CN110824869B - 光学传感器和图像形成装置 - Google Patents

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Abstract

公开了光学传感器和图像形成装置。光学传感器包括第一LED、第二LED、第一PD和第二PD。第一LED和第二LED被配置成照射中间转印带的光轴中心点。第一PD布置在接收从第一LED发射的光的镜面反射光和从第二LED发射的光的漫反射光的位置处。第二PD布置在接收从第一LED发射的光的漫反射光的位置处。

Description

光学传感器和图像形成装置
技术领域
本公开涉及光学传感器和包括光学传感器的图像形成装置，该光学传感器包括被配置成用光照射图像承载构件的多个发光元件和被配置成接收从多个发光元件的发射的光的反射光的多个受光元件。
背景技术
电子照相图像形成装置被配置成通过带电、曝光、显影和转印的电子照相处理在片材上形成颜色为黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)的图像。取决于图像形成装置的温度和湿度、图像形成装置的打印数量和图像形成装置的工作时间，在片材上形成的图像的浓度是变化的。为了解决这个问题，图像形成装置被配置成调节图像浓度。例如，图像形成装置被配置成在不同于片材的图像承载构件上形成检测图像，通过包括在图像形成装置中的光学传感器检测在图像承载构件上形成的检测图像，并且基于检测结果调节针对图像浓度的图像形成条件。
图像形成装置还被配置成叠加不同颜色的图像以形成混合颜色的图像。因此，当黄色图像、品红色图像、青色图像和黑色图像的图像形成位置不同时，混合颜色的图像的色调不会变为期望的色调。这被称为“颜色重合失调”。已知如同上述图像浓度一样，取决于图像形成装置的温度和湿度、图像形成装置的打印数量和图像形成装置的工作时间，颜色重合失调也是变化的。为了解决这个问题，图像形成装置被配置成在彩色图像的色调改变之前校正颜色重合失调。例如，图像形成装置被配置成在图像承载构件上形成用于检测颜色重合失调的不同颜色的检测图像，通过光学传感器检测检测图像，并且基于检测结果检测颜色重合失调量。图像形成装置被配置成基于检测到的颜色重合失调量来调节各个颜色的图像形成位置。
包含在图像形成装置中的光学传感器包括发光器和被配置成接收来自图像承载构件上的检测图像的反射光的受光器。通过光学传感器检测检测图像的方法包括检测来自检测图像的镜面反射光的镜面反射光方法和检测来自检测图像的漫反射光的漫反射光方法。
例如，在日本专利申请公开No.2013-31333中描述的图像形成装置被配置成通过包括两个发光元件和两个受光元件的光学传感器来执行检测来自检测图像的镜面反射光的处理和检测来自检测图像的漫反射光的处理。但是，日本专利申请公开No.2013-31333中描述的光学传感器难以缩小尺寸，这是因为发光元件和受光元件两者是子弹(bullet)元件。
发明内容
一种光学传感器，被配置成测量用调色剂形成的未定影的测量图像，该光学传感器包括：基板；第一发光元件，在基板的预定表面上形成；第二发光元件，在所述预定表面上形成；第一受光元件，在所述预定表面上形成，被配置成接收镜面反射光，其中，在第一发光元件向未定影的测量图像发射光的情况下，镜面反射光随着未定影的测量图像的调色剂的量而变化；以及第二受光元件，在所述预定表面上形成，被配置成接收漫反射光，其中，在第二发光元件向未定影的测量图像发射光的情况下，漫反射光随着未定影的测量图像的调色剂的量而变化。
从以下示例实施例的描述中(参考附图)，本公开的更多特征将变得清楚。
附图说明
图1是根据本公开的至少一个实施例的图像形成装置的截面图。
图2是根据本公开的至少一个实施例的光学传感器的主要部分的示意图。
图3A和图3B是包括子弹元件的光学传感器的主要部分的示意图。
图4是图像形成装置的控制框图。
图5是用于检测颜色重合失调的第一图案图像的说明图。
图6是用于示出与检测用于检测颜色重合失调的第一图案图像的结果对应的模拟信号的示例的曲线图。
图7A和图7B是用于检测颜色重合失调的第二图案图像的说明图。
图8是用于示出与检测用于检测颜色重合失调的第一图案图像的结果对应的模拟信号的示例的曲线图。
图9是用于示出与检测用于检测颜色重合失调的第二图案图像的结果对应的模拟信号的示例的曲线图。
图10A和图10B是用于检测图像浓度的测试图像的说明图。
图11是用于示出与检测用于检测图像浓度的第一测试图像的结果对应的模拟信号的示例的曲线图。
图12是用于示出与检测用于检测图像浓度的第二测试图像的结果对应的模拟信号的示例的曲线图。
图13是用于示出颜色重合失调检测处理的流程图。
图14是用于示出图像浓度检测处理的流程图。
图15是光学传感器的主要部分的示意图。
图16是光学传感器的主要部分的示意图，该光学传感器包括其上形成有发光元件和受光元件的半导体基板。
图17是光学传感器的主要部分的示意图。
图18A和图18B是LED的说明图。
图19是第一LED和第一PD的周边的放大图。
图20是用于示出其中间隙容易在遮光壁中形成的光学传感器的示例的比较图。
图21是光学传感器的主要部分的示意图，该光学传感器包括其上形成有发光元件和受光元件的半导体基板。
图22是光学传感器的主要部分的截面图。
具体实施方式
现在，参考附图详细描述本公开的实施例。
第一实施例
整体配置
图1是根据本公开第一实施例的图像形成装置100的示意性截面图。图像形成装置100包括感光鼓1a至1d、带电设备2a至2d、曝光设备15a至15d、显影设备16a至16d、中间转印带5、带支撑辊3、转印辊4和定影设备17。在下面的描述中，感光鼓1a至1d、带电设备2a至2d、曝光设备15a至15d以及显影设备16a至16d被称为“图像形成单元10”，该“图像形成单元10”被配置成形成黄色(Y)、青色(C)、品红色(M)和黑色(K)的各个颜色的调色剂图像。标号后缀的字母“a”表示用于形成黄色图像的配置。标号后缀的字母“b”表示用于形成青色图像的配置。标号后缀的字母“c”表示用于形成品红色图像的配置。标号后缀的字母“d”表示用于形成黑色图像的配置。
中间转印带5围绕包括驱动辊和带支撑辊3的多个辊拉伸。向中间转印带5传送由图像形成单元10形成的调色剂图像。中间转印带5用作被配置成承载和传送调色剂图像的图像承载构件。而且，中间转印带5还用作调色剂图像将被转印到其上的中间转印构件。转印辊4被布置在相对于中间转印带5与带支撑辊3相对的一侧。由转印辊4按压中间转印带5形成的压合部N被称为“转印部”。片材通过传送辊被传送到转印部。转印辊4被配置成在转印部处把在转印带5上形成的调色剂图像转印到片材上。
感光鼓1a、1b、1c和1d各自在箭头A的方向上旋转。感光鼓1a、1b、1c和1d各自在其表面上具有感光层。感光鼓1a、1b、1c和1d用作感光构件。带电设备2a、2b、2c和2d被配置成分别使感光鼓1a、1b、1c和1d的表面带电。曝光设备15a、15b、15c和15d被配置成分别将感光鼓1a、1b、1c和1d的带电表面曝光。利用从曝光设备15a、15b、15c和15d发射的激光扫描感光鼓1a、1b、1c和1d的表面，从而分别在感光鼓1a、1b、1c和1d的表面上形成静电潜像。显影设备16a、16b、16c和16d被配置成用调色剂(显影剂)显影静电潜像以分别在感光鼓1a、1b、1c和1d上形成各个颜色的调色剂图像。
中间转印带5的驱动辊被旋转以使中间转印带5在箭头B的方向上旋转。在感光鼓1a、1b、1c和1d上形成的各个颜色的调色剂图像以重叠的方式依次转印到作为图像承载构件的中间转印带5上。因此，在中间转印带5上形成全色调色剂图像6。
中间转印带5被旋转以将调色剂图像6传送到转印部。调色剂图像6在通过转印部时被转印到片材上。其上转印有调色剂图像6的片材通过传送带12被传送到定影设备17。定影设备17包括加热器171。加热器171被配置成加热调色剂图像6以将调色剂图像6定影到片材上。然后，将片材递送到图像形成装置100的托盘(未示出)。以这种方式，图像形成装置100的图像形成处理结束。
在感光鼓1d的沿着中间转印带5的传送方向(方向B)的下游侧，布置光学传感器7。光学传感器7被配置成检测用于检测颜色重合失调的图案图像和用于检测图像浓度的测试图像，这些图像在中间转印带5上形成。检测图案图像的结果用于确定颜色重合失调量，该颜色重合失调量用于颜色重合失调校正。检测测试图像的结果用于确定要用于图像浓度校正的校正量。在下文中，当不区分图案图像与测试图像时，图案图像和测试图像被称为“检测图像”。
从感光鼓1a至1d转印到中间转印带5上的各个颜色的调色剂图像的转印位置可能在中间转印带5上移位。已知这是由曝光设备15a至15d的温度升高引起的。转印位置的移位导致颜色重合失调，这改变了全色图像的色度和色调。为了解决这个问题，图像形成装置100被配置成通过光学传感器7检测图案图像，并校正作为检测结果检测到的颜色重合失调。
而且，由于使用环境(温度和湿度)和打印数量的增大，图像形成装置100可能在所要形成的图像浓度方面发生变化。为了解决这个问题，图像形成装置100被配置成检测测试图像，并执行图像浓度校正，其中基于检测测试图像的结果来控制关于图像浓度的图像形成条件。在这种情况下，关于图像浓度的图像形成条件例如包括：由曝光设备15a至15d发射的激光的强度、要施加到显影设备16a至16d的显影偏压、要施加到带电设备2a至2d的带电偏压或者要施加到转印辊4的转印偏压。为了校正图像浓度，图像形成装置100可以控制多个图像形成条件或者仅控制特定的图像形成条件。
光学传感器
图2是光学传感器7的说明图。光学传感器7包括两个发光元件和两个受光元件。光学传感器7包括第一发光二极管(LED)701和第二LED702作为发光元件。光学传感器7包括第一光电二极管(PD)711和第二PD712作为受光元件。通过芯片键合和引线键合将第一LED701、第二LED702、第一PD711和第二PD712接合到同一基板201的预定表面(安装表面)。从第一LED701和第二LED702发射的光的光轴与基板201的预定表面(安装表面)正交。而且，由第一PD711和第二PD712接收的反射光的光轴也与基板201的预定表面(安装表面)正交。
因为所有元件都安装在基板201的预定表面(安装表面)上，所以当执行一次回流步骤时，多个元件可以安装在基板201上。因此，与多个元件安装在基板201两侧的光学传感器的制造成本相比，可以降低光学传感器7的制造成本。例如，基板201是印刷电路板(PCB)，但是本公开不限于此。第一LED701、第二LED702、第一PD711和第二PD712例如经由基板201电连接到电源电路(未示出)和检测电路(未示出)。
第一LED701被配置成向待测对象(中间转印带5或中间转印带5上的检测图像)发射光。第一PD711被布置在当第一LED701发射光时可以接收来自待测对象的镜面反射光的位置。图2的光轴中心点P指示出从第一LED701发射到中间转印带5的光被反射的位置。换句话说，第一LED701和第一PD711被这样布置：从第一LED701发射的光在光轴中心点P处被镜面反射(使得入射角和反射角彼此相等)并且反射光被第一PD711接收。光轴中心点P是光学传感器7的检测位置。
第二LED702被布置在发射到中间转印带5的光的镜面反射光不被第一PD711或第二PD712接收的位置处。换句话说，第二LED702被这样布置：即使当从第二LED702发射的光在中间转印带5的光轴中心点P处被镜面反射时，反射光也不被第一PD711或第二PD712接收。即使当从第二LED702发射的光被检测图像镜面反射时，来自检测图像的镜面反射光也不被第一PD711或第二PD712接收。第二LED702被布置在发射到中间转印带5的光的漫反射光被第一PD711接收的位置处。第一LED701和第二LED702被布置成照射作为同一位置的光轴中心点P。第二PD712被布置在从第一LED701发射到中间转印带5的光的漫反射光被接收的位置处。
基板201安装到壳体203。壳体203具有用于引导照射光使得从第一LED701和第二LED702发射的光有效地照射中间转印带5的导光路径。壳体203还具有用于引导反射光使得第一PD711和第二PD712有效地接收来自中间转印带5的反射光的导光路径。
换句话说，从第一LED701发射的光在光轴方向(图2中的单点虚线)上行进，并且通过壳体203中形成的导光路径照射中间转印带5。来自中间转印带5或检测图像的镜面反射光在光轴方向(图2中的单点虚线)上行进，并到达第一PD711。
从第二LED702发射的光在光轴方向(图2中的单点虚线)上行进，并且通过壳体203中的导光路径照射中间转印带5。
第一PD711被配置成接收第二LED702照射中间转印带5的光的漫反射光。
第二PD712被配置成接收第一LED701照射中间转印带5的光的漫反射光。
第一LED701、第二LED702、第一PD711和第二PD712安装在同一基板201上，因此元件可以基本上平行于中间转印带5安装。因此，例如与通过具有引脚的子弹元件形成元件的情况相比，可以减小光轴从光轴中心点P的偏移。而且，第一LED701、第二LED702、第一PD711和第二PD712是通过芯片键合和引线键合接合到基板201的元件，因此可以减小元件间隔。因此，可以减小光学传感器7的整体尺寸。例如，虽然一般元件是大约3mm×大约2mm×大约1mm，但是即使没有引脚，子弹元件也具有大约5mm×大约10mm×大约5mm的尺寸。因此，可以显著减小零件体积，并且可以减小光学传感器7自身的尺寸。
现在，作为比较示例，描述包括子弹元件的光学传感器。图3A和图3B是包括子弹元件的光学传感器的说明图。当发光元件161和162与受光元件163和164之间的位置关系经由与通过芯片键合和引线键合将元件接合到基板的情况相似的关系(照射角度、接收角度)来实现时，需要使发光元件161和受光元件163彼此更靠近。在图3B中，示出这种情况下的配置示例。当发光元件161和受光元件163相对于中间转印带5具有类似于图2的位置关系时，发光元件161和受光元件163彼此太靠近。因此，阻碍了在基板165上设置的壳体166的遮光壁的功能。因此，为了防止发光元件161和162以及受光元件163和164干扰遮光壁，如图3A所示需要增大元件之间的间隔，但在这种情况下，光学传感器的尺寸增大。
如上所述，在根据第一实施例的光学传感器7中，通过芯片键合和引线键合将发光元件和受光元件接合到基板201。通过芯片键合和引线键合将第一LED701、第二LED702、第一PD711和第二PD712接合到基板201，可以减小元件之间的距离。因此，与包括子弹元件的光学传感器(图3A和图3B)相比，光学传感器7可以减小尺寸。而且，根据光学传感器7，可以减小第一LED701和第一PD711之间的距离，因此发射到待测对象的光的镜面反射光可以在比包括子弹发光元件和子弹受光元件的光学传感器的角度更尖锐的角度被检测到。因此，即使当从光学传感器7到待测对象的距离变化时，也几乎不改变待测对象上的照射区域。当中间转印带5旋转时，从光学传感器7到检测图像的距离趋于改变。根据第一实施例的光学传感器7，即使当从光学传感器7到检测图像的距离改变时，照射区域也几乎不变，因此可以以高精度检测来自检测图像的镜面反射光。另外，光学传感器7可以减小第一LED701和第一PD711之间的距离，因此也增大了设计灵活性。因此，根据光学传感器7，第一LED701、第二LED702、第一PD711和第二PD712可以以适合于检测来自待测对象的镜面反射光和漫反射光的位置关系布置。特别地，在共享发光元件或共享受光元件的光学传感器7中，与包括子弹元件的现有技术的光学传感器相比，来自检测图像的镜面反射光和漫反射光可以被更准确地检测。
控制器
现在，返回到第一实施例的图像形成装置100的描述，图4是被配置成控制图像形成装置100的控制器的配置的示例的示例图。控制器40包括中央处理单元(CPU)109、只读存储器(ROM)111和图像形成控制器101。CPU 109包括A/D转换器110。图像形成控制器101包括曝光设备控制器112、显影设备控制器113、感光鼓控制器114和中间转印带驱动器115。曝光设备控制器112被配置成控制从包括在曝光设备15a至15d中的光源发射的激光的强度。显影设备控制器113被配置成控制用于旋转包括在显影设备16a至16d中的显影辊的马达。感光鼓控制器114被配置成控制用于旋转感光鼓1a至1d的马达。中间转印带驱动器115被配置成控制用于旋转中间转印带5的马达。CPU 109被配置成通过执行存储在ROM 111中的计算机程序来控制图像形成装置100。除了计算机程序之外，ROM 111还存储有用于形成用于颜色重合失调检测的图案图像的图案图像数据(将在后面描述)，以及用于形成用于图像浓度检测的测试图像的测试图像数据。控制器40不仅可以通过执行计算机程序来实现，而且也可以通过分立部件或单芯片半导体产品来实现。单芯片半导体产品例如包括微处理单元(MPU)、专用集成电路(ASIC)或片上系统(SOC)。
CPU 109被配置成控制光学传感器7以使第一LED701和第二LED702独立地发射光(被点亮)。
光学传感器7被配置成通过第一PD711和第二PD712接收来自中间转印带5或在中间转印带5上形成的检测图像的反射光。第一PD711和第二PD712被配置成输出通过将接收到的反射光转换为电压而获得的模拟信号作为检测结果。CPU 109被配置成通过A/D转换器110取得从第一PD711和第二PD712输出的模拟信号。CPU 109被配置成在存储器(未示出)中存储由A/D转换器110转换模拟信号得到的数字信号。
CPU 109被配置成通过图像形成控制器101控制曝光设备15a至15d、显影设备16a至16d以及感光鼓1a至1d以在中间转印带5上形成检测图像。CPU 109被配置成使光学传感器7的第一LED701和第二LED702被点亮。第一LED701和第二LED702被配置成照射要在其上形成检测图像的中间转印带5的表面(前表面)和在中间转印带5上形成的检测图像。第一PD711和第二PD712被配置成接收来自中间转印带5的前表面和在中间转印带5上形成的检测图像的反射光以输出与反射光对应的模拟信号。CPU 109被配置成根据从第一PD711和第二PD712输出的模拟信号来检测颜色重合失调量和图像浓度以执行颜色重合失调校正和图像浓度校正。
图案图像
图5是用于颜色重合失调检测的第一图案图像的说明图。第一图案图像包括作为基准颜色的黄色的彩色图案，以及其它颜色(品红色、青色和黑色)的彩色图案。彩色图案是相对于中间转印带5的传送方向以预定角度(例如，45°)倾斜所形成的图像。形成相同颜色的两个图案图像。相同颜色的图案图像是相对于中间转印带5的传送方向在不同方向上倾斜所形成的。
在第一PD711接收从第一LED701发射的光的镜面反射光的情况下使用第一图案图像。换句话说，当来自中间转印带5的反射光的量是预定量或更多时，利用第一图案图像检测颜色重合失调量。当中间转印带5的前表面的光泽度没有减小时，来自中间转印带5的前表面的镜面反射光的量大于来自第一图案图像的镜面反射光的量。因此，与接收来自未形成第一图案图像的区域(中间转印带5的前表面)的反射光的结果对应的模拟信号值高于与接收来自第一图案图像的反射光的结果对应的模拟信号值。
图6是用于示出通过第一LED701和第一PD711检测到来自第一图案图像的反射光的情况下的模拟信号的示例的曲线图。当来自彩色图案的反射光被接收时获得的第一PD711的模拟信号值低于当来自中间转印带5的前表面的反射光被接收时获得的第一PD711的模拟信号值。
CPU 109被配置成基于第一阈值将模拟信号转换成指示出第一电平或第二电平的二进制信号。转换后的信号对应于模拟信号值(图6)和第一阈值之间的比较结果。此时，CPU109基于当从第一LED701发射的光的来自中间转印带5的前表面的镜面反射光被第一PD711接收时获得的模拟信号值确定第一阈值。然后，CPU 109基于上述二进制信号检测第一图案图像的彩色图案的颜色重合失调量。颜色重合失调校正是已知技术，并且这里省略其详细描述。
图7A和图7B是用于颜色重合失调检测的第二图案图像的说明图。第二图案图像包括作为基准颜色的黄色的彩色图案，以及其它颜色(品红色、青色和黑色)的彩色图案。但是，应当注意的是，第二图案图像的黑色的彩色图案是叠加在品红色的彩色图案上形成的。当从第二LED702发射的光的漫反射光被第一PD711接收时，使用第二图案图像。换句话说，当来自中间转印带5的反射光的量不是预定量或更多时，使用第二图案图像检测颜色重合失调量。换句话说，当来自中间转印带5的反射光量小于预定量时，使用第二图案图像检测颜色重合失调量。
当中间转印带5的光泽度由于中间转印带5的磨损而减小时，来自中间转印带5的前表面的镜面反射光的量减小。图8是用于示出当在中间转印带5的光泽度减小的状态下通过第一LED701和第一PD711检测到来自第一图案图像的反射光时获得的模拟信号的示例的曲线图。当来自中间转印带5的镜面反射光的量减小时，如图8所示，当接收到来自各个颜色的彩色图案的镜面反射光时获得的模拟信号值与当接收到来自中间转印带5的镜面反射光获得的模拟信号值之间的差异减小。因此，在一些情况下，CPU 109不能以高精度根据二进制信号检测颜色重合失调量。
为了解决这个问题，当来自中间转印带5的前表面的镜面反射光的量减小时，图像形成装置100利用第二图案图像检测颜色重合失调量。当图像形成装置100利用第二图案图像检测颜色重合失调量时，光学传感器7使第二LED702发射光，并且第一PD711接收来自第二图案图像的漫反射光。图9是用于示出当第二LED702和第一PD711检测到来自第二图案图像的反射光时获得的模拟信号的示例的曲线图。
如图7A所示，第二图案图像与第一图案图像不同。具体而言，黑色的彩色图案叠加在品红色的彩色图案上。当使用漫反射光检测黑色的彩色图案时，从第二LED702发射的光被黑色调色剂吸收。因此，来自仅黑色的彩色图案的漫反射光的量与来自中间转印带5的漫反射光的量之间的差异非常小。在第二图案图像的每个黑色的彩色图案中，使用品红色调色剂形成的图案从使用黑色调色剂以一定间隔形成的图案的间隙中露出。这被称为“复合图案”。图7B中示出复合图案的截面图。检测包括复合图案的第二图案图像的结果在图9中示出。与来自复合图案的漫反射光对应的模拟信号值是与来自使用品红色调色剂形成的复合图案的区域的漫反射光对应的值。黑色调色剂的图案之间的间隔是预先确定的，因此CPU109可以基于使用品红色形成的复合图案的区域与使用黄色调色剂的基准彩色图案之间的相对位置来确定黑色的彩色图案的颜色重合失调量。
CPU 109被配置成基于第二阈值将模拟信号(图9)转换成指示出第一电平或第二电平的二进制信号。转换后的信号对应于模拟信号值(图9)与第二阈值之间的比较结果。此时，CPU 109基于当从第二LED702发射的光的来自中间转印带5的前表面的漫反射光被第一PD711接收时获得的模拟信号值来确定第二阈值。然后，CPU 109基于上述二进制信号检测第二图案图像的彩色图案的颜色重合失调量。使用复合图案的颜色重合失调校正是已知技术，并且这里省略其详细描述。
在根据第一实施例的图像形成装置100中，利用上面提到的图案图像(第一图案图像和第二图案图像)检测图像的颜色重合失调量。CPU 109检测各种颜色的彩色图案的位置以计算其它颜色的图案图像相对于基准颜色(黄色)的图案图像的相对位置。CPU 109基于计算出的相对位置与目标相对位置之间的差异来确定各个颜色的颜色重合失调量。CPU109基于所确定的颜色重合失调量通过曝光设备15a至15d控制写定时以执行颜色重合失调校正。此外，CPU 109可以基于检测到的颜色重合失调来校正图像数据，从而例如抑制要由图像形成单元10形成的图像的颜色重合失调量。基准颜色不限于黄色，可以是品红色或青色。
测试图像
图10A和图10B是用于图像浓度检测的测试图像的说明图。在图10A中，示出用于要利用镜面反射光检测的图像浓度检测的第一测试图像的示例。在图10B中，示出用于要利用漫反射光检测的图像浓度检测的第二测试图像的示例。
当通过第一PD711接收从第一LED701发射的光的镜面反射光时，使用第一测试图像。特别地，第一测试图像用于检测黑色的图像浓度。黑色调色剂吸收光，因此来自黑色测试图像的漫反射光的量非常小。因此，当要检测由黑色调色剂形成的图像的浓度时，CPU109检测来自黑色测试图像的镜面反射光。第一测试图像由四个图像浓度的分段渐变图案形成：70％、50％、30％和10％。图像形成单元10基于测试图像数据的图像信号值形成第一测试图像。测试图像数据的图像信号值是预先确定的。
在中间转印带5上形成的第一测试图像由光学传感器7读取。从第一PD711输出的模拟信号由A/D转换器110转换成数字信号。CPU 109基于数字信号值与目标值之间的差异来控制针对图像浓度的图像形成条件。例如，CPU 109通过图像形成控制器101控制从曝光设备15d发射的激光的强度以调节黑色的图像浓度。
图11是用于示出当第一LED701和第一PD711检测到来自第一测试图像的反射光时获得的模拟信号的示例的曲线图。浓度为70％的(第一测试图像的最高浓度)的图像的镜面反射光的量减小，这是因为除了黑色调色剂吸收光的事实之外调色剂附着量大。因此，由光学传感器7(第一PD711)输出的模拟信号值减小。与浓度为70％的情况相比，浓度为10％(第一测试图像的最低浓度)的图像的黑色调色剂吸收的光量减小，并且调色剂附着量减小，结果是镜面反射光的量增大。因此，由光学传感器7(第一PD711)输出的模拟信号值增大。
当从第一LED701发射的光的漫反射光被第二PD712接收时，使用第二测试图像。第二测试图像用于检测彩色的图像浓度，特别地诸如黄色、品红色和青色。使用漫反射光检测黄色、品红色和青色的图像浓度。第二测试图像由四种浓度的分段渐变图案形成：70％、50％、30％和10％。在图10B中，示出黄色的测试图像。在中间转印带5上形成黄色、品红色和青色这些颜色的第二测试图像。
在中间转印带5上形成的第二测试图像由光学传感器7读取。从第二PD712输出的模拟信号由A/D转换器110转换成数字信号。CPU 109基于数字信号值与目标值之间的差异来控制图像浓度的图像形成条件。以这种方式，CPU 109调节黄色、品红色和青色的图像浓度。
图12是用于示出当第一LED701和第二PD712检测到来自第二测试图像的反射光时获得的模拟信号的示例的曲线图。这里示出用于黄色的第二测试图像的模拟信号。浓度为70％(第二测试图像的最高浓度)的图像的漫反射光的量增大，这是因为除了黄色调色剂反射光的事实之外调色剂附着量大。因此，由光学传感器7(第二PD712)输出的模拟信号值增大。与浓度为70％的情况相比，浓度为10％(第二测试图像的最低浓度)的图像的由黄色调色剂反射的光量减小，并且漫反射光的量减小。因此，由光学传感器7(第二PD712)输出的模拟信号值减小。品红色和青色的第二测试图像获得的模拟信号表现出类似的趋势。
颜色重合失调校正
图13是用于示出在第一实施例中检测颜色重合失调量的处理的流程图。
CPU 109首先通过光学传感器7检测在中间转印带5的前表面上反射的光量(步骤S1201)。CPU 109使第一LED701发射光。此时，在中间转印带5上没有形成图像，因此来自第一LED701的光照射中间转印带5的前表面。第一PD711接收来自中间转印带5的前表面的镜面反射光以输出与镜面反射光量对应的模拟信号。CPU 109从第一PD711取得模拟信号以检测由中间转印带5的前表面反射的光量。
CPU 109确定所取得的由中间转印带5的前表面反射的光量是否是预定量或更多(步骤S1202)。通过这种处理，CPU 109确定中间转印带5的前表面的光泽度是否高。
当由中间转印带5的前表面反射的光量是预定量或更多时(步骤S1202：是)，CPU109确定中间转印带5的前表面的光泽度没有降低。在这种情况下，CPU 109使用第一图案图像检测颜色重合失调量。换句话说，CPU 109将图案图像数据P1传送到图像形成控制器101，并控制图像形成控制器101在中间转印带5上形成第一图案图像(步骤S1203)。CPU 109使第一LED701发射光，并通过第一PD711读取在中间转印带5上形成的第一图案图像(步骤S1204)。在步骤S1204中，CPU 109取得从第一PD711输出的模拟信号。CPU 109根据检测黄色、品红色、青色和黑色的各种颜色的第一图案图像的结果来计算颜色重合失调量(步骤S1207)。
当由中间转印带5的前表面反射的光量小于预定量时(步骤S1202：否)，CPU 109确定中间转印带5的前表面的光泽度降低。在这种情况下，CPU 109使用第二图案图像检测颜色重合失调量。换句话说，CPU 109将图案图像数据P2传送到图像形成控制器101，并控制图像形成控制器101以在中间转印带5上形成第二图案图像(步骤S1205)。CPU 109使第二LED702发射光，并通过第一PD711读取在中间转印带5上形成的第二图案图像(步骤S1206)。在步骤S1206中，CPU 109取得从第一PD711输出的模拟信号。然后，CPU 109使处理前进到步骤S1207。CPU 109基于检测黄色、品红色、青色和黑色的各种颜色的第二图案图像的结果来计算颜色重合失调量(步骤S1207)。在步骤S1207的处理完成之后，CPU 109结束检测颜色重合失调量的处理。
CPU 109将计算出的颜色重合失调量存储在存储器(未示出)中。当图像形成装置100要在片材上形成图像时，CPU 109从存储器读取颜色重合失调量，并根据颜色重合失调量校正要基于图像数据形成的图像的图像形成位置。
如上所述，CPU 109使用与检测中间转印带5的光泽度的结果对应的用于颜色重合失调检测的图案图像(第一图案图像和第二图案图像)以通过发光器和受光器的最佳组合取得颜色重合失调量。因此，CPU 109可以检测准确的颜色重合失调量以执行准确的颜色重合失调校正。
图像浓度校正
图14是用于示出第一实施例中的图像浓度检测处理的流程图。在第一实施例中，描述了在对黑色进行图像浓度检测之后执行彩色图像浓度检测的情况，但是可以颠倒次序。
CPU 109将测试图像数据TK传送到图像形成控制器101，并控制图像形成控制器101以在中间转印带5上形成黑色的测试图像(第一测试图像)(步骤S1301)。CPU 109使第一LED701发射光，并从接收到镜面反射光的第一PD711取得模拟信号，以读取黑色的测试图像(步骤S1302)。CPU 109通过A/D转换器110将与读取的黑色测试图像对应的模拟信号的电平转换成数字信号值。CPU 109基于数字信号值确定针对图像浓度的图像形成条件(步骤S1303)。在步骤S1303中，CPU 109将曝光设备15d的激光强度的校正量确定为关于黑色的图像浓度的图像形成条件，并将校正量存储在存储器(未示出)中。当要形成黑色图像时，CPU109从存储器读取校正量，并根据校正量控制要由图像形成单元10形成的黑色图像的浓度。
在计算出黑色图像浓度的校正量之后，CPU 109确定是否已经对黄色、品红色和青色的所有颜色执行了图像浓度检测处理(步骤S1304)。
当尚未对所有颜色执行图像浓度检测时(步骤S1304：否)，CPU 109首先针对黄色执行图像浓度检测。换句话说，CPU 109将测试图像数据TY传送到图像形成控制器101，并控制图像形成控制器101以在中间转印带5上形成黄色的测试图像(第二测试图像)(步骤S1305)。CPU 109使第一LED701发射光，并从接收到漫反射光的第二PD712取得模拟信号以读取黄色的测试图像(步骤S1306)。CPU 109通过A/D转换器110将与读取的黄色测试图像对应的模拟信号的电平转换成数字信号值。CPU 109基于数字信号值确定针对图像浓度的图像形成条件(步骤S1307)。在步骤S1307中，CPU 109将曝光设备15a的激光强度的校正量确定为关于黄色的图像浓度的图像形成条件，并将校正量存储在存储器(未示出)中。当要形成黄色图像时，CPU 109从存储器读取校正量，并根据校正量控制要由图像形成单元10形成的黄色图像的浓度。
CPU 109重复地执行步骤S1305至步骤S1307的处理，直到所有颜色的图像浓度检测处理结束。当已经对黄色、品红色和青色的所有颜色执行了图像浓度检测处理时(步骤S1304：是)，CPU 109结束图像浓度检测处理。
如上所述，CPU 109使用与要检测的颜色对应的用于图像浓度检测的测试图像(第一测试图像、第二测试图像)以通过发光器和受光器的最佳组合来取得图像浓度。因此，CPU109可以检测准确的图像浓度校正量以执行准确的图像浓度校正。
如上所述，根据第一实施例的图像形成装置100包括光学传感器7，该光学传感器7具有通过芯片键合和引线键合接合在同一基板201上的多个发光元件和受光元件。因此，可以减小光学传感器7自身的尺寸和成本。图像形成装置100在镜面反射光方法和漫反射光方法两者中使用光学传感器7。而且，图像形成装置100分别准备在镜面反射光方法中使用的检测图像和在漫反射光方法中使用的检测图像。
在检测颜色重合失调量的处理中，图像形成装置100可以通过以最佳方式将第一LED701、第二LED702和第一PD711组合在一起来实现对适合中间转印带5的状态的图案图像的检测。而且，在图像浓度检测处理中，图像形成装置100可以通过以最佳方式将第一LED701、第一PD711和第二PD712组合在一起来实现对适合测试图像的颜色的测试图像的检测。
为了最大化光学传感器7的检测能力，需要以高精度补偿元件之间的位置关系。在光学传感器7中，第一LED701、第二LED702、第一PD711和第二PD712通过芯片键合和引线键合而接合到基板201，因此在镜面反射光方法中使用的第一LED701和第一PD711被准确定位。同时，可以在有裕量的情况下执行其它元件之间的定位。因此，光学传感器7的组装操作比现有技术更容易。
在检测颜色重合失调量的处理中，组合第一LED701或第二LED702和第一PD711。换句话说，在检测颜色重合失调量的处理中，在受光侧使用相同的元件(第一PD711)。受光元件(第一PD711)的位置是固定的，因此与通过不同的受光元件检测第一图案图像和第二图案图像的情况相比，增大了颜色重合失调量的检测精度。在图像浓度检测处理中，组合第一LED701和第一PD711或第二PD712。换句话说，在图像浓度检测处理中，在发光侧使用相同的元件(第一LED701)。因此，对于测量黑色的测试图像的情况和对于测量彩色的测试图像的情况，发光量是恒定的，并且图像浓度的检测精度增大。
光学传感器的另一个配置示例
在参考图2描述的光学传感器7中，第一LED701、第二LED702、第一PD711和第二PD712通过芯片键合和引线键合个体地接合到基板201。在这种情况下，担心每个部件的安装精度可能降低。图15是在每个部件的安装精度降低的情况下光学传感器7的说明图。当每个部件的安装精度降低时，光学传感器7不能检测以光轴中心点P作为检测位置的检测图像。因此，优选的是增大第一LED701、第二LED702、第一PD711和第二PD712的安装精度。
图16是光学传感器14的主要部分的示意图。光学传感器14包括作为发光元件的第一LED 721和第二LED 722，以及作为受光元件的第一PD 731和第二PD 732。第一LED 721、第二LED 722、第一PD 731和第二PD 732在同一半导体基板141上形成为半导体元件。在半导体基板141中，其上形成有第一LED 721、第二LED 722、第一PD 731和第二PD 732的表面被称为“处理表面”。来自第一LED 721和第二LED 722的照射光的光轴与半导体基板141的处理表面正交。另外，由第一PD 731和第二PD 732接收的反射光的光轴也与半导体基板141的处理表面正交。利用粘合剂(例如环氧树脂)将半导体基板141固定在基板201上。
基板201安装在壳体203上。壳体203具有用于引导照射光使得从第一LED 721和第二LED 722发射的光有效地照射中间转印带5的导光路径。壳体203还具有用于引导反射光使得第一PD 731和第二PD 732有效地接收来自中间转印带5的反射光的导光路径。
换句话说，从第一LED 721发射的光在光轴方向(图16中的单点虚线)上行进，并且通过在壳体203中形成的导光路径照射中间转印带5。来自中间转印带5或检测图像的镜面反射光在光轴方向(图16中的单点虚线)上行进，并到达第一PD 731。从第二LED 722发射的光在光轴方向(图16中的单点虚线)上行进，并且通过壳体203中的导光路径照射中间转印带5。第一PD 731被配置成接收第二LED 722照射了中间转印带5的光的漫反射光。第二PD732被配置成接收从第一LED 721发射以照射中间转印带5的光的漫反射光。
在上面提到的光学传感器14中，元件在半导体基板141上形成，因此可以高水平地确保每个元件的位置精度。换句话说，光学传感器14可以容易地将每个元件的光轴聚焦在光轴中心点P上。因此，检测图像的检测精度比直接接合到基板的光学传感器7所获得的检测精度进一步增大。
而且，在根据第一实施例的光学传感器14中，发光器和受光器在半导体基板141上形成，因此可以减小元件之间的距离。因此，与包括子弹元件的光学传感器(图3A和图3B)相比，可以减小光学传感器14的尺寸。而且，根据光学传感器14，可以减小第一LED 721和第一PD 731之间的距离，因此可以以比包括子弹发光元件和子弹受光元件的光学传感器的角度更尖锐的角度检测发射到待测对象的光的镜面反射光。因此，即使当从光学传感器14到待测对象的距离变化时，也几乎不改变待测对象上的照射区域。当中间转印带5旋转时，从光学传感器14到检测图像的距离趋于变化。根据第一实施例的光学传感器14，即使当从光学传感器14到检测图像的距离改变时，照射区域也几乎不变，因此可以以高精度检测来自检测图像的镜面反射光。另外，光学传感器14可以减小第一LED 721和第一PD 731之间的距离，因此也增大了设计灵活性。因此，根据光学传感器14，第一LED 721、第二LED 722、第一PD 731和第二PD 732可以以适合于检测来自待测对象的镜面反射光和漫反射光的位置关系进行布置。特别地，在共享发光元件或共享受光元件的光学传感器14中，与包括子弹元件的现有技术的光学传感器相比，可以更准确地检测来自检测图像的镜面反射光和漫反射光。
第二实施例
整体配置
根据本公开第二实施例的图像形成装置的配置与根据图1中示例的第一实施例的图像形成装置100的配置相同，因此省略其描述。
光学传感器
图17是光学传感器7的主要部分的示意图。根据第二实施例的光学传感器7与根据图2所示的第一实施例的光学传感器7在元件阵列方面不同。在根据第二实施例的光学传感器7中，发光元件和受光元件按以下次序布置在基板201上：第一LED701、第一PD711、第二PD712和第二LED702。换句话说，第一PD711和第二PD712位于第一LED701和第二LED702之间。另外，光学传感器7包括壳体203，其中形成遮光壁202a、202b和202c。
第一LED701和第一PD711之间的位置关系是这样一种位置关系：当第一LED701发射光时，第一PD711可以接收来自待测对象的镜面反射光。换句话说，从第一LED701发射的光的入射角等于由第一PD711接收的反射光的反射角。来自第一LED701的光的入射角例如为7°，第一PD711的反射角例如为7°。
第一PD711和第二LED702之间的位置关系是这样一种位置关系：当第二LED702发射光时，第一PD711可以接收来自待测对象的漫反射光。换句话说，从第二LED702发射的光的入射角不同于由第一PD711接收的反射光的反射角。来自第二LED702的光的入射角例如为30°，而第一PD711的反射角例如为7°。
第二LED702和第二PD712之间的位置关系是这样一种位置关系：当第二LED702发射光时，第二PD712可以接收来自待测对象的其它漫反射光。换句话说，从第二LED702发射的光的入射角不同于由第二PD712接收的反射光的反射角。另外，由第一PD711接收的反射光的反射角也不同于由第二PD712接收的反射光的反射角。来自第二LED702的光的入射角例如为30°，而第二PD712的反射角例如为-7°。
当第二LED702发射光时，第一PD711或第二PD712不接收来自待测对象的镜面反射光。换句话说，在光学传感器7中，确定第二LED702与第一PD711和第二PD712的每个之间的位置关系，使得即使当来自第二LED702的光被待测对象反射时，第一PD711或第二PD712也不接收来自待测对象的镜面反射光。
基板201安装到壳体203。在基板201安装到壳体203的状态下，遮光壁202a、202b和202c位于发光元件和受光元件之间。具体而言，遮光壁202a位于第一LED701与第一PD711之间，遮光壁202b位于第一PD711与第二PD712之间，遮光壁202c位于第二PD712与第二LED702之间。遮光壁202a防止从第一LED701发射的光被第一PD711和第二PD712直接接收。遮光壁202c防止从第二LED702发射的光被第二PD712和第一PD711直接接收。遮光壁202b防止由第一PD711漫射的光被第二PD712接收，并防止由第二PD712漫射的光被第一PD711接收。壳体203、遮光壁202a和遮光壁202c引导照射光，使得中间转印带5被来自第一LED701和第二LED702发射的光有效地照射。遮光壁202a、202b和202c引导来自中间转印带5的反射光，以使其被第一PD711和第二PD712有效地接收。
与第一实施例的光学传感器7类似，第一LED701、第二LED702、第一PD711和第二PD712安装在同一基板201上，因此元件可以基本上与中间转印带5平行地安装。因此，在光学传感器7中，例如，与包括具有引脚的子弹元件的光学传感器相比，可以减小光轴的偏移。另外，第一LED701、第二LED702、第一PD711和第二PD712是通过芯片键合和引线键合而接合到基板201的元件，因此与子弹元件相比可以减小元件间隔。因此，可以减小光学传感器7的整体尺寸。
根据第二实施例，包括在光学传感器7中的元件按以下次序排列在基板201上：第一LED701、第一PD711、第二PD712和第二LED702。换句话说，多个发光元件和多个受光元件排列以便不将一个受光元件夹在两个发光元件之间。这种阵列的原因被描述。
图18A和图18B是用于第二实施例中的发光元件(第一LED701和第二LED702)的LED的说明图。如图18A中所示，LED 1700具有双异质结构，其中p型覆层1702、发光层1703和n型覆层1704层叠在电极1701上。在n型覆层1704上，提供电极1705和1706。利用具有双异质结构的LED 1700，发光层1703在所有方向上输出光。在图18B中，例示了LED 1700的发光方向图。如图18B中所示，LED 1700还在例如90°和-90°的侧向(edge-on)方向上输出光。
图19是光学传感器7的第一LED701和第一PD711的周边的放大图。在第一LED701和第一PD711之间，设置被配置成防止从第一LED701发射的光直接到达第一PD711的遮光壁202a。但是，当由于第一LED701连续发光而增大基板201和壳体203的温度时，例如，壳体203中形成的遮光壁202a与基板201之间可能形成间隙。
如上所述，第一PD711被布置成当第一LED701发射光时接收来自待测对象的镜面反射光。当遮光壁202a和基板201之间形成间隙时，除了来自待测对象的镜面反射光之外，第一PD711还接收从间隙泄漏的杂散光，如图19所示。在这种情况下，第一PD711不能以高精度检测来自待测对象的镜面反射光。换句话说，在第一PD711接收从遮光壁202a和基板201之间的间隙泄漏的杂散光的情况下，阻碍了准确的颜色重合失调检测和图像浓度检测。
第二PD712被布置成当第二LED702发射光时接收来自待测对象的漫反射光。此外，在第二LED702和第二PD712之间，设置有被配置成防止从第二LED702发射的光直接到达第二PD712遮光壁202c。当由于基板201和壳体203的温度升高而导致在壳体203中形成的遮光壁202c与基板201之间形成间隙时，除了来自待测对象的漫反射光之外，第二PD712还接收从间隙中泄露的杂散光。在这种情况下，第二PD712不能以高精度检测来自待测对象的漫反射光。换句话说，在第二PD712接收从遮光壁202c和基板201之间的间隙泄漏的杂散光的情况下，阻碍了准确的颜色重合失调检测和图像浓度检测。
在图20中，示出光学传感器7'的比较例，其中在遮光壁中容易形成间隙。光学传感器7'的元件的布置不同于图17的光学传感器7的元件的布置。在图20所示的光学传感器7'中，元件按以下次序排列在基板201'上：第一LED701'、第一PD711'、第二LED702'和第二PD712'。另外，图20中所示的光学传感器7'在第一LED701'和第一PD711'之间具有遮光壁202a'，在第一PD711'和第二LED702'之间具有遮光壁202b'，在第二LED702'和第二PD712'之间的遮光壁202c'。在这种阵列的情况下，第一PD711'及其周围的温度不仅在第一LED701'发射光时增大，而且在第二LED702'发射光时增大。换句话说，在光学传感器7'中，与图17中所示的光学传感器7相比，第一LED701'和第二LED702'(与两个热源对应)之间的距离短，因此那些热源之间的区域的温度倾向于增大。因此，在基板201'和遮光壁202a'之间容易形成间隙，并且在基板201'和遮光壁202b'之间容易形成间隙。因此，在图20所示的光学传感器7'中，在遮光壁202a'和202b'中容易形成从中泄漏杂散光的间隙，并且第一PD711'不能以高精度检测来自检测图像的反射光。
而且，当第一LED701'发射光和第二LED702'发射光时，第一PD711'受到从遮光壁202a'和202b'间隙中泄漏的杂散光的影响。因此，利用图20所示的光学传感器7'，当第二LED702'发射光时，第一PD711'也不能以高精度检测来自检测图像的反射光。另外，当第二LED702'周围的温度增大时，杂散光可能从遮光壁202b'和遮光壁202c'中的间隙泄漏。当杂散光从遮光壁202b'和遮光壁202c'中的间隙泄漏时，第一PD711'和第二PD712'都不能以高精度检测来自检测图像的反射光。
为了防止在基板201与每个遮光壁202a、202b和202c之间形成间隙，在根据图17所示的第二实施例的光学传感器7中，元件按以下次序排列在基板201上：第一LED701、第一PD711、第二PD712和第二LED702。换句话说，利用光学传感器7(图17)，可以使得与图20中所示的光学传感器7'相比从第一LED701到第二LED702的距离更远而不增大尺寸。因此，即使当第一LED701和第二LED702发射光时，第一LED701和第二LED702之间的区域的温度也不太可能增大。具体而言，在光学传感器7(图17)中，从遮光壁202c到第一LED701的距离比图20中所示的光学传感器7'中的距离长，因此即使当第一LED701发射光时，也不太可能在遮光壁202c和基板201之间形成间隙。类似地，在光学传感器7(图17)中，从遮光壁202a到第二LED702的距离比图20中所示的光学传感器7'中的距离长，因此即使当第二LED702发射光时，也不太可能在遮光壁202a和基板201之间形成间隙。因此，根据图17所示的光学传感器7，可以防止生成导致光学传感器7的检测精度降低的杂散光。另外，根据光学传感器7，在防止生成杂散光的情况下，可以以高精度检测来自检测图像的反射光。
控制器
根据第二实施例的被配置成控制图像形成装置100的操作的控制器的配置与根据图4中示例的第一实施例的图像形成装置100的控制器的配置相同，因此省略其描述。
颜色重合失调校正和图像浓度校正
类似于根据第一实施例的图像形成装置100的那些，根据第二实施例的图像形成装置100同样可以使用图案图像(图5、图7A和图7B)和测试图像(图10A、图10B)来执行颜色重合失调校正处理(图13)和图像浓度校正处理(图14)。
根据第二实施例的图像形成装置100提供与第一实施例类似的动作和效果。另外，根据第二实施例的图像形成装置100可以抑制伴随温度升高的杂散光的影响，并且可以利用光学传感器7中的元件的特征阵列以高精度检测来自检测图像的反射光。因此，实现了比现有技术具有更高精度的颜色重合失调校正和图像浓度校正。
光学传感器的其它配置示例1
与根据参考图2描述的第一实施例的光学传感器7一样，在第一LED701、第二LED702、第一PD711、第二PD712的安装精度方面提高的图17的根据第二实施例的光学传感器7是优选的。
图21是光学传感器140的主要部分的示意图，该光学传感器140包括其上形成有发光元件和受光元件的半导体基板。光学传感器140包括作为发光元件的第一LED 741和第二LED 742，以及作为受光元件的第一PD 751和第二PD 752。第一LED 741、第二LED 742、第一PD 751和第二PD 752在同一半导体基板142上形成为半导体元件。在半导体基板142中，其上形成有第一LED 741、第二LED 742、第一PD 751和第二PD 752的表面被称为“处理表面”。来自第一LED 741和第二LED 742的照射光的光轴与半导体基板142的处理表面正交。另外，由第一PD 751和第二PD 752接收的反射光的光轴也与半导体基板142的处理表面正交。利用粘合剂(例如环氧树脂)将半导体基板142固定在基板201上。
基板201安装到壳体203。壳体203具有用于引导照射光使得从第一LED 741和第二LED 742发射的光有效地照射中间转印带5的导光路径。壳体203还具有用于引导反射光使得第一PD 751和第二PD 752有效地接收来自中间转印带5的反射光的导光路径。
换句话说，从第一LED 741发射的光在光轴方向上(图21中的单点虚线)上行进，并且通过壳体203中形成的导光路径照射中间转印带5。来自中间转印带5或检测图像的镜面反射光在光轴方向(图21中的单点虚线)上行进，并到达第一PD 751。从第二LED 742发射的光在光轴方向(图21中的单点虚线)上行进，并且通过壳体203中的导光路径照射中间转印带5。第一PD 751和第二PD 752被配置成接收从第二LED 742发射以照射中间转印带5的光的漫反射光。
在上面提到的光学传感器140中，元件在半导体基板142上形成，因此可以高水平地确保每个元件的位置精度。换句话说，光学传感器140可以容易地将每个元件的光轴聚焦在光轴中心点P上。因此，检测检测图像的精度比包括通过芯片键合和引线键合而接合到基板的元件的光学传感器7的精度更高。
光学传感器的其它配置示例2
在上述图17的光学传感器7中，两个受光元件布置在两个发光元件之间，因此防止由于发光元件的热而在基板与位于发光元件和受光元件之间的每个遮光壁之间形成间隙。现在，作为光学传感器7的修改示例，描述图22的光学传感器210，其中两个发光元件布置在两个受光元件之间。
而且，在根据第二实施例的光学传感器7中，在壳体203中形成遮光壁202a、202b和202c。但是，本公开还适用于遮光壁202a、202b和202c是与壳体203不同的构件的情况。换句话说，即使当遮光壁202a、202b和202c是与壳体203不同的构件时，通过在一个发光元件和另一个发光元件之间布置多个受光元件，可以防止间隙在壳体203与每个遮光壁202a、202b和202c之间形成。
图22是作为与光学传感器7不同的另一个实施例的光学传感器210的主要部分的截面图。光学传感器210包括第一LED 761、第二LED 762、第一PD 771和第二PD 772，这些元件安装在其上的基板204，以及基板204安装在其上的壳体206。而且，在光学传感器210中，元件按以下次序布置在基板204上：第一PD 771、第一LED 761、第二LED 762和第二PD 772。换句话说，在光学传感器210中，第一LED 761和第二LED 762位于第一PD 771和第二PD 772之间。第一LED 761、第二LED 762、第一PD 771和第二PD 772是通过芯片键合和引线键合而接合到基板204的部件。
在光学传感器210的壳体206中，形成遮光壁205a、205b和205c。遮光壁205a位于第一PD771和第一LED 761之间。遮光壁205a防止从第一LED 761发射的光被第一PD 771直接接收。遮光壁205b位于第一LED 761和第二LED 762之间。遮光壁205a和遮光壁205b引导第一LED 761的照射光，使得中间转印带5被从第一LED 761发射的光有效地照射。遮光壁205c防止从第二LED 762发射的光被第二PD 772直接接收。另外，遮光壁205b和遮光壁205c引导第二LED 762的照射光，使得中间转印带5被从第二LED 762发射的光有效地照射。
随后，描述元件的布置。第一LED 761和第一PD 771之间的位置关系是这样一种位置关系：当第一LED 761发射光时，第一PD 771可以接收来自待测对象的镜面反射光。换句话说，从第一LED 761发射的光的入射角等于由第一PD 771接收的反射光的反射角。来自第一LED 761的光的入射角例如为7°，第一PD 771的反射角例如为7°。
另外，第一PD 771和第二LED 762之间的位置关系是这样一种位置关系：当第二LED 762发射光时，第一PD 771可以接收来自待测对象的漫反射光。换句话说，从第二LED762发射的光的入射角不同于由第一PD 771接收的反射光的反射角。来自第二LED 762的光的入射角例如为30°，而第一PD 771的反射角例如为7°。第二LED 762和第二PD 772之间的位置关系是这样一种位置关系：当第二LED 762发射光时，第二PD 772可以接收来自待测对象的其它漫反射光。换句话说，从第二LED 762发射的光的入射角不同于由第二PD 772接收的反射光的反射角。另外，由第一PD 771接收的反射光的反射角也不同于由第二PD 772接收的反射光的反射角。来自第二LED 762的光的入射角例如为30°，而第二PD 772的反射角例如为-60°。
当第二LED 762发射光时，第一PD 771或第二PD 772不接收来自待测对象的镜面反射光。换句话说，在光学传感器210中，确定第二LED 762与第一PD 771和第二PD 772的每个之间的位置关系，使得即使当来自第二LED 762的光被待测对象反射时，第一PD 771或第二PD 772也不接收来自待测对象的镜面反射光。
在光学传感器210中，第一LED 761和第二LED 762布置在第一PD 771和第二PD772之间。换句话说，在光学传感器210中，第二LED 762位于相对于第一LED 761与第一PD771相对的一侧。因此，即使当第一LED 761和第二LED 762发射光时，第一PD 771和遮光壁205a的温度也不太可能增大。因此，在光学传感器210中，即使当第二LED 762发射光时，也不太可能在位于第一PD 771和第一LED 761之间的遮光壁205a与基板204之间形成间隙。另外，第一LED 761位于相对于第二LED 762与第二PD 772相对的一侧。因此，即使当第一LED761和第二LED 762发射光时，第二PD 772和遮光壁205c周围的温度也不太可能增大。因此，在光学传感器210中，即使当第一LED 761发射光时，也不太可能在位于第二PD 772和第二LED 762之间的遮光壁205c与基板204之间形成间隙。
因此，在第一LED 761和第二LED 762位于第一PD 771和第二PD 772之间的光学传感器210中，即使当第一LED 761和第二LED 762发射光时，间隙也不太可能在遮光壁205a和基板204之间或者遮光壁205c和基板204之间形成。因此，根据光学传感器210，可以防止生成导致光学传感器210的检测精度降低的杂散光。
第一LED 761、第二LED 762、第一PD 771和第二PD 772是通过芯片键合和引线键合安装在基板204上的部件。但是，为了提高多个元件的安装精度，光学传感器210可以采用这样一种配置：与图21的光学传感器140一样，多个元件在同一半导体基板上形成为半导体元件。当采用这种配置时，例如，第一LED 761、第二LED 762、第一PD 771和第二PD 772通过基板204电连接到电源电路和检测电路。
在上面提到的光学传感器210中，元件在半导体基板上形成，因此元件可以容易地布置成基本平行于中间转印带5的表面。利用这种配置，与通过芯片键合和引线键合将部件安装在基板204上的配置相比，可以增大第一LED 761、第二LED 762、第一PD 771和第二PD772的安装精度。
而且，根据第二实施例的光学传感器7、140、210例如可以在壳体203中采用包括透镜的配置。透镜将从发光元件发射的光聚焦在待测对象上，并将来自待测对象的反射光聚焦在受光元件上。利用这种配置，可以有效地检测反射光。
虽然已经参考示例实施例描述了本公开，但是应该理解的是，本公开不限于所公开的示例实施例。所附权利要求的范围应被赋予最广泛的解释，以涵盖所有这些修改以及等同的结构和功能。
本申请要求于2018年8月14日提交的日本专利申请No.2018-152594和2018年8月14日提交的日本专利申请No.2018-152595的优先权，所述申请通过引用整体并入本文。

Claims (9)

1.一种光学传感器，被配置成测量用调色剂形成的未定影的测量图像，该光学传感器包括：
基板；
第一发光元件，在基板的预定表面上形成；
第二发光元件，在所述预定表面上形成；
第一受光元件，在所述预定表面上形成，被配置成接收镜面反射光，其中，在第一发光元件向未定影的测量图像发射光的情况下，镜面反射光随着未定影的测量图像的调色剂的量而变化；以及
第二受光元件，在所述预定表面上形成，被配置成接收漫反射光，其中，在第二发光元件向未定影的测量图像发射光的情况下，漫反射光随着未定影的测量图像的调色剂的量而变化，
其中，第一发光元件、第一受光元件、第二受光元件、和第二发光元件被布置在预定方向上，
其中，第一受光元件和第二受光元件被布置在第一发光元件和第二发光元件之间。
2.根据权利要求1所述的光学传感器，其中，第一受光元件被配置成在第二发光元件向未定影的测量图像发射光的情况下，避免接收来自未定影的测量图像的镜面反射光。
3.根据权利要求1所述的光学传感器，其中：
基板包括半导体基板；并且
光学传感器还包括半导体基板被固定在其上的印刷电路板。
4.一种图像形成装置，被配置成基于图像形成条件在片材上形成图像，该图像形成装置包括：
图像形成部件，被配置成用调色剂形成图像；
图像承载构件，在其上形成测量图像；
传感器，被配置成测量来自图像承载构件上的测量图像的反射光；以及
控制器，被配置成控制图像形成部件以形成测量图像，控制传感器以测量测量图像，并且基于传感器对测量图像的测量结果来控制图像形成条件，
其中，传感器包括：
基板；
第一发光元件，在基板的预定表面上形成；
第二发光元件，在所述预定表面上形成；
第一受光元件，在所述预定表面上形成，被配置成在第一发光元件向测量图像发射光的情况下接收来自测量图像的镜面反射光；以及
第二受光元件，在所述预定表面上形成，被配置成在第二发光元件向测量图像发射光的情况下接收来自测量图像的漫反射光，
其中，第一发光元件、第一受光元件、第二受光元件、和第二发光元件被布置在预定方向上，
其中，第一受光元件和第二受光元件被布置在第一发光元件和第二发光元件之间。
5.根据权利要求4所述的图像形成装置，其中，第一受光元件被配置成在第二发光元件向测量图像发射光的情况下避免接收来自测量图像的镜面反射光。
6.根据权利要求4所述的图像形成装置，其中：
基板包括半导体基板；并且
光学传感器还包括半导体基板被固定在其上的印刷电路板。
7.根据权利要求4所述的图像形成装置，其中：
图像形成部件包括：被配置成显影黑色图像的第一图像形成部件，以及被配置成显影彩色图像的第二图像形成部件；
测量图像包括：由第一图像形成部件形成的第一测量图像，和由第二图像形成部件形成的第二测量图像；
控制器被配置成使第一发光元件发射光，使第一受光元件接收来自第一测量图像的反射光，并且基于测量已经被第一受光元件接收的来自第一测量图像的反射光的结果来控制第一图像形成条件，该第一图像形成条件用于调节由第一图像形成部件形成的黑色图像的浓度；并且
控制器被配置成使第二发光元件发光，使第二受光元件接收来自第二测量图像的反射光，并且基于测量已经被第二受光元件接收的来自第二测量图像的反射光的结果来控制第二图像形成条件，该第二图像形成条件用于调节由第二图像形成部件形成的彩色图像的浓度。
8.根据权利要求7所述的图像形成装置，其中：
测量图像包括：由第一图像形成部件和第二图像形成部件形成的第三测量图像；并且
控制器被配置成使第二发光元件发光，使第一受光元件接收来自第三测量图像的反射光，并且基于测量已经被第一受光元件接收的来自第三测量图像的反射光的结果来控制第三图像形成条件，该第三图像形成条件用于调节由第一图像形成部件形成的黑色图像与由第二图像形成部件形成的彩色图像之间的颜色重合失调。
9.根据权利要求7所述的图像形成装置，其中：
测量图像包括：由第一图像形成部件和第二图像形成部件形成的第四测量图像；以及
控制器被配置成使第一发光元件发射光，使第一受光元件接收来自第四测量图像的反射光，并且基于测量已经被第一受光元件接收的来自第四测量图像的反射光的结果来控制第四图像形成条件，该第四图像形成条件用于调节由第一图像形成部件形成的黑色图像与由第二图像形成部件形成的彩色图像之间的颜色重合失调。
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