1+LS2)，而且由于前述中间转印带12a的漫反射特性，它以比较高的强度被光接收元件35接收。因此，如图10D所示，比较例的调色剂检测单元231中的光接收元件35的输出值102增加与从中间转印带12a的表面反射的光的接收光量对应的量。这意味着，在光接收元件35的输出中，对调色剂的检测有效的幅度成分变小。

与此相对比，在图5B所示的本实施例的配置中，光接收元件35被配置为接收在沿光轴线53的方向上行进的漫反射光，并且不接收在近似沿光轴线51的镜面反射方向上行进的漫反射光。具体而言，从LED 33沿光轴线50行进并且在沿光轴线51的方向上在中间转印带12a的表面处被反射的光的漫反射成分被光遮挡壁38阻挡，并且不入射在光接收元件35上。并且，从LED 33沿光轴线52行进的光的反射光的比较高强度漫反射成分从中间转印带12a在光轴线53′的方向上行进，并且该漫反射成分不入射在光接收元件35上。因此，如图10B所示，在本实施例的调色剂检测单元31中，在光接收元件35接收从中间转印带12a的表面反射的光的情况下的输出值102比比较例(图10D)中更多地抑制。这意味着，在光接收元件35的输出中，对调色剂的检测有效的幅度成分变大。

下面，描述在LED 33的照射区域54(光可接收区域56)上形成测试图案30的情况下、图10B所示的输出值与图10D所示的输出值之间的差异。这里，当关注接收来自100％的浓度的调色剂图像(纯(solid)图像)的反射光的情况下光接收元件35的输出值时，图10B所示的输出值比图10D所示的输出值(比较例)大。这是因为，虽然比较例的调色剂检测单元231具有其中LED 33与光接收元件35之间的距离相对长的配置，但是本实施例的调色剂检测单元31具有其中LED 33与光接收元件35之间的距离相对短的配置。即，由于对于本实施例的调色剂检测单元31来说光接收元件35接收的光的光路长度(LD1+LD2)比对于比较例的调色剂检测单元231来说短，因此漫反射光可以以较高的强度被接收。

以这种方式，安装到电路板36的壳体37被配置在本实施例的调色剂检测单元31中，使得光接收元件34的光可接收区域55和光接收元件35的光可接收区域56是彼此不重叠的区域。这配置使得能够在光接收元件35接收来自调色剂图像的漫反射光的情况下实现相对大的接收光量，而在光接收元件35接收来自中间转印带12a的表面的漫反射光的情况下相对减少接收光量。在本实施例的调色剂检测单元31中，接收LED 33(光发射元件)发射的光的漫反射光的光接收元件35进一步被布置在比接收LED 33发射的光的镜面反射光的光接收元件34更接近LED 33的位置处。该配置进一步使得能够在光接收元件35接收来自调色剂图像的漫反射光的情况下实现相对更大的接收光量。注意，调色剂检测单元31被配置为使得共用的LED 33(光发射元件)能够充分地向光可接收区域55和56两者照射光(即，使得光可接收区域55和56两者包含在照射区域54中)。

借助本实施例的调色剂检测单元31的配置，接收从中间转印带12a的表面反射的光的情况下光接收元件35的输出值102变得比比较例的调色剂检测单元231的输出值小。并且，接收从最大浓度(100％)的调色剂图像反射的光的情况下光接收元件35的输出值变得比比较例的调色剂检测单元231的输出值大。即，借助本实施例的调色剂检测单元31的配置，能够增大接收从每个浓度的调色剂图像反射的光的情况下的光接收元件35的输出值与输出值102(最小值)之间的差(例如，差103)。

因此，在本实施例的调色剂检测单元31中，能够基于从LED 33发射的光的漫反射光的通过光接收元件35的光接收结果来以比比较例中高的精度确定光可接收区域56中的调色剂的存在或不存在以及调色剂浓度。即，相对于基于从LED 33发射的光的漫反射光的光接收结果的调色剂检测(调色剂的存在或不存在以及浓度的确定)的能力，本实施例的调色剂检测单元31具有比比较例的调色剂检测单元231优异的能力。

<调色剂检测单元31的其它特性>

如图5A和图5B所示，本实施例的调色剂检测单元31被配置为使得接收漫反射光的光接收元件35的光可接收区域56比接收镜面反射光的光接收元件34的光可接收区域55宽。如以上通过使用图10A～10D描述的那样，从LED 33发射的光的镜面反射光是具有比较高的指向性的强光。与此相对比，从LED 33发射的光的漫反射光在各个方向上散射，并且是具有低的指向性的弱光。因此，在本实施例中，使用于接收漫反射光的光可接收区域56比用于接收镜面反射光的光可接收区域55宽，使得光接收元件35的漫反射光的接收光量变大。即，如图5A和图5B所示，在布置光接收元件34和光接收元件35的方向上，光可接收区域56的尺寸比光可接收区域55的尺寸大。

并且，在本实施例的调色剂检测单元31中，从LED 33(光发射元件)发射的光通过布置在壳体37中的光引导路径60从壳体37发射。从LED 33发射的光的漫反射光通过光引导路径62入射在光接收元件35上。即，调色剂检测单元31被配置为使得用于从LED 33发射的光的从壳体37的出口和用于光接收元件35接收的漫反射光的进入壳体37的入口是共用的。即，在壳体37中，形成用于使从LED 33发射的光和要入射在光接收元件34和35上的光变窄的共用开口。这样，与从LED 33发射的光的出口和漫反射光的入口不同的情况相比，能够使得LED 33与光接收元件35之间的距离较短。作为结果，能够缩短光接收元件35接收的光的光路长度(LD1+LD2)并且还缩短光接收元件34接收的光的光路长度(LS1+LS2)。因此，能够增大光接收元件34和35中的每一个接收的光的量并且使得指示光接收结果的来自每个光接收元件的输出值为较大的值。

注意，在本实施例中，两个光接收元件34和35被集成以使调色剂检测单元31小型化，但是它们可在与本实施例中类似的位置处被布置为邻近的独立的电路元件。在这些情况下，也可以实现能够获得与本实施例类似的优点的调色剂检测单元31。

如上所述，本实施例的调色剂检测单元31包含向中间转印带12a照射光的LED 33、以及分别接收从LED 33发射的光的镜面反射光和漫反射光的光接收元件34和35。LED 33和光接收元件34、35在电路板36上被成行地安装。对电路板36设置向中间转印带12a引导从LED 33发射的光的光引导路径和分别将镜面反射光和漫反射光引导到光接收元件34和35的光引导路径。具体而言，壳体37被配置为将来自LED 33的照射区域54内的光可接收区域55的镜面反射光引导到光接收元件34和将来自照射区域54内的与光可接收区域55不同的光可接收区域56的漫反射光引导到光接收元件35。根据本实施例，能够在实现调色剂检测单元31在LED 33和光接收元件34、35的布置方向上的尺寸的小型化的同时关于基于漫反射光的光接收结果的调色剂检测的能力实现优异的能力(比比较例的调色剂检测单元231优异)。

第二实施例

在第二到第五实施例中，作为在第一实施例中解释的调色剂检测单元31的使用的示例，描述执行使用对于调色剂检测单元31的检测有利的测试图案的颜色未配准校正控制的示例。

一般地，在颜色未配准中，存在由于静态原因导致的颜色未配准(静态颜色未配准)和由于动态原因导致的颜色未配准量周期性波动的颜色未配准(动态颜色未配准)。静态原因是图像的写入开始位置的误差等。动态原因是由于传输带的驱动辊的驱动的不均匀、感光鼓的旋转的不均匀等导致的传输带(打印材料传输带、中间转印带等)的速度波动。如果在中间转印带上形成的测试图案通过光学传感器检测以测量(静态)颜色未配准量，那么由于依赖于测试图案的检测定时的程度的动态颜色未配准成分，将在该测量结果中出现误差。(例如，参见日本专利公开No.2002-14507。)检测用于颜色未配准量测量的基准颜色和目标颜色的斑块(patch)图像的定时(动态颜色未配准成分的波动的相位)位移(displace)越大，这种动态颜色未配准成分变得越大。

为了减小前述测量误差，如例如在日本专利公开No.2002-14507中记载的那样，需要能够通过在传输器带的移动方向上形成与动态颜色未配准成分的多个相位对应的多个图案消除动态颜色未配准成分。然而，如果在传输带的移动方向(副扫描方向)上形成多个图案，那么存在副扫描方向上的多个图案的总长度变得较长且颜色未配准校正控制(校准)所需要的时间也变得较长的问题。

与此相对比，如果如上面描述的那样使用图4以及图5A和图5B所示的调色剂检测单元31，那么能够在中间转印带12a上的两个不同的区域(光可接收区域55和56)中同时检测调色剂图像。因此，在本实施例中，利用调色剂检测单元31的该特性，形成其中基准颜色和目标颜色的斑块图像被布置在副扫描方向上同一位置处(即，近似相同相位处)的测试图案。这使得这些斑块图像能够被光接收元件34和35检测。如果能够以这种方式在动态颜色未配准成分的波动的相位具有相同的相位的定时处检测基准颜色和目标颜色的斑块图像，那么变得能够在不遭受动态颜色未配准成分的影响的情况下测量(静态)颜色未配准量。在这种情况下，有利的是不必为了消除动态颜色未配准成分形成与上述的多个相位对应的多个测试图案。以下，关注与第一实施例的不同点，描述本实施例。

<测试图案的示例>

在本实施例中，描述调色剂检测单元31(光学传感器)的光源波长中的中间转印带12a的反射率对于镜面反射光比任何颜色的调色剂图像高并且对于漫反射光比任何颜色的调色剂图像低的情况。在这种情况下，能够很好地通过调色剂检测单元31检测来自中间转印带12a的镜面反射光和漫反射光两者。

图11示出与感光鼓1的一个旋转周期对应的距离Ld1中的测试图案30的示例。在图11中，在在中间转印带12a上的区域155上形成调色剂图像的情况下，该区域与调色剂图像在中间转印带12a的传输期间通过光接收元件34的光可接收区域55的区域对应。并且，在在中间转印带12a上的区域156上形成调色剂图像的情况下，该区域与调色剂图像在中间转印带12a的传输期间通过光接收元件35的光可接收区域56的区域对应。以下，区域155将被称为“用于镜面反射光接收的区域”，并且区域156将被称为“用于漫反射光接收的区域”。

如图11所示，分别在用于镜面反射光接收的区域155和用于漫反射光接收的区域156中并行地形成独立的测试图案(调色剂图像)。并且，沿中间转印带12a的表面的移动方向(沿调色剂图像的传输方向)交替布置用于检测副扫描方向的颜色未配准量的测试图案30v和用于检测主扫描方向的颜色未配准量的测试图案30m。测试图案30v和30m分别由包含作为多个调色剂图像(调色剂斑块)的多个斑块图像的斑块图像组配置。以这种方式，本实施例的测试图案30包含测试图案30v和测试图案30m。注意，中间转印带12a的表面的移动方向和与移动方向正交的方向对应于通过激光束扫描感光鼓1时的副扫描方向和主扫描方向。

测试图案30v包含在中间转印带12a上的用于镜面反射光接收的区域155上沿副扫描方向布置的、用作颜色未配准量检测的基准的基准颜色斑块图像Pstd1a、Pstd2a、Pstd3a和Pstd4a。测试图案30v还包含用作其中基准颜色被用作基准的颜色未配准量检测的目标并且在中间转印带12a上的用于漫反射光接收的区域156上沿副扫描方向布置的目标颜色斑块图像Ptgt1a、Ptgt2a、Ptgt3a和Ptgt4a。目标颜色斑块图像Ptgt1a、Ptgt2a、Ptgt3a和Ptgt4a被布置为具有分别与基准颜色斑块图像Pstd1a、Pstd2a、Pstd3a和Pstd4a近似相同的副扫描方向的相位。注意，目标颜色斑块图像Ptgt1a、Ptgt2a、Ptgt3a和Ptgt4a分别使用不同颜色调色剂形成。

测试图案30m包含在中间转印带12a上的用于镜面反射光接收的区域155的副扫描方向布置的基准颜色斑块图像Pstd1b、Pstd2b、Pstd3b和Pstd4b、以及基准颜色斑块Pstd1c、Pstd2c、Pstd3c和Pstd4c。测试图案30m还包含在中间转印带12a上的用于镜面反射光接收的区域156的副扫描方向布置的目标颜色斑块图像Ptgt1b、Ptgt2b、Ptgt3b和Ptgt4b、以及目标颜色斑块图像Ptgt1c、Ptgt2c、Ptgt3c和Ptgt4c。目标颜色斑块图像Ptgt1b、Ptgt2b、Ptgt3b和Ptgt4b被布置为具有分别与基准颜色斑块图像Pstd1b、Pstd2b、Pstd3b和Pstd4b近似相同的副扫描方向的相位。并且，目标颜色斑块图像Ptgt1c、Ptgt2c、Ptgt3c和Ptgt4c被布置为具有分别与基准颜色斑块图像Pstd1c、Pstd2c、Pstd3c和Pstd4c近似相同的副扫描方向的相位。注意，目标颜色斑块图像Ptgt1b、Ptgt2b、Ptgt3b和Ptgt4b分别使用不同颜色调色剂形成，并且目标颜色斑块图像Ptgt1c、Ptgt2c、Ptgt3c和Ptgt4c分别使用不同颜色调色剂形成。

在图11的示例中，以与感光鼓1的旋转周期的一半对应的反相位的距离Ld2的间隔，重复地在副扫描方向上形成测试图案30v。这样，通过重复图案，能够消除由于感光鼓1的旋转的不均匀导致的颜色未配准量的检测误差成分。注意，可根据能够形成中间转印带12a上的测试图案的区域另外形成与感光鼓1的旋转周期的1/3、旋转周期的1/4等对应的测试图案。这样，变得能够以较高的精度消除由于感光鼓1的旋转的不均匀导致的颜色未配准量的检测误差成分。

<副扫描方向上的颜色未配准量检测>

下面，参照图12A，描述通过使用图11所示的测试图案30v检测(测量)副扫描方向上的相对于基准颜色的目标颜色的颜色未配准量的方法。这里，作为示例，描述基准颜色被假定为黑色(K)且目标颜色被假定为黄色(Y)的情况下相对于基准颜色的目标颜色的颜色未配准量的检测。

作为图11所示的测试图案30v的一部分，图12A放大作为基准颜色的K的斑块图像Pstd1a和作为目标颜色的Y的斑块图像Ptgt1a。如上所述，基准颜色(K)的斑块图像Pstd1a和目标颜色(Y)的斑块图像Ptgt1a分别具有符合光可接收区域55和56的尺寸的尺寸。如在第一实施例中描述的那样，因为光可接收区域56比光可接收区域55宽，所以目标颜色(Y)的斑块图像Ptgt1a比基准颜色(K)的斑块图像Pstd1a在主扫描方向和副扫描方向上具有更大的尺寸。

在用于镜面反射光接收的区域155上形成的斑块图像Pstd1a在与中间转印带12a的表面的移动一起被传输的同时通过包含在调色剂检测单元31中的光接收元件34的光可接收区域55。控制单元41(CPU)基于来自中间转印带12a和斑块图像Pstd1a的镜面反射光的通过光接收元件34的光接收结果来检测斑块图像Pstd1a的副扫描方向的前端(leading end)和后端(trailing end)。控制单元41检测斑块图像Pstd1a的前端的检测定时Tstd1ap和斑块图像Pstd1a的后端的检测定时Tstd1as分别作为斑块图像的前端位置和后端位置。

同时，在用于漫反射光接收的区域156上形成的斑块图像Ptgt1a在与中间转印带12a的表面的移动一起被传输的同时通过包含在调色剂检测单元31中的光接收元件35的光可接收区域56。控制单元41基于来自中间转印带12a和斑块图像Ptgt1a的漫反射光的通过光接收元件35的光接收结果来检测斑块图像Ptgt1a的副扫描方向的前端和后端。控制单元41检测斑块图像Ptgt1a的前端的检测定时Ttgt1ap和斑块图像Ptgt1a的后端的检测定时Ttgt1as分别作为斑块图像的前端位置和后端位置。

控制单元41从以这种方式获得的数据计算基准颜色(K)的斑块图像Pstd1a的前端Tstd1ap与后端Tstd1as之间的中心位置Tstd1a和目标颜色(Y)的斑块图像Ptgt1a的前端Ttgt1ap与后端Ttgt1as之间的中心位置Ttgt1a。并且，控制单元41将基准颜色(K)的斑块图像Pstd1a的中心位置Tstd1a与目标颜色(Y)的斑块图像Ptgt1a的中心位置Ttgt1a之间的差Dtgt1a(＝Ttgt1a-Tstd1a)计算为在副扫描方向上的相对于基准颜色(K)的目标颜色(Y)的颜色未配准量。控制单元41可通过使用颜色未配准量的该计算结果执行前述的颜色未配准校正控制(例如，通过调整写入开始定时的副扫描方向上的颜色未配准校正)。

<主扫描方向上的颜色未配准量检测>

下面，参照图12B，描述通过使用图11所示的测试图案30m检测(测量)主扫描方向上的相对于基准颜色的目标颜色的颜色未配准量的方法。这里，与图12A类似，作为示例，描述基准颜色被假定为黑色(K)且目标颜色被假定为黄色(Y)的情况下相对于基准颜色的目标颜色的颜色未配准量的检测。

作为图11所示的测试图案30m的一部分，图12B放大作为基准颜色的K的斑块图像Pstd1b和作为目标颜色的Y的斑块图像Ptgt1b。如图12B所示，对于每个斑块图像，为了使得能够检测主扫描方向上的颜色未配准量，存在相对于中间转印带12a的表面的移动方向(副扫描方向)的倾角45°。并且，如上所述，斑块图像Pstd1b和斑块图像Ptgt1b被布置为在副扫描方向上处于近似相同的相位。

在用于镜面反射光接收的区域155上形成的斑块图像Pstd1b在与中间转印带12a的表面的移动一起被传输的同时通过光接收元件34的光可接收区域55。控制单元41基于通过光接收元件34的镜面反射光的光接收结果来检测斑块图像Pstd1b的副扫描方向的前端和后端。控制单元41检测斑块图像Pstd1b的前端的检测定时Tstd1bp和后端的检测定时Tstd1bs分别作为斑块图像的前端位置和后端位置。

同时，在用于漫反射光接收的区域156上形成的斑块图像Ptgt1b在与中间转印带12a的表面的移动一起被传输的同时通过光接收元件35的光可接收区域56。控制单元41基于通过光接收元件35的漫反射光的光接收结果来检测斑块图像Ptgt1b的副扫描方向的前端和后端。控制单元41检测斑块图像Ptgt1b的前端的检测定时Ttgt1bp和后端的检测定时Ttgt1bs分别作为斑块图像的前端位置和后端位置。

控制单元41从以这种方式获得的数据计算基准颜色(K)的斑块图像Pstd1b的前端Tstd1bp与后端Tstd1bs之间的中心位置Tstd1b和目标颜色(Y)的斑块图像Ptgt1b的前端Ttgt1bp与后端Ttgt1bs之间的中心位置Ttgt1b。并且，控制单元41计算基准颜色(K)的斑块图像Pstd1b的中心位置Tstd1b与目标颜色(Y)的斑块图像Ptgt1b的中心位置Ttgt1b之间的差Dtgt1b(＝Ttgt1b-Tstd1b)。这里，包含在测试图案30m中的每个斑块图像的倾角为45°。因此，能够在不存在副扫描方向上的颜色未配准的条件下将计算的Dtgt1b处理为相对于基准颜色(K)的目标颜色(Y)的主扫描方向上的颜色未配准量。控制单元41可通过使用该颜色未配准量计算结果执行前述的颜色未配准校正控制(例如，通过调整写入开始定时等的主扫描方向上的颜色未配准校正)。

如上所述，在本实施例中，利用调色剂检测单元31的光可接收区域55和56不重叠的事实，在中间转印带12a上形成其中基准颜色和目标颜色的斑块图像被布置在副扫描方向上近似相同的相位处的测试图案30。并且，通过使用光接收元件34和35检测测试图案30，颜色未配准量被检测(测量)。

通过以这种方式使用在第一实施例中描述的调色剂检测单元31，能够通过使用在副扫描方向上近似相同的相位处形成的基准颜色和目标颜色的斑块图像检测颜色未配准量。这样，能够在移除中间转印带12a的动态颜色未配准成分(不是由于感光鼓之间的距离的误差导致的动态颜色未配准成分)的同时检测颜色未配准量。即，因为例如针对诸如中间转印带12a的旋转周期的1/4的消除处理变得不必要，所以不再需要为了消除动态颜色未配准成分形成与动态颜色未配准成分的多个相位对应的多个测试图案。因此，能够提高与测试图案的单位长度对应的颜色未配准量的检测精度，并且能够缩短测试图案30在副扫描方向上的总长度。这样，能够减少用于形成测试图案30的调色剂消耗量，并且能够缩短颜色未配准量的检测所需要的时间以及颜色未配准校正控制所需要的时间。

注意，在本实施例中，在假定基准颜色为黑色(K)且目标颜色为黄色(Y)的情况下描述副扫描方向和主扫描方向上的颜色未配准量的检测，但是能够类似地对于其它颜色组合检测颜色未配准量。并且，在本实施例中使用的测试图案30v和30m(图11)仅仅是示例，并且可以利用具有不同的特性(诸如图案形状、图案间隔、颜色组合等)的测试图案。另外，副扫描方向上的目标颜色的斑块图像的次序可与图11所示的次序不同。在本实施例中，示出在光接收元件34侧的用于镜面反射光接收的区域155上形成基准颜色斑块图像并且在光接收元件35侧的用于漫反射光接收的区域156中形成目标颜色斑块图像的示例。然而，可在光接收元件34侧的用于镜面反射光接收的区域155上形成基准颜色斑块图像，并且可在光接收元件35侧的用于漫反射光接收的区域156中形成目标颜色斑块图像。

第三实施例

在第三实施例中，描述校正在前述实施例中描述的在调色剂检测单元31中安装在同一电路板36上的光接收元件34和35的副扫描方向和主扫描方向上的相对位置未对齐的示例。以下，关注与第一和第二实施例的不同点，描述本实施例。

在第二实施例中，通过使得基准颜色和目标颜色为不同颜色，检测基准颜色与目标颜色之间的颜色未配准量。与此相对比，能够在使得基准颜色与目标颜色为相同颜色的情况下执行与第二实施例中的颜色未配准量的检测类似的处理时检测调色剂检测单元31上(电路板36上)的光接收元件34和35的相对位置未对齐量。在本实施例中，作为示例，假定基准颜色和目标颜色为相同的颜色黑色(K)，并且检测以光接收元件34的位置作为基准的光接收元件35的相对位置未对齐量。

<副扫描方向上的位置未对齐量检测>

作为图11所示的测试图案30v的一部分，图13A放大作为基准颜色的斑块图像Pstd4a和作为目标颜色且为与基准颜色相同的颜色的斑块图像Ptgt4a。如在第二实施例中描述的那样，在用于镜面反射光接收的区域155上形成基准颜色斑块图像Pstd4a，并且在用于漫反射光接收的区域156上形成目标颜色斑块图像Ptgt4a。

控制单元41基于通过光接收元件34的镜面反射光的光接收结果来检测在用于镜面反射光接收的区域155中形成的基准颜色的斑块图像Pstd4a的副扫描方向的前端Tstd4ap和后端Tstd4as。并且，控制单元41基于通过光接收元件35的漫反射光的光接收结果来检测在用于漫反射光接收的区域156中形成的目标颜色的斑块图像Ptgt4a的副扫描方向的前端Ttgt4ap和后端Ttgt4as。控制单元41从以这种方式获得的数据计算基准颜色(K)的斑块图像Pstd4a的中心位置Tstd4a和目标颜色(K)的斑块图像Ptgt4a的中心位置Ttgt4a。并且，控制单元41计算这些中心位置的差Dsns4a(Dsns4a＝Ttgt4a-Tstd4a)作为光接收元件34与光接收元件35之间的副扫描方向上的位置未配准量。

控制单元41通过使用计算的位置未配准量Dsns4a作为第二实施例中的颜色未配准量的检测值Dtgt1a的校正值来执行颜色未配准校正控制。即，控制单元41使用通过利用位置未对齐量Dsns4a校正颜色未配准量的检测值Dtgt1a获得的值(＝Dtgt1a+Dsns4a)执行上述的颜色未配准校正控制(例如，通过调整写入开始定时等的副扫描方向的颜色未配准校正)。这样，能够提高颜色未配准校正控制的校正精度。

<主扫描方向上的位置未对齐量检测>

作为图11所示的测试图案30m的一部分，图13B放大作为基准颜色的斑块图像Pstd4b和作为目标颜色且为与基准颜色相同的颜色的斑块图像Ptgt4b。如在第二实施例中描述的那样，在用于镜面反射光接收的区域155上形成基准颜色斑块图像Pstd4b，并且在用于漫反射光接收的区域156上形成目标颜色斑块图像Ptgt4b。为了使得能够检测光接收元件34和35的主扫描方向上的位置未对齐量，与第二实施例中类似，每个斑块图像相对于中间转印带12a的表面的移动方向(副扫描方向)具有倾角45°。

控制单元41基于通过光接收元件34的镜面反射光的光接收结果来检测在用于镜面反射光接收的区域155中形成的基准颜色的斑块图像Pstd4b的副扫描方向的前端Tstd4bp和后端Tstd4bs。并且，控制单元41基于通过光接收元件35的漫反射光的光接收结果来检测在用于漫反射光接收的区域156中形成的目标颜色的斑块图像Ptgt4b的副扫描方向的前端Ttgt4bp和后端Ttgt4bs。控制单元41从以这种方式获得的数据计算基准颜色(K)的斑块图像Pstd4b的中心位置Tstd4b和目标颜色(K)的斑块图像Ptgt4b的中心位置Ttgt4b。并且，控制单元41计算这些中心位置的差Dsns4b(Dsns4b＝Ttgt4b-Tstd4b)作为光接收元件34与光接收元件35之间的主扫描方向上的位置未对齐量。

控制单元41通过使用计算的位置未对齐量Dsns4b作为第二实施例中的颜色未配准量的检测值Dtgt1b的校正值来执行颜色未配准校正控制。即，控制单元41使用通过利用位置未配准量Dsns4b校正颜色未配准量的检测值Dtgt1b获得的值(＝Dtgt1b+Dsns4b)执行上述的颜色未配准校正控制(例如，通过调整写入开始定时等的主扫描方向的颜色未配准校正)。这样，能够提高颜色未配准校正控制的校正精度。

如上所述，在本实施例中，能够在使得基准颜色和目标颜色为相同颜色的情况下通过执行与第二实施例中的颜色未配准量的检测类似的处理来检测安装在同一电路板36上的光接收元件34和光接收元件35之间的相对位置未对齐量。并且，通过对第二实施例中的颜色未配准校正控制施加检测的位置未对齐量，能够提高颜色未配准校正的精度。注意，在本实施例中，在假定基准颜色和目标颜色为黑色(K)的情况下描述光接收元件34和35的位置未对齐量的检测，但是也能够类似地通过使用其它颜色检测位置未对齐量。

第四实施例

在第四实施例中，描述调色剂检测单元31(光学传感器)的光源波长中的中间转印带12a的反射率与第二和第三实施例中的反射率不同的情况下的颜色未配准量的检测。具体而言，描述中间转印带12a的反射率对于镜面反射光比任何颜色的调色剂图像的反射率高并且比黑色(K)以外的颜色(Y、M和C)的调色剂图像的反射率低、但是对于漫反射光与K的调色剂图像的反射率近似相等的情况。在这种情况下，对于黑色(K)以外的颜色(Y、M和C)的调色剂图像，能够使用镜面反射光和漫反射光中的任一种通过调色剂检测单元31以良好的精度检测。然而，对于K的调色剂图像，通过光接收元件35的接收光量对于来自其中在中间转印带12a上形成调色剂图像的区域的漫反射光和对于来自其上不形成调色剂图像的区域的漫反射光变得相当，因此调色剂图像的检测变得困难。

因此，本实施例的特征在于，如果在中间转印带12a上的用于漫反射光接收的区域156上形成黑色(K)调色剂图像，那么K以外的颜色的反射率不同(高)的调色剂图像被形成为K调色剂图像的基底图像(base image)。即，通过在K以外的具有高反射率的颜色的调色剂图像上重叠地形成K调色剂图像，可以提高K调色剂图像的边界的检测精度。注意，现在，关注与第一到第三实施例的不同点，描述本实施例。

在本实施例中，作为示例，描述基准颜色被假定为品红色(M)且目标颜色被假定为黑色(K)的情况下相对于基准颜色的目标颜色的副扫描方向上的颜色未配准量的检测。作为图11所示的测试图案30v的一部分，图14放大作为基准颜色(M)的斑块图像Pstd2a和作为目标颜色(K)的斑块图像Ptgt2a。在用于镜面反射光接收的区域155上形成基准颜色的斑块图像Pstd2a，并且在用于漫反射光接收的区域156上形成目标颜色的斑块图像Ptgt2a。在本实施例中，作为目标颜色(K)的斑块图像Ptgt2a的基底图像，在用于漫反射光接收的区域156上形成其尺寸比目标颜色的斑块图像大的黄色(Y)的斑块图像Ppri2a。即，在Y的斑块图像Ppri2a上重叠地形成K的斑块图像Ptgt2a。

与第二和第三实施例类似，控制单元41基于通过光接收元件34的镜面反射光的光接收结果来检测在用于镜面反射光接收的区域155上形成的基准颜色(M)的斑块图像Pstd2a的副扫描方向的前端Tstd2ap和后端Tstd2as。并且，控制单元41基于通过光接收元件35的漫反射光的光接收结果来检测在用于漫反射光接收的区域156中形成的目标颜色的斑块图像Ptgt2a的副扫描方向的前端Ttgt2ap和后端Ttgt2as。此时，控制单元41从目标颜色的斑块图像Ptgt2a和形成为基底图像的Y的斑块图像Ppri2a之间的边界检测斑块图像Ptgt2a的前端和后端。

控制单元41从以这种方式获得的数据计算基准颜色(M)的斑块图像Pstd2a的中心位置Tstd2a和目标颜色(K)的斑块图像Ptgt2a的中心位置Ttgt2a。并且，控制单元41计算基准颜色(M)的斑块图像Pstd2a的中心位置Tstd2a与目标颜色(K)的斑块图像Ptgt2a的中心位置Ttgt2a之间的差Dtgt2a(＝Ttgt2a-Tstd2a)作为相对于基准颜色(M)的目标颜色(K)的副扫描方向上的颜色未配准量。与第二和第三实施例类似，控制单元41通过使用这种类型的颜色未配准量计算结果可执行颜色未配准校正控制(例如，通过调整写入开始定时等的副扫描方向上的颜色未配准校正)。

如上所述，在本实施例中，对于漫反射光，形成基底图像，使得基底图像与目标颜色的斑块图像之间的反射率的差异变得比中间转印带12a的表面与目标颜色的斑块图像之间的反射率的差异大。借助本实施例，能够防止在作为测试图案30在用于漫反射光接收的区域156上形成诸如黑色(K)的包含在反射光中的漫反射光的比率低的颜色的斑块图像的情况下颜色未配准量的检测精度劣化。

注意，在本实施例中，在假定基准颜色为品红色(M)、目标颜色为黑色(K)且形成为基底图像的斑块图像的颜色为黄色(Y)的情况下描述副扫描方向上的颜色未配准量的检测，但是对于颜色的其它组合，能够类似地检测颜色未配准量。能够通过与图14所示的测试图案30v类似地形成变为基底图像的斑块图像、利用与第二实施例类似的处理实现主扫描方向上的颜色未配准量的检测。并且，本实施例中的中间转印带12a的反射率仅仅是示例。例如，在在中间转印带12a上的用于镜面反射光接收的区域155或用于漫反射光接收的区域156上形成反射率与中间转印带12a的反射率近似相等的调色剂图像的情况下，当使得具有高反射率的调色剂图像为基底图像时，可以预期与本实施例的优点类似的优点。

第五实施例

在第五实施例中，描述第四实施例的变型。一般地，诸如用作调色剂检测单元31的光接收元件34和35的那些元件的光学元件具有接收光量越少则其响应速度越低的特性。在本实施例中，描述考虑依赖于接收光量的光学元件的响应速度的这种差异通过使用调色剂检测单元31以更好的精度实现颜色未配准量检测和颜色未配准校正控制的方法。注意，现在，关注与第一到第四实施例的不同点，描述本实施例。

图15示出与图14中类似地在用于镜面反射光接收的区域155上形成基准颜色(M)的斑块图像Pstd4a、作为底层在用于漫反射光接收的区域156中形成Y的斑块图像Ppri4a并且在其上重叠地形成目标颜色(K)的斑块图像Ptgt4a的状态。图15还示出在光接收元件34和35被用于检测在用于镜面反射光接收的区域155和用于漫反射光接收的区域156上形成的斑块图像的情况下光接收元件34和35的输出的变化。

在图15中，波形M是光接收元件34的输出波形，并且波形N是光接收元件35的输出波形。如图15所示，输出波形M和N是根据光接收元件34和35的接收光量钝化(blunt)的形状的波形。控制单元41基于具有这些形状并且从光接收元件34和35输出的输出波形M和N计算输出波形M和N与阈值电压A相交的两个点之间的中心位置作为斑块图像的副扫描方向上的中心位置。因此，在在用于镜面反射光接收的区域155中形成的斑块图像Pstd4a的副扫描方向上的中心位置Tstd4a与基于光接收元件34的输出波形M计算的中心位置Tstd4a′之间，出现误差△Tstd4a。类似地，在在用于漫反射光接收的区域156中形成的斑块图像Ptgt4a的副扫描方向上的中心位置Ttgt4a与基于光接收元件35的输出波形N计算的中心位置Ttgt4a′之间，出现误差△Ttgt4a。

如图15所示，当光接收元件34和35的接收光量较小时，光接收元件34和35的输出波形的钝化程度变大，并且作为结果，前述的误差变大。特别地，光接收元件35接收的漫反射光在各个方向上散射并且是具有低指向性的弱光。因此，与通过光接收元件34的镜面反射光的光接收结果相比，在通过光接收元件35的漫反射光的光接收结果中存在出现较大误差的趋势。

在本实施例中，检测每个颜色的副扫描方向上的颜色未配准量，使得前述的误差减小。具体而言，与图像形成装置100中的校准分开，通过对每个颜色事先获得图15所示的光接收元件34和35的输出波形，计算前述的误差。另外，计算的误差事先作为校正值存储在图像形成装置100包括的诸如非易失性存储器(未示出)的存储设备中。即，用于校正由于根据光接收元件34和35的接收光量的响应速度的变化而在颜色未配准量的检测值中出现的误差的校正值被存储在存储设备中。控制单元41使用该校正值校正(偏移(offset))通过在第二至第四实施例中描述的方法获得的颜色未配准量。这样，能够减小由于光接收元件34和35的响应速度而出现的颜色未配准量的检测误差。

注意，在本实施例中，描述了副扫描方向上的颜色未配准量的检测，但是能够类似地对主扫描方向上的颜色未配准量的检测实现。并且，在本实施例中，在假定基准颜色为品红色(M)、目标颜色为黑色(K)并且形成为底层的斑块图像的颜色为黄色(Y)的情况下描述副扫描方向上的颜色未配准量的检测，但是能够类似地对颜色的其它组合检测颜色未配准量。

虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但要理解，本发明不限于公开的示例性实施例。所附权利要求的范围要被赋予最宽的解释以便包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。