(57)【要約】【課題】簡素な構成により光を精度良く検出できるようにする。【解決手段】画像形成装置３０１のトナー濃度センサ３１８は、カラー受光回路３４５Ｃにおいて、オペアンプ６２から出力された信号の電圧Ｖｏｕｔ１を分圧抵抗３６３及び３６４により分圧し、接続点Ｎ１４から抵抗３６５を介して反転入力端子に帰還させるようにした。これによりカラー受光回路３４５Ｃは、オペアンプ６２を１個のみ用いた簡易な回路構成により、光誘起電流Ｉｓを電圧に変換した上で、該オペアンプ６２により適切な電圧Ｖｏｕｔ１に増幅された状態でカラー受光信号を生成することができる。【選択図】図９
2018031626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発光する発光部と、前記光を受光する受光部とを有する光検出装置であって、
前記受光部は、
第１端子及び第２端子を有し、前記光を受光して光誘起電流を生成する受光素子と、
接続点において直列に接続された複数の分圧抵抗と、
反転入力端子が前記受光素子の前記第１端子に接続され、非反転入力端子が前記受光素子の前記第２端子に接続され、出力端子が前記複数の分圧抵抗を介してグランドに接続されることにより、前記光誘起電流を増幅する演算増幅器と、
一端が前記反転入力端子に接続され、他端が前記接続点に接続され、電流を電圧に変換する変換素子と
を具えることを特徴とする光検出装置。
【請求項２】
前記変換素子は、抵抗である
ことを特徴とする請求項１に記載の光検出装置。
【請求項３】
前記変換素子は、コンデンサである
ことを特徴とする請求項１に記載の光検出装置。
【請求項４】
前記変換素子における前記一端及び前記他端の間を接続又は切断するスイッチ回路
をさらに具えることを特徴とする請求項３に記載の光検出装置。
【請求項５】
前記発光部は、前記光の明滅を複数回繰り返し、
前記受光部は、前記発光部における前記光の明滅を複数回繰り返した後、前記演算増幅器の出力端子から得られる出力電圧を、前記光の検出結果を表す値とする
ことを特徴とする請求項４に記載の光検出装置。
【請求項６】
前記スイッチ回路は、前記発光部における前記光の明滅を複数回繰り返し、前記演算増幅器の出力端子から得られた出力電圧が前記光の検出結果として利用された後に、前記変換素子における前記一端及び前記他端の間を接続する
ことを特徴とする請求項５に記載の光検出装置。
【請求項７】
前記発光部は、レギュレータの出力電圧から半導体のＰＮ接合を有する半導体素子に発生する電位差を減じた差分電圧値と、前記レギュレータからの出力電流が供給される抵抗の抵抗値とにより定まる電流を発光ダイオードに供給して前記光を発光する
ことを特徴とする請求項１に記載の光検出装置。
【請求項８】
前記発光部における前記レギュレータの前記出力電圧及び前記抵抗の前記抵抗値は、前記発光ダイオードから発光する前記光の光量を温度変化に関わらず一定に維持するよう、選定されている
ことを特徴とする請求項７に記載の光検出装置。
【請求項９】
前記受光部の前記受光素子は、温度変化に伴い前記光誘起電流を変化させる温度依存性を有し、
前記発光部における前記レギュレータの前記出力電圧及び前記抵抗の前記抵抗値は、前記発光ダイオードから発光する前記光の光量を温度変化に伴って変化させることにより、前記受光部における前記光誘起電流の温度依存性を相殺するよう、選定されている
ことを特徴とする請求項７に記載の光検出装置。
【請求項１０】
前記半導体素子は、シリコンにより構成されている
ことを特徴とする請求項７に記載の光検出装置。
【請求項１１】
前記半導体素子は、ダイオードである
ことを特徴とする請求項７に記載の光検出装置。
【請求項１２】
前記半導体素子は、トランジスタである
ことを特徴とする請求項７に記載の光検出装置。
【請求項１３】
前記発光ダイオードは、前記レギュレータの出力端子と接続されている
ことを特徴とする請求項７に記載の光検出装置。
【請求項１４】
前記発光部は、複数の前記発光ダイオードに対し、前記電流を供給する
ことを特徴とする請求項７に記載の光検出装置。
【請求項１５】
前記発光ダイオードは、複数の前記半導体素子により生じる電位差の合計値を前記出力電圧から減じた差分電圧値と、前記抵抗値とにより定まる電流が供給され、前記光を発光する
ことを特徴とする請求項７に記載の光検出装置。
【請求項１６】
請求項１から請求項１５の何れか１項の光検出装置と、現像剤による像を形成する画像形成部とを具え、
前記光検出装置は、前記画像形成部により形成された前記像に対し前記発光部から前記光を照射し、前記像において反射された光を前記受光部により受光する
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光検出装置及び画像形成装置に関し、例えば画像形成装置において用紙等の媒体に転写されるトナーの濃度を検出するトナー濃度センサに適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置においては、例えば内蔵する露光装置において感光体ドラムの表面に画像を露光し、これにトナーを付着させてトナー画像を生成し、さらに用紙等の媒体に転写して定着させることにより、画像を形成する（すなわち印刷する）ものが広く普及している。
【０００３】
この画像形成装置のなかには、感光体ドラムの表面等に付着したトナーの濃度を検出するトナー濃度センサを有するものがある。このような画像形成装置では、例えば測定用のパターンが含まれる測定用トナー画像を感光体ドラムの表面に生成させ、該測定用トナー画像におけるトナーの濃度をトナー濃度センサによって検出する。その上で画像形成装置は、検出したトナーの濃度を基に、その後に画像を形成する場合におけるトナーの濃度を増減させることにより、トナーの濃度が適切に調整された画像を形成することができる。
【０００４】
トナー濃度センサは、例えば光を発光する発光部及びこの光を受光する受光部を有しており、発光部から感光体ドラムの表面等に向けて光を照射し、このとき反射された光を受光部により受光して、得られた光量に応じた受光信号を生成する。画像形成装置は、この受光信号を所定の基準値と比較すること等により、トナーの濃度を検出することができる。
【０００５】
このうちトナー濃度センサの受光部としては、例えばフォトダイオードにより光量に応じた電流を生成し、これを第１のオペアンプを用いた電流-電圧変換回路により電圧に変換し、さらに第２のオペアンプを用いた増幅回路により所望の信号レベルにまで増幅させるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−６６８３号公報（図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、かかる構成のトナー濃度センサでは、電流−電圧変換回路及び増幅回路のそれぞれにオペアンプを用いており、その周囲に抵抗等の回路素子を適宜配置する必要があるため、回路構成が複雑になってしまう、という問題があった。
【０００８】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡素な構成により光を精度良く検出できる光検出装置及び画像形成装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するため本発明の光検出装置においては、光を発光する発光部と、光を受光する受光部とを設け、該受光部に、第１端子及び第２端子を有し、光を受光して光誘起電流を生成する受光素子と、接続点において直列に接続された複数の分圧抵抗と、反転入力端子が受光素子の第１端子に接続され、非反転入力端子が受光素子の第２端子に接続され、出力端子が複数の分圧抵抗を介してグランドに接続されることにより、光誘起電流を増幅する演算増幅器と、一端が反転入力端子に接続され、他端が接続点に接続され、電流を電圧に変換する変換素子とを設けるようにした。
【００１０】
また本発明の画像形成装置においては、上述した光検出装置と、現像剤による像を形成する画像形成部とを設け、光検出装置が、画像形成部により形成された像に対し発光部から光を照射し、像において反射された光を受光部により受光するようにした。
【００１１】
本発明では、受光素子において発生する微弱な光誘起電流に応じた電圧を演算増幅器により生成できると共に、該演算増幅器からの出力電圧を複数の分圧抵抗により分圧し、接続点から変換素子を介して反転入力端子に帰還させることで、各分圧抵抗及び変換素子の抵抗値に応じた増幅率で電圧を増幅することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、簡素な構成により光を精度良く検出できる光検出装置及び画像形成装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】画像形成装置の構成を示す略線図である。
【図２】画像形成ユニットの構成を示す略線図である。
【図３】トナー濃度センサの構成を示す略線図である。
【図４】第１の実施の形態による発光回路の構成を示す回路図である。
【図５】第１の実施の形態による受光回路の構成を示す回路図である。
【図６】温度変化に対する電流及び電圧の変化を示す略線図である。
【図７】第２の実施の形態による発光回路の構成を示す回路図である。
【図８】第３の実施の形態による発光回路の構成を示す回路図である。
【図９】第４の実施の形態による受光回路の構成を示す回路図である。
【図１０】第５の実施の形態による受光回路の構成を示す回路図である。
【図１１】第５の実施の形態における各種信号波形を示す略線図である。
【図１２】他の実施の形態における温度変化に対する電流及び電圧の変化を示す略線図である。
【図１３】他の実施の形態による発光回路の構成を示す回路図である。
【図１４】他の実施の形態による発光回路の構成を示す回路図である。
【図１５】他の実施の形態による発光回路の構成を示す回路図である。
【図１６】他の実施の形態における各種信号波形を示す略線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について、図面を用いて説明する。
【００１５】
［１．第１の実施の形態］
［１−１．画像形成装置の構成］
図１に示すように、第１の実施の形態による画像形成装置１は、いわゆるＭＦＰ（Multi Function Peripheral）となっており、媒体としての用紙に画像を形成する（すなわち印刷する）プリンタ機能の他、画像を読み取るイメージスキャナとしての機能や通信機能を有している。このため画像形成装置１は、これらの機能を組み合わせることにより、プリンタ、複写機（コピー機）及びファクシミリ装置等として動作することができる。この画像形成装置１は、プリンタとして機能する場合、例えばＡ３サイズやＡ４サイズ等の大きさでなる用紙Ｐに対し、所望のカラー画像を印刷できる。
【００１６】
画像形成装置１は、略箱型に形成されたプリンタ筐体２の内部に種々の部品が配置されている。因みに以下では、図１における右端部分を画像形成装置１の正面とし、この正面と対峙して見た場合の上下方向、左右方向及び前後方向をそれぞれ定義した上で説明する。
【００１７】
画像形成装置１は、制御部３により全体を統括制御するようになっている。この制御部３は、コンピュータ装置等の上位装置（図示せず）と無線又は有線により接続されている。制御部３は、この上位装置から印刷対象の画像を表す画像データが与えられると共に当該画像データの印刷が指示されると、用紙Ｐの表面に印刷画像を形成する印刷処理を実行する。
【００１８】
プリンタ筐体２内の最下部には、用紙Ｐを収容する用紙収容カセット４が設けられている。用紙収容カセット４の前上方には、給紙部５が設けられている。給紙部５は、用紙収容カセット４の前上側に配置されたホッピングローラ６、用紙Ｐを搬送路Ｗに沿って上方へ案内する搬送ガイド７、搬送路Ｗを挟んで互いに対向するレジストローラ８及びピンチローラ９等により構成されている。
【００１９】
給紙部５は、制御部３の制御に基づいて各ローラを適宜回転させることにより、用紙収容カセット４に集積された状態で収容されている用紙Ｐを１枚ずつ分離しながらピックアップし、搬送ガイド７により搬送路Ｗに沿って前上方へ進行させ、やがて後上方へ折り返してレジストローラ８及びピンチローラ９に当接させる。レジストローラ８は、回転が適宜抑制されており、ピンチローラ９との間で用紙Ｐに摩擦力を作用させることにより、進行方向に対して該用紙Ｐの側辺が傾斜する、いわゆる斜行を修正し、先頭及び末尾の端辺を左右に沿わせた状態としてから、後方へ送り出す。
【００２０】
レジストローラ８及びピンチローラ９の後側には、搬送路Ｗがほぼ前後方向に沿って形成されており、その下側に中搬送部１０が配置されている。中搬送部１０は、前側に配置された前ローラ１１と、後側に配置された後ローラ１２と、下側に配置された下ローラ１３との周囲に無端ベルトでなる搬送ベルト１４が張架された構成となっている。また前ローラ１１の上側には、搬送ベルト１４を挟んで対向する位置に吸着ローラ１５が設けられている。
【００２１】
この中搬送部１０は、所定のベルト駆動モータ（図示せず）から後ローラ１２に対し駆動力が伝達されると、この後ローラ１２を矢印Ｒ２方向へ回転させることにより、搬送ベルト１４を走行させる。これにより搬送ベルト１４は、搬送路Ｗに沿った上側部分、すなわち前ローラ１１及び後ローラ１２の間に張架された部分を、後方向へ走行させる。このとき中搬送部１０は、給紙部５から用紙Ｐが引き渡されると、これを吸着ローラ１５及び前ローラ１１の間に搬送ベルト１４と共に挟持し、該搬送ベルト１４上側に用紙Ｐを載置した状態で、該搬送ベルト１４の走行に伴って該用紙Ｐを後方へ進行させる。
【００２２】
中搬送部１０の上側であり、搬送路Ｗを挟んで該中搬送部１０の反対側には、４個の画像形成ユニット１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙ及び１６Ｋが後側から前側へ向かって順に配置されている。画像形成ユニット１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙ及び１６Ｋ（以下これらをまとめて画像形成ユニット１６とも呼ぶ）は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）の各色にそれぞれ対応しているものの、色のみが相違しており、何れも同様に構成されている。
【００２３】
画像形成ユニット１６は、図２に示すように、画像形成部３１、トナーカートリッジ３２、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ヘッド３３により構成されており、その下側に配置された転写ローラ１７との間に搬送ベルト１４を挟んでいる。トナーカートリッジ３２は、現像剤としてのトナーを収容しており、画像形成部３１の上側に配置され、当該画像形成部３１の上方に取り付けられている。このトナーカートリッジ３２は、収容しているトナーを画像形成部３１のトナー収容部３４へ供給する。
【００２４】
画像形成部３１には、トナー収容部３４の他、供給ローラ３５、現像ローラ３６、規制ブレード３７、感光体ドラム３８及び帯電ローラ３９が組み込まれている。供給ローラ３５は、中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成されており、その周側面に導電性ウレタンゴム発泡体等でなる弾性層が形成されている。現像ローラ３６は、中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成されており、その周側面に弾性を有する弾性層や導電性を有する表面層等が形成されている。
【００２５】
規制ブレード３７は、例えば所定厚さのステンレス鋼板でなり、僅かに弾性変形させた状態で、その一部を現像ローラ３６の周側面に当接させている。感光体ドラム３８は、中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成されており、その周側面に薄膜状の電荷発生層及び電荷輸送層が順次形成され、帯電し得るようになっている。帯電ローラ３９は、中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成され、その周側面に導電性の弾性体が被覆されており、この周側面を感光体ドラム３８の周側面に当接させている。
【００２６】
また画像形成部３１の前下側であって、感光体ドラム３８及び搬送ベルト１４の当接箇所よりも上流側となる位置には、除電光源２０が設けられている。この除電光源２０は、感光体ドラム３８に所定の光を照射することにより、帯電している静電気を除去するようになっている。
【００２７】
この画像形成部３１は、図示しないドラムモータから駆動力が供給されることにより、供給ローラ３５、現像ローラ３６及び帯電ローラ３９を矢印Ｒ２方向（図中の反時計回り）へ回転させると共に、感光体ドラム３８を矢印Ｒ１方向（図中の時計回り）へ回転させる。さらに画像形成部３１は、供給ローラ３５、現像ローラ３６、規制ブレード３７及び帯電ローラ３９にそれぞれ所定のバイアス電圧を印加することにより、それぞれ帯電させる。
【００２８】
供給ローラ３５は、帯電によりトナー収容部３４内のトナーを周側面に付着させ、回転によりこのトナーを現像ローラ３６の周側面に付着させる。現像ローラ３６は、規制ブレード３７によって周側面から余分なトナーが除去された後、この周側面を感光体ドラム３８の周側面に当接させる。
【００２９】
一方、帯電ローラ３９は、帯電した状態で感光体ドラム３８と当接することにより、当該感光体ドラム３８の周側面を一様に帯電させる。ＬＥＤヘッド３３は、複数のＬＥＤチップが左右方向に沿って直線状に配置されており、制御部３（図２）から供給される画像データに基づいた発光パターンで、所定の時間間隔毎に発光することにより、感光体ドラム３８を露光する。これにより感光体ドラム３８は、その上端近傍において周側面に静電潜像が形成される。
【００３０】
続いて感光体ドラム３８は、矢印Ｒ１方向へ回転することにより、この静電潜像を形成した箇所を現像ローラ３６と当接させる。これにより感光体ドラム３８の周側面には、静電潜像に基づいてトナーが付着し、画像データに基づいたトナー画像が現像される。
【００３１】
転写ローラ１７は、感光体ドラム３８の真下に位置しており、その周側面における上端近傍と該感光体ドラム３８の下端近傍との間に、搬送ベルト１４の上側部分を挟んでいる。この転写ローラ１７は、所定のバイアス電圧が印加されると共に、図示しないドラムモータから駆動力が供給されて矢印Ｒ２方向へ回転する。これにより画像形成ユニット１６は、搬送路Ｗに沿って用紙Ｐが搬送されていた場合、感光体ドラム３８の周側面に現像されたトナー画像をこの用紙Ｐに転写することができる。
【００３２】
このようにして各画像形成ユニット１６は、搬送路Ｗに沿って前方から搬送されて来る用紙Ｐに対し、それぞれの色によるトナー画像を順次転写して重ねながら、後方へ進行させていく。
【００３３】
因みに画像形成ユニット１６は、制御部３の制御に基づいてトナー濃度検出処理が行われる場合、用紙Ｐが搬送されていない状態で、感光体ドラム３８の表面に所定のトナー濃度検出画像を形成し、これを搬送ベルト１４の表面に転写する。これにより搬送ベルト１４の表面には、トナー濃度検出画像を構成するトナーが付着した状態となる。
【００３４】
また中搬送部１０（図２）には、後ローラ１２の後斜め下側にトナー濃度センサ１８が設けられると共に、下ローラ１３の下側にクリーニング部１９が設けられている。トナー濃度センサ１８は、制御部３の制御に基づいてトナー濃度検出処理が行われる場合に、搬送ベルト１４の表面に付着しているトナー濃度検出画像におけるトナーの濃度を検出するようになっている（詳しくは後述する）。
【００３５】
クリーニング部１９は、搬送ベルト１４の外周面に押し付けられた板状のクリーニングブレード１９Ｂと、該クリーニングブレード１９Ｂの下側に配置された廃トナー収容器１９Ｃとにより構成されている。このクリーニング部１９は、画像形成処理が行われる場合に用紙Ｐの搬送不良等が生じて搬送ベルト１４に付着したトナーや、トナー濃度検出処理において搬送ベルト１４に転写されたトナー濃度検出画像のトナーを、該搬送ベルト１４の表面から掻き落として清掃する。これにより中搬送部１０では、次に搬送される用紙Ｐの裏面、すなわち搬送路Ｗにおいて下方を向いている面でありトナー画像が転写されない面にトナーが付着して汚損させてしまう、いわゆる裏写りを防止することができる。
【００３６】
中搬送部１０の後端近傍には、定着部２１が設けられている。定着部２１は、搬送路Ｗを挟んで対向するように配置された加熱ローラ２１Ａ及び加圧ローラ２１Ｂにより構成されている。加熱ローラ２１Ａは、中心軸を左右方向に向けた円筒状に形成されており、内部にヒータが設けられている。加圧ローラ２１Ｂは、加熱ローラ２１Ａと同様の円筒状に形成されており、上側の表面を加熱ローラ２１Ａにおける下側の表面に所定の押圧力で押し付けている。
【００３７】
この定着部２１は、制御部３の制御に基づき、加熱ローラ２１Ａを加熱すると共に当該加熱ローラ２１Ａ及び加圧ローラ２１Ｂをそれぞれ所定方向へ回転させる。これにより定着部２１は、中搬送部１０から受け取った用紙Ｐ、すなわち４色のトナー画像が重ねて転写された用紙Ｐに対して熱及び圧力を加えてトナーを定着させ、さらに後方へ引き渡す。
【００３８】
定着部２１の後方には、排紙部２２が配置されている。排紙部２２は、給紙部５と同様、用紙Ｐを案内するガイドや複数の搬送ローラ等の組み合わせにより構成されている。この排紙部２２は、制御部３の制御に従って各搬送ローラを適宜回転させることにより、定着部２１から引き渡される用紙Ｐを後上方へ搬送してから前方へ向けて折り返し、プリンタ筐体２の上面に形成された排出トレイ２Ｔへ排出する。
【００３９】
さらにプリンタ筐体２内における搬送路Ｗに沿った複数の箇所には、用紙Ｐを検出するための用紙センサ２５、２６、２７及び２８が適宜設けられている。この用紙センサ２５等は、搬送路Ｗ内における用紙Ｐの有無をそれぞれ検出し、得られた検出結果を制御部３へ通知する。これに応じて制御部３は、各搬送ローラの回転や中搬送部１０における搬送ベルト１４の走行等を適宜制御するようになっている。
【００４０】
［１−２．トナー濃度センサの構成］
次に、トナー濃度センサ１８の構成について説明する。図３に示すように、トナー濃度センサ１８は、プリンタ筐体２に固定された取付部材４０に取り付けられている。トナー濃度センサ１８は、センサ筐体４１の内部に、搬送ベルト１４に向けて検知光Ｌ１を発光する発光部４２と、該搬送ベルト１４において反射された検知光Ｌ１を受光するカラー受光部４３Ｃ及びモノクロ受光部４３Ｍ（以下、両者をまとめて受光部４３とも呼ぶ）が、それぞれ設けられている。
【００４１】
センサ筐体４１は、後方から見た場合に、発光部４２における検知光Ｌ１の光軸ＸＥが搬送ベルト１４の表面に対し所定の角度θ（例えば７５度）をなすように、該発光部４２の取付角度が適宜調整され、さらに取付部材４０に対する取付角度も適宜調整されている。
【００４２】
またセンサ筐体４１では、後方から見た場合に、搬送ベルト１４の法線１４Ｎを挟んで、発光部４２の光軸ＸＥ及びモノクロ受光部４３Ｍの光軸ＸＭが互いに対称となるよう、該モノクロ受光部４３Ｍの取付角度や取付位置等が調整されている。このためトナー濃度センサ１８では、発光部４２から照射された検知光Ｌ１が光軸ＸＥに沿って進行し、搬送ベルト１４の表面において様々な方向へ反射した場合、このうち鏡面反射した成分をモノクロ受光部４３Ｍに到達させることができる。
【００４３】
さらにセンサ筐体４１は、発光部４２を挟んでモノクロ受光部４３Ｍと反対側にカラー受光部４３Ｃが配置されている。具体的にセンサ筐体４１では、カラー受光部４３Ｃの光軸ＸＣが発光部４２の光軸ＸＥに対し所定の角度φ（例えば３０度）をなすように、該カラー受光部４３Ｃの取付位置や取付角度等が適宜調整されている。このためトナー濃度センサ１８では、発光部４２から照射された検知光Ｌ１が光軸ＸＥに沿って進行し、搬送ベルト１４の表面において様々な方向へ反射した場合、乱反射した成分の一部を、カラー受光部４３Ｃに到達させて受光することができる。
【００４４】
また発光部４２には、複数の電子部品が適宜接続されてなる発光回路４４が組み込まれている。これと同様に、カラー受光部４３Ｃ及びモノクロ受光部４３Ｍ（すなわち受光部４３）には、複数の電子部品が適宜接続されてなるカラー受光回路４５Ｃ及びモノクロ受光回路４５Ｍ（以下、両者をまとめて受光回路４５とも呼ぶ）がそれぞれ組み込まれている。以下では、発光回路４４及び受光回路４５の各回路構成について、それぞれ説明する。
【００４５】
［１−２−１．発光回路の構成］
発光回路４４は、図４に回路図を示すように、三端子レギュレータ５１、抵抗５２、ダイオード５３及び発光ダイオード（すなわちＬＥＤ）５４といった、比較的少数の電子部品により構成されている。
【００４６】
三端子レギュレータ５１は、入力端子５１ｉに電源電圧が印加されると、出力端子５１ｏ及びグランド端子５１ｇの間に一定の出力電圧Ｖｏを発生しながら、該出力端子５１ｏに接続された負荷に応じて、該出力端子５１ｏから出力電流Ｉｏを出力するようになっている。
【００４７】
この三端子レギュレータ５１の入力端子５１ｉは、所定の電源回路（図示せず）と接続されており、この電源回路から所定の電源電圧ＶＤＤが供給される。出力端子５１ｏは、抵抗値がＲｏ［Ω］である抵抗５２を介して、ダイオード５３のアノード端子と接続されている。このダイオード５３は、シリコン等の半導体材料により構成されたＰ型半導体及びＮ型半導体が互いに接合されており、ＰＮ接合を有する半導体（いわゆるシリコンダイオード）として構成されている。
【００４８】
ダイオード５３のカソード端子は、接続点Ｎ１においてグランド端子５１ｇに接続されると共に、発光ダイオード５４のアノード端子に接続されている。この発光ダイオード５４のカソード端子は、グランドに接続されている。
【００４９】
かかる構成により、発光回路４４は、入力端子５１ｉに所定の電源電圧ＶＤＤが供給されると、出力端子５１ｏから出力電流Ｉｏを出力すると共に、該出力端子５１ｏ及びグランド端子５１ｇの間に出力電圧Ｖｏを発生する。この出力電圧Ｖｏは、三端子レギュレータ５１において予め定められた値となる。このときグランド端子５１ｇには、グランド端子電流Ｉｓｓが流れる。
【００５０】
出力端子５１ｏから出力された出力電流Ｉｏは、抵抗５２を介してダイオード５３に供給される。このとき抵抗５２における両端の間には、抵抗値Ｒｏ及び出力電流Ｉｏを乗じて得られる抵抗電圧Ｖｒが電位差として発生する。またダイオード５３は、ＰＮ接合を有しているため、順方向電圧Ｖｆだけ電圧を降下させる。すなわち抵抗５２における抵抗電圧Ｖｒは、三端子レギュレータ５１の出力電圧Ｖｏから順方向電圧Ｖｆを減じた差分の電圧値に相当する。
【００５１】
また発光回路４４は、出力電流Ｉｏ及びグランド端子電流Ｉｓｓが流入される接続点Ｎ１から、発光ダイオード５４に対し、この出力電流Ｉｏ及びグランド端子電流Ｉｓｓを加算した大きさに相当する順電流Ｉｆを供給する。発光ダイオード５４は、この順電流Ｉｆが供給されると、その大きさに応じた光量の検知光Ｌ１（図３）を発光することができる。
【００５２】
ところでダイオード５３では、ＰＮ接合の性質上、周囲の温度が上昇すると、順方向電圧Ｖｆが減少することが知られている。発光回路４４では、周囲の温度が上昇すると、ダイオード５３における順方向電圧Ｖｆが減少するものの、三端子レギュレータ５１の出力電圧Ｖｏが一定であるため、抵抗５２に印加される抵抗電圧Ｖｒが相対的に増加し、これに応じて出力電流Ｉｏが増加する。すなわち発光回路４４では、周囲の温度が上昇すると、出力電流Ｉｏを増加させることにより、発光ダイオード５４に供給する順電流Ｉｆを増加させることができる。
【００５３】
ここで、発光回路４４における各値の関係について、より詳細に説明する。まず接続点Ｎ１に流れる電流に着目すると、出力電流Ｉｏ、グランド端子電流Ｉｓｓ及び順電流Ｉｆの間には、次の（１）式のような関係が成立する。
【００５４】
Ｉｏ＋Ｉｓｓ＝Ｉｆ        ……（１）
【００５５】
また三端子レギュレータ５１における出力電流Ｉｏ及びグランド端子電流Ｉｓｓを比較すると、次の（２）式のような関係が成り立つ。
【００５６】
Ｉｓｓ＜＜Ｉｏ            ……（２）
【００５７】
このため、（１）式を順電流Ｉｆについて整理すると、次の（３）式のように表すことができる。
【００５８】
Ｉｆ≒Ｉｏ＝Ｖｒ／Ｒｏ
＝（Ｖｏ−Ｖｆ）／Ｒｏ    ……（３）
【００５９】
ここで、ダイオード５３の順方向電圧Ｖｆは、ＰＮ接合における一般的な性質として、１［℃］の温度上昇に対して約−２［ｍＶ］の割合で変化すること、すなわち減少することが知られている。すなわちダイオード５３の順方向電圧Ｖｆは、温度依存性を有しており、その温度係数は約−２［ｍＶ／℃］＝−２×１０−３［Ｖ／℃］である。このため順電流Ｉｆは、（３）式から、温度の上昇に対し、ほぼ直線的に増加するような特性を有する。
【００６０】
この順電流Ｉｆにおける温度上昇に対する変化の度合を、温度係数Ｔｃ［％／℃］と定義する。また温度の変動幅を変動温度ΔＴ［℃］とし、順電流Ｉｆの変動幅を変動電流ΔＩｆ［Ａ］とすると、この温度係数Ｔｃは、次の（４）式のように表すことができる。
【００６１】
Ｔｃ＝（１／Ｉｆ）×（ΔＩｆ／ΔＴ）
＝１／（Ｖｏ−Ｖｆ）×（−ΔＶｆ／ΔＴ）    ……（４）
【００６２】
この（４）式において、（ΔＶｆ／ΔＴ）は、ダイオード５３のＰＮ接合における順電圧の温度係数を表しており、上述したように約−２［ｍＶ／℃］である。また、ダイオード５３のＰＮ接合における順方向電圧Ｖｆは、一般に約０．６［Ｖ］であることが知られている。
【００６３】
従って発光回路４４では、三端子レギュレータ５１の出力電圧Ｖｏ［Ｖ］が定まると、この値を他の値と共に（４）式に代入することにより、温度係数Ｔｃを算出することができる。また発光回路４４では、この出力電圧Ｖｏ［Ｖ］の値を他の値と共に（３）式に代入することにより、順電流Ｉｆを算出することができる。
【００６４】
具体的に発光回路４４では、三端子レギュレータ５１の出力電圧Ｖｏ［Ｖ］及び抵抗５２の抵抗値Ｒｏ［Ω］に関して、例えば以下に示すような３通りの異なる数値例を採用することができる。
【００６５】
［数値例１］
三端子レギュレータ５１の出力電圧Ｖｏを１．２［Ｖ］とし、抵抗５２の抵抗値Ｒｏを３０［Ω］とした場合、温度係数Ｔｃは、上述した（４）式を利用することにより、次の（５）式のように算出することができる。
【００６６】
Ｔｃ＝１／（Ｖｏ−Ｖｆ）×（−ΔＶｆ／ΔＴ）
＝１／（１．２−０．６）×（２×１０−３）
≒３．３×１０−２［／℃］
＝０．３３［％／℃］                        ……（５）
【００６７】
またこの場合、順電流Ｉｆは、上述した（３）式を利用することにより、次の（６）式のように算出することができる。
【００６８】
Ｉｆ＝（Ｖｏ−Ｖｆ）／Ｒｏ
＝（１．２−０．６）／３０
＝０．０２［Ａ］＝２０［ｍＡ］              ……（６）
【００６９】
［数値例２］
三端子レギュレータ５１の出力電圧Ｖｏを０．９［Ｖ］とし、抵抗５２の抵抗値Ｒｏを１５［Ω］とした場合、温度係数Ｔｃは、上述した（４）式を利用することにより、次の（７）式のように算出することができる。
【００７０】
Ｔｃ＝１／（Ｖｏ−Ｖｆ）×（−ΔＶｆ／ΔＴ）
＝１／（０．９−０．６）×（２×１０−３）
≒６．６×１０−２［／℃］
＝０．６６［％／℃］                        ……（７）
【００７１】
またこの場合、順電流Ｉｆは、上述した（３）式を利用することにより、次の（８）式のように算出することができる。
【００７２】
Ｉｆ＝（Ｖｏ−Ｖｆ）／Ｒｏ
＝（０．９−０．６）／１５
＝０．０２［Ａ］＝２０［ｍＡ］              ……（８）
【００７３】
すなわち数値例２では、数値例１の場合と比較して、順電流Ｉｆを同等に揃えながら、温度係数Ｔｃを約２倍の大きさとすることができる。
【００７４】
［数値例３］
三端子レギュレータ５１の出力電圧Ｖｏを０．８［Ｖ］とし、抵抗５２の抵抗値Ｒｏを１０［Ω］とした場合、温度係数Ｔｃは、上述した（４）式を利用することにより、次の（９）式のように算出することができる。
【００７５】
Ｔｃ＝１／（Ｖｏ−Ｖｆ）×（−ΔＶｆ／ΔＴ）
＝１／（０．８−０．６）×（２×１０−３）
≒１．０×１０−２［／℃］
＝１．０［％／℃］                          ……（９）
【００７６】
またこの場合、順電流Ｉｆは、上述した（３）式を利用することにより、次の（１０）式のように算出することができる。
【００７７】
Ｉｆ＝（Ｖｏ−Ｖｆ）／Ｒｏ
＝（０．８−０．６）／１０
＝０．０２［Ａ］＝２０［ｍＡ］              ……（１０）
【００７８】
すなわち数値例３では、数値例１の場合と比較して、順電流Ｉｆを同等に揃えながら、温度係数Ｔｃを約３倍の大きさとすることができる。
【００７９】
このように発光回路４４では、周囲の温度の上昇に伴い、発光ダイオード５４に供給する順電流Ｉｆを温度係数Ｔｃに応じた度合で増加させることができる。また発光回路４４では、出力電圧Ｖｏ及び抵抗値Ｒｏをそれぞれ適切に選定することにより、温度係数Ｔｃの値を比較的広い範囲から設定すること、及び該温度係数Ｔｃの値から独立して順電流Ｉｆの値を任意に設定することができる。
【００８０】
［１−２−２．受光回路の構成］
受光回路４５は、図５に示すように、カラー受光回路４５Ｃ及びモノクロ受光回路４５Ｍにより構成されている。カラー受光回路４５Ｃ及びモノクロ受光回路４５Ｍは、互いに独立し、且つ互いに同等の回路構成となっている。そこで以下では、カラー受光回路４５Ｃを例に説明する。
【００８１】
カラー受光回路４５Ｃは、大きく分けて、前段の電流電圧変換部６０Ｃと、後段の増幅部７０とにより構成されている。電流電圧変換部６０Ｃは、受光した光の大きさに応じた電流を生成するフォトダイオード６１と、非反転入力端子、反転入力端子及び出力端子を有するオペアンプ６２とを中心に構成されている。
【００８２】
フォトダイオード６１のアノード端子及びカソード端子は、接続点Ｎ１１及びＮ１２を介してオペアンプ６２の非反転入力端子及び反転入力端子にそれぞれ接続されている。接続点Ｎ１２には、所定の基準電圧Ｖｒｅｆ１が供給される。説明の都合上、以下ではフォトダイオード６１のアノード端子及びカソード端子をそれぞれ第１端子及び第２端子とも呼ぶ。
【００８３】
オペアンプ６２の出力端子は、接続点Ｎ１３及び接続点Ｎ１４に接続されている。この接続点Ｎ１３及び接続点Ｎ１１の間には、可変抵抗６３及び抵抗６４が直列に接続されている。すなわち電流電圧変換部６０Ｃでは、オペアンプ６２から出力された電流の一部が可変抵抗６３及び抵抗６４を介して反転入力端子に供給されており、これにより負帰還の回路を形成している。接続点Ｎ１４は、電流電圧変換部６０Ｃの出力端子となっており、且つ増幅部７０Ｃの入力端子となっている。
【００８４】
かかる構成により電流電圧変換部６０Ｃは、フォトダイオード６１の両端子間に流れる電流を電圧に変換して電圧Ｖｏ１の中間信号を生成し、これを該電流電圧変換部６０Ｃの出力端子である接続点Ｎ１４から後段の増幅部７０Ｃへ供給することができる。
【００８５】
増幅部７０Ｃは、オペアンプ６２と同様に構成され、非反転入力端子、反転入力端子及び出力端子を有するオペアンプ７１を中心に構成されている。オペアンプ７１の非反転入力端子は、接続点Ｎ１５を介して抵抗７２の一端と接続されている。この抵抗７２の他端は、増幅部７０Ｃの入力端子である接続点Ｎ１４と接続されており、電流電圧変換部６０Ｃから出力された電圧が供給される。すなわちオペアンプ７１の非反転入力端子には、電流電圧変換部６０Ｃから出力された電圧が抵抗７２を介して入力される。またオペアンプ７１の非反転入力端子には、抵抗７３を介して、所定の基準電圧Ｖｒｅｆ２が供給される。
【００８６】
オペアンプ７１の出力端子は、接続点Ｎ１６、Ｎ１７及びＮ１８が接続されている。接続点Ｎ１７は、抵抗７４を介して接地されている。接続点Ｎ１６は、抵抗７５を介して接続点Ｎ１５と接続されている。すなわち増幅部７０Ｃでは、オペアンプ７１から出力された電流の一部が抵抗７５を介して反転入力端子に供給されている。接続点Ｎ１８は、増幅部７０Ｃの出力端子となっている。
【００８７】
このように増幅部７０Ｃは、抵抗７２の抵抗値Ｒ７２［Ω］と抵抗７５の抵抗値Ｒ７５［Ω］との比率、すなわち値（Ｒ７５／Ｒ７２）を増幅率として中間信号の電圧を増幅する反転増幅回路となっている。このため増幅部７０Ｃは、電流電圧変換部６０Ｃから供給される電圧Ｖｏ１の中間信号を増幅することにより、電圧Ｖｏｕｔ１でなるカラー受光信号を生成することができる。このとき生成されたカラー受光信号は、制御部３（図１）に供給される。
【００８８】
これと同様にモノクロ受光回路４５Ｍ（図５）は、フォトダイオードによって受光した光の大きさに応じた電圧Ｖｏｕｔ２でなるモノクロ受光信号を生成する。このとき生成されたモノクロ受光信号は、カラー受光信号と同様、制御部３（図１）に供給される。
【００８９】
これに応じて制御部３は、カラー受光回路４５Ｃ及びモノクロ受光回路４５Ｍからそれぞれ得られたカラー受光信号及びモノクロ受光信号の電圧Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２を所定の基準値と比較する等、種々の演算処理を行うことにより、搬送ベルト１４に付着しているトナーの濃度を検出することができる。
【００９０】
［１−３．効果等］
以上の構成において、第１の実施の形態による画像形成装置１のトナー濃度センサ１８では、発光部４２に発光回路４４（図４）を組み込んだ構成とした。
【００９１】
ここで、発光回路４４との比較用に、特許文献１の図１（ｂ）に示されているような従来の発光回路について検討する。従来の発光回路では、所定のＬＥＤ駆動回路等により、周囲の温度に関わらず、発光ダイオードに対し一定のＬＥＤ駆動電流が供給されていた。
【００９２】
このため従来の発光回路では、温度ＴａとＬＥＤ駆動電流との関係をグラフ化すると、図６（Ａ）に示すように、温度Ｔａに関わらずＬＥＤ駆動電流が一定の値となる。従って従来の発光回路では、例えば２５℃におけるＬＥＤ駆動電流Ｉ２５と５０℃におけるＬＥＤ駆動電流Ｉ５０とが同等の値となっている。
【００９３】
しかしながら発光ダイオードは、温度依存性を持ち、その周囲の温度が上昇すると自らの発光量を減少させる、といった性質を有している。このため、従来の発光回路における温度Ｔａと発光量との関係をグラフ化すると、図６（Ｂ）に示すように、温度Ｔａの増加に伴って発光量が減少するような特性となる。従って従来の発光回路では、例えば２５℃における発光量Ｐ２５よりも５０℃における発光量Ｐ５０の方が小さな値となっている。
【００９４】
ここで、従来の発光回路と対応する従来の受光回路において、温度に関わらず一定の比率で光量に応じた大きさの出力電圧を生成できる場合を想定する。この場合、この受光回路における温度Ｔａと出力電圧との関係をグラフ化すると、図６（Ｃ）に示すように、温度Ｔａの増加に伴って出力電圧が減少するような特性となる。従って従来の発光回路と対応する従来の受光回路では、例えば２５℃における出力電圧Ｖ２５よりも５０℃における出力電圧Ｖ５０の方が小さな値となっている。
【００９５】
このように従来の発光回路では、発光ダイオードの周囲温度が変化した場合、発光量が変化してしまい、これに応じて受光回路において出力電圧が変化するおそれがあった。このため、従来の発光回路及び受光回路を用いた従来のトナー濃度センサでは、仮にトナーの濃度が一定であっても温度変化に応じて出力電圧が変化してしまうため、トナー濃度の検出精度が大幅に低下するおそれがあった。
【００９６】
これに対し、本実施の形態による発光回路４４（図４）では、三端子レギュレータ５１の出力端子５１ｏと接続点Ｎ１との間に抵抗５２及びダイオード５３を接続し、且つ該接続点Ｎ１とグランド端子５１ｇとを接続して、さらに該接続点Ｎ１に発光ダイオード５４を接続する回路構成とした。この発光回路４４では、三端子レギュレータ５１の出力電圧Ｖｏが一定となるところ、周囲の温度の上昇に応じてダイオード５３における順方向電圧Ｖｆが減少するため、上述した（４）式等の関係により、発光ダイオード５４に供給される順電流Ｉｆを増加させることができる。
【００９７】
このため発光回路４４では、温度ＴａとＬＥＤ駆動電流（すなわち順電流Ｉｆ）との関係をグラフ化すると、図６（Ａ）と対応する図６（Ｄ）に示すように、温度Ｔａが上昇するに連れて、ＬＥＤ駆動電流が増加する。従って発光回路４４では、例えば２５℃におけるＬＥＤ駆動電流Ｉ２５よりも５０℃におけるＬＥＤ駆動電流Ｉ５０の方が大きい値となる。
【００９８】
ここで発光回路４４（図４）については、所定の測定装置（図示せず）等を用いて、発光ダイオード５４における温度特性、すなわち温度の上昇に伴う発光量の減少度合が予め測定されており、さらにその度合を表す温度係数ＴｃＬ［％／℃］が算出されている。
【００９９】
その上で発光回路４４では、この発光ダイオード５４の温度係数ＴｃＬ［％／℃］の正負を反転させた値を順電流Ｉｆの温度係数Ｔｃに設定した上で、（４）式の関係を満たすように、三端子レギュレータ５１の出力電圧Ｖｏが選定されている。また発光回路４４では、この出力電圧Ｖｏと上述した（３）式との関係を用いて、抵抗５２の抵抗値Ｒｏが適切に算出されている。
【０１００】
このため発光回路４４では、温度Ｔａの上昇に伴って発光ダイオード５４の発光量が減少しようとするところ、これを打ち消すようにして、図６（Ｄ）のように順電流Ｉｆが増加することにより、該発光ダイオード５４の発光量が変化しない。すなわち発光回路４４発光回路における温度Ｔａと発光量との関係をグラフ化すると、図６（Ｂ）と対応する図６（Ｅ）に示すように、温度Ｔａの値に関わらず、発光量がほぼ一定の値を維持するような特性となる。
【０１０１】
これを換言すれば、発光回路４４では、ＬＥＤ駆動電流（すなわち順電流Ｉｆ）に正の温度係数を持たせることにより、温度の上昇に伴ってＬＥＤ駆動電流を増加させ、発光ダイオード５４における発光量の変化（すなわち減少）を補償することができる。
【０１０２】
これに伴い、受光回路４５（図５）における温度Ｔａと出力電圧（すなわちカラー受光信号の電圧Ｖｏｕｔ１）との関係をグラフ化すると、図６（Ｃ）と対応する図６（Ｆ）に示すように、温度Ｔａの値に関わらず、出力電圧がほぼ一定の値を維持するような特性となる。すなわち受光回路４５では、例えば２５℃における出力電圧Ｖ２５及び５０℃における出力電圧Ｖ５０が同等の値となっている。
【０１０３】
これによりトナー濃度センサ１８（図３）では、例えば搬送ベルト１４の表面に付着したトナーの濃度に応じて検知光Ｌ１の反射率等が変化し、受光回路４５における受光量が変化した場合に、温度変化の影響を受けること無く、受光量の変化のみに応じて、すなわちトナーの濃度に応じて、出力電圧を変化させることができる。
【０１０４】
このため制御部３（図１）では、温度に影響されること無く、搬送ベルト１４の表面に付着したトナーの濃度を精度良く検出でき、これに基づき、画像形成ユニット１６（図２）において感光体ドラム３８の表面に付着させるトナーの濃度を適切に調整することができる。この結果、画像形成装置１では、用紙Ｐに高品位な画像を形成すること（すなわち印刷すること）が可能となる。
【０１０５】
ところで上述した特許文献１では、発光ダイオードの発光量に関する温度補償の目的で、受光回路にサーミスタを設ける構成が開示されている。このようなサーミスタには、いわゆる正特性、すなわち温度の上昇に伴い抵抗値を増加させる特性が求められている。この正特性を有するサーミスタとしては、一般的に白金薄膜を用いるものが知られており、その特性が日本工業規格（ＪＩＳ）  Ｃ  １６０４測温抵抗体として規定されている。
【０１０６】
しかしながら、このようなサーミスタの温度係数は約３０００［ｐｐｍ／℃］＝０．３［％／℃］の固定値である。このため、このサーミスタを増幅回路等に組み込んだとしても、その温度係数が固定値となり、さらに約０．３［％／℃］といった比較的小さな値に制限されてしまう。これは、白金薄膜の材料特性に起因して、その抵抗率が比較的小さい値となってしまうこと、例えば抵抗値として数十［ｋΩ］から数百［ｋΩ］が望ましいにも関わらず、実際には数百［Ω］の抵抗値しか得られない、といった理由によるものである。
【０１０７】
一方、発光ダイオード５４（図４）の温度係数Ｔｃは、構成する化合物半導体材料の種類や構成等に応じて定まり、典型的には−０．３［％／℃］から−１．０［％／℃］のような、ある程度の範囲内で変動する値をとる。従って、従来の受光回路では、発光ダイオードの種類によっては、白金薄膜のサーミスタでは十分に温度補償を行うことができない、或いはこのサーミスタにより温度補償を行うために発光ダイオードの種類が制限される、といった問題が生じていた。
【０１０８】
これに対して本実施の形態では、発光回路４４（図４）において、温度変化に関わらず発光ダイオード５４の発光量を一定に維持することができる（図６（Ｅ））。このため、この発光回路４４と組み合わせて使用される受光回路４５では、特許文献１のように温度補償用のサーミスタ等を追加する必要が無く、比較的簡素に構成することができ、また発光ダイオード５４の種類が制限されることも無い。
【０１０９】
これを他の観点から見れば、発光回路４４（図４）の三端子レギュレータ５１は、１個の回路部品により、出力端子５１ｏ及びグランド端子５１ｇの間に、一定の出力電圧Ｖｏを容易に作り出し、且つこれを維持することができる。一方、ＰＮ接合を有する半導体であるダイオード５３の順方向電圧Ｖｆは、約−２［ｍＶ／℃］という温度依存性を有する。
【０１１０】
そこで発光回路４４では、一定の出力電圧Ｖｏを生成する出力端子５１ｏ及びグランド端子５１ｇの間に、このダイオード５３を抵抗５２と直列に接続することにより、温度の上昇に伴って順方向電圧Ｖｆを減少させる一方、抵抗電圧Ｖｒを増加させるようにした。このため発光回路４４では、温度が上昇すると、抵抗電圧Ｖｒの増加に応じて出力電流Ｉｏを増加させることができ、発光ダイオード５４に供給される順電流Ｉｆも増加させることができる。
【０１１１】
すなわち発光回路４４では、三端子レギュレータ５１、抵抗５２、ダイオード５３及び発光ダイオード５４といった僅か４個の回路部品を組合せたことにより、極めて簡素な構成により、温度変化の影響を受けること無く発光ダイオード５４の発光量を一定に維持できる、といった格別な作用効果を得ることができる。
【０１１２】
以上の構成によれば、第１の実施の形態による画像形成装置１のトナー濃度センサ１８は、発光回路４４において、温度の上昇によりダイオード５３の順方向電圧Ｖｆが減少すると、抵抗５２の抵抗電圧Ｖｒが増加して出力電流Ｉｏが増加し、発光ダイオード５４に供給される順電流Ｉｆが増加する。これにより発光回路４４では、出力電圧Ｖｏ及び抵抗値Ｒｏをそれぞれ適切に選定することで、発光ダイオード５４が有する負の温度依存性を、順電流Ｉｆの増加によって補償することができ、該発光ダイオード５４の発光量を温度に関わらず一定に維持できる。
【０１１３】
［２．第２の実施の形態］
第２の実施の形態による画像形成装置１０１（図１）は、第１の実施の画像形成装置１と比較して、トナー濃度センサ１８に代わるトナー濃度センサ１１８を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。トナー濃度センサ１１８（図３）は、第１の実施の形態によるトナー濃度センサ１８と比較して、発光回路４４に代わる発光回路１４４を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。
【０１１４】
図４と対応する図７に示すように、発光回路１４４は、第１の実施の形態による発光回路４４と比較して、同様の三端子レギュレータ５１及び発光ダイオード５４を有する一方、ダイオード５３に代わるトランジスタ１５３を有しており、また抵抗５２に代わるエミッタ抵抗１５２を有している。
【０１１５】
三端子レギュレータ５１の入力端子５１ｉは、第１の実施の形態と同様、所定の電源回路（図示せず）と接続されており、この電源回路から所定の電源電圧ＶＤＤが供給される。グランド端子５１ｇは、第１の実施の形態とは異なり、グランドに接続されている。出力端子５１ｏは、トランジスタ１５３のベース端子と接続されている。このトランジスタ１５３は、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタであり、ベース及びエミッタの部分において、ダイオード５３（図４）と同様のＰＮ接合を形成している。
【０１１６】
トランジスタ１５３のエミッタ端子は、エミッタ抵抗１５２を介してグランドに接続されている。トランジスタ１５３のコレクタ端子は、発光ダイオード５４のカソード端子と接続されている。この発光ダイオード５４のアノード端子は、上述した電源回路と接続されており、電源電圧ＶＤＤが供給される。
【０１１７】
かかる構成により、発光回路１４４は、三端子レギュレータ５１の入力端子５１ｉに電源電圧ＶＤＤが印加されると、出力端子５１ｏから出力電流Ｉｏを出力してトランジスタ１５３のベース端子へ供給する。以下、この出力電流Ｉｏをベース電流Ｉｂとも呼ぶ。このとき三端子レギュレータ５１は、出力端子５１ｏ及びグランド端子５１ｇの間に出力電圧Ｖｏを発生する。この出力電圧Ｖｏは、第１の実施の形態と同様、三端子レギュレータ５１において予め定められた値となる。
【０１１８】
一方、発光ダイオード５４では、電源電圧ＶＤＤから供給されたコレクタ電流Ｉｃがアノード端子からカソード端子へ流れる。その後、このコレクタ電流Ｉｃは、トランジスタ１５３のコレクタ端子に供給される。トランジスタ１５３は、エミッタ端子からエミッタ電流Ｉｅを出力し、これをエミッタ抵抗１５２へ供給する。このときトランジスタ１５３では、ベース端子及びエミッタ端子の間にベースエミッタ間電圧Ｖｂｅが発生する。
【０１１９】
ここで、トランジスタ１５３から出力されるエミッタ電流Ｉｅの大きさは、入力されるコレクタ電流Ｉｃ及びベース電流Ｉｂの加算値と同等となる。一方、ベース電流Ｉｂは、トランジスタ１５３の特性上、コレクタ電流Ｉｃ及びエミッタ電流Ｉｅと比較して、極めて小さな値となり、実質的に無視することができる。そこで発光ダイオード５４に流れるコレクタ電流Ｉｃは、次の（１１）式のように表すことができる。
【０１２０】
Ｉｃ≒Ｉｅ＝（Ｖｏ−Ｖｂｅ）／Ｒｅ    ……（１１）
【０１２１】
また、トランジスタ１５３におけるベース及びエミッタの部分は、上述したようにＰＮ接合を有する半導体であり、第１の実施の形態におけるダイオード５３（図４）と同様の性質を有している。このためトランジスタ１５３のベースエミッタ間電圧Ｖｂｅは、約０．６［Ｖ］であると共に、第１の実施の形態におけるダイオード５３（図４）における順方向電圧Ｖｆの場合と同様に温度依存性を有しており、その温度係数が約−２［ｍＶ／℃］となる。
【０１２２】
すなわち発光回路１４４では、温度が上昇すると、トランジスタ１５３のベースエミッタ間電圧Ｖｂｅが減少する。そうすると該発光回路１４４では、三端子レギュレータ５１の出力電圧Ｖｏが一定であるために、エミッタ抵抗１５２の両端子間に印加される電圧が増加し、これに伴ってエミッタ電流Ｉｅが増加する。この結果、発光回路１４４では、第１の実施の形態と同様、発光ダイオード５４に流れるコレクタ電流Ｉｃが増加する。
【０１２３】
このことは、（１１）式が上述した（３）式と対応していること、すなわちコレクタ電流Ｉｃ、ベースエミッタ間電圧Ｖｂｅ及び抵抗値Ｒｅが順電流Ｉｆ、順方向電圧Ｖｆ及び抵抗値Ｒｏとそれぞれ対応していることからも明らかである。また発光回路１４４では、上述した（４）式において順方向電圧Ｖｆをベースエミッタ間電圧Ｖｂｅに置き換えることにより、第１の実施の形態と同様に温度係数Ｔｃを算出することができる。
【０１２４】
従って発光回路１４４は、第１の実施の形態による発光回路４４と同様、周囲の温度の上昇に伴い、発光ダイオード５４に供給するコレクタ電流Ｉｃを、温度係数Ｔｃにより定まる度合で増加させることができる。
【０１２５】
また発光回路１４４では、第１の実施の形態による発光回路４４と同様に、三端子レギュレータ５１の出力電圧Ｖｏ［Ｖ］及びエミッタ抵抗１５２の抵抗値Ｒｅ［Ω］を適切に選定することにより、温度係数Ｔｃの値を比較的広い範囲から設定すること、及び該温度係数Ｔｃの値から独立してコレクタ電流Ｉｃの値を任意に設定することができる。これにより発光回路１４４は、図６（Ｅ）に示したように、温度の変化にかかわらず、発光ダイオード５４の発光量をほぼ一定に維持することができる。
【０１２６】
このように本実施の形態による発光回路１４４は、第１の実施の形態による発光回路４４と同様の作用効果を奏し得る。
【０１２７】
以上の構成によれば、第２の実施の形態による画像形成装置１０１のトナー濃度センサ１１８は、発光回路１４４において、温度の上昇によりトランジスタ１５３のベースエミッタ間電圧Ｖｂｅが減少すると、エミッタ抵抗１５２に印加させる電圧が増加してエミッタ電流Ｉｅが増加し、発光ダイオード５４に供給されるコレクタ電流Ｉｃが増加する。これにより発光回路１４４では、第１の実施の形態と同様、発光ダイオード５４が有する負の温度依存性を、コレクタ電流Ｉｃの増加により補償することができ、該発光ダイオード５４の発光量を温度に関わらず一定に維持することができる。
【０１２８】
［３．第３の実施の形態］
第３の実施の形態による画像形成装置２０１（図１）は、第１の実施の画像形成装置１と比較して、トナー濃度センサ１８に代わるトナー濃度センサ２１８を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。トナー濃度センサ２１８（図３）は、第１の実施の形態によるトナー濃度センサ１８と比較して、発光回路４４に代わる発光回路２４４を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。
【０１２９】
図４及び図７と対応する図８に示すように、発光回路２４４は、第１の実施の形態による発光回路４４と比較して、ダイオード５３及び発光ダイオード５４を有する点において同様であるものの、三端子レギュレータ５１及び抵抗５２に代えて、シャントレギュレータ２５１及び抵抗２５２を有する点において相違する。また発光回路２４４は、抵抗２５５及びトランジスタ２５６も有している。
【０１３０】
シャントレギュレータ２５１としては、例えばテキサスインスツルメンツ社のＴＬＶ４３１を用いることができる。この場合、リファレンス電圧Ｖｒｅｆ、すなわちカソード端子とリファレンス端子との間の電圧が、約１．２［Ｖ］となっている。
【０１３１】
シャントレギュレータ２５１は、カソード端子がグランドに接続されており、アノード端子が接続点Ｎ４を介して抵抗２５５の一端及びトランジスタ２５６のベース端子とそれぞれ接続されている。抵抗２５５の他端は、接続点Ｎ３を介して電源回路（図示せず）及び発光ダイオード５４のアノード端子と接続されており、所定の電源電圧ＶＤＤが供給される。
【０１３２】
発光ダイオード５４のカソード端子は、トランジスタ２５６のコレクタ端子と接続されている。トランジスタ２５６は、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタであり、そのエミッタが、接続点Ｎ５を介してシャントレギュレータ２５１のリファレンス端子及び抵抗２５２の一端と接続されている。この抵抗２５２の他端は、ダイオード５３のアノード端子と接続されている。ダイオード５３は、そのカソード端子がグランドに接続されている。
【０１３３】
かかる構成により発光回路２４４は、電源電圧ＶＤＤが供給されると、接続点Ｎ３から抵抗２５５及び発光ダイオード５４に分かれて電流が供給される。このうち抵抗２５５に流れる電流は、接続点Ｎ４において、シャントレギュレータ２５１のカソード端子に流れるカソード電流Ｉｋと、トランジスタ２５６のベース端子に流れるベース電流Ｉｂとに分かれる。
【０１３４】
このときシャントレギュレータ２５１は、グランド端子に対するリファレンス端子の電圧であるリファレンス電圧Ｖｒｅｆを一定の値（例えば約１．２［Ｖ］）に維持するように制御し、これに伴ってリファレンス端子から接続点Ｎ５へ供給するリファレンス電流Ｉｒの大きさを変化させる。
【０１３５】
一方、トランジスタ２５６は、発光ダイオード５４を流れるコレクタ電流Ｉｃ及び接続点Ｎ４から供給されるベース電流Ｉｂを合わせた値に相当するエミッタ電流Ｉｅを接続点Ｎ５に供給する。これにより抵抗２５２及びダイオード５３には、このエミッタ電流Ｉｅ及びリファレンス電流Ｉｒを合わせた大きさの電流が流れる。
【０１３６】
ここで発光回路２４４では、トランジスタ２５６の性質上、ベース電流Ｉｂが、エミッタ電流Ｉｅと比較して、無視できるほど小さな値となる。また発光回路２４４では、シャントレギュレータ２５１のリファレンス電流Ｉｒについても、エミッタ電流Ｉｅと比較して、無視できるほど小さな値となる。
【０１３７】
このため、発光ダイオード５４に流れるコレクタ電流Ｉｃは、抵抗２５２に着目すると、次の（１２）式のように表すことができる。
【０１３８】
Ｉｃ≒Ｉｅ＝（Ｖｒｅｆ−Ｖｆ）／Ｒｓ    ……（１２）
【０１３９】
ここでダイオード５３は、第１の実施の形態と同様、ＰＮ接合を有する半導体であるため、順方向電圧Ｖｆが約０．６［Ｖ］であると共に、温度依存性を有しており、その温度係数が約−２［ｍＶ／℃］となる。
【０１４０】
すなわち発光回路２４４では、温度が上昇すると、第１の実施の形態と同様に、ダイオード５３の順方向電圧Ｖｆが減少する。そうすると該発光回路２４４では、シャントレギュレータ２５１のリファレンス電圧Ｖｒｅｆが一定であるため、抵抗２５２の両端子間に印加される電圧が増加する。そうすると発光回路２４４では、（１２）式の関係により、抵抗２５２に流れる電流、すなわちエミッタ電流Ｉｅとほぼ同等の大きさでなる発光ダイオード５４に流れるコレクタ電流Ｉｃが増加する。
【０１４１】
このことは、（１２）式が上述した（３）式と対応していること、すなわちコレクタ電流Ｉｃ、リファレンス電圧Ｖｒｅｆ及び抵抗値Ｒｓが順電流Ｉｆ、出力電圧Ｖｏ及び抵抗値Ｒｏとそれぞれ対応していることからも明らかである。また発光回路２４４では、上述した（４）式において出力電圧Ｖｏをリファレンス電圧Ｖｒｅｆに置き換えることにより、第１の実施の形態と同様に温度係数Ｔｃを算出することができる。
【０１４２】
従って発光回路２４４は、第１の実施の形態による発光回路４４及び第２の実施の形態による発光回路１４４と同様、周囲の温度の上昇に伴い、発光ダイオード５４に供給するコレクタ電流Ｉｃを温度係数Ｔｃに応じた度合で増加させることができる。
【０１４３】
また発光回路２４４では、第１の実施の形態による発光回路４４と同様に、シャントレギュレータ２５１のリファレンス電圧Ｖｒｅｆ［Ｖ］及び抵抗２５２の抵抗値Ｒｓ［Ω］を適切に選定することにより、温度係数Ｔｃの値を比較的広い範囲から設定すること、及び該温度係数Ｔｃの値から独立してコレクタ電流Ｉｃの値を任意に設定することができる。これにより発光回路２４４は、図６（Ｅ）に示したように、温度の変化にかかわらず、発光ダイオード５４の発光量をほぼ一定に維持することができる。
【０１４４】
このように本実施の形態による発光回路２４４は、第１の実施の形態による発光回路４４及び第２の実施の形態による発光回路１４４と同様の作用効果を奏し得る。
【０１４５】
以上の構成によれば、第３の実施の形態による画像形成装置２０１のトナー濃度センサ２１８は、発光回路２４４において、温度の上昇によりダイオード５３の順方向電圧Ｖｆが減少すると、抵抗２５２に印加させる電圧が増加してエミッタ電流Ｉｅが増加し、発光ダイオード５４に流れるコレクタ電流Ｉｃが増加する。これにより発光回路２４４では、第１及び第２の実施の形態と同様、発光ダイオード５４が有する負の温度依存性を、コレクタ電流Ｉｃの増加により補償することができ、該発光ダイオード５４の発光量を温度に関わらず一定に維持することができる。
【０１４６】
［４．第４の実施の形態］
第４の実施の形態による画像形成装置３０１（図１）は、第１の実施の画像形成装置１と比較して、トナー濃度センサ１８に代わるトナー濃度センサ３１８を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。トナー濃度センサ３１８（図３）は、第１の実施の形態によるトナー濃度センサ１８と比較して、カラー受光回路４５Ｃ及びモノクロ受光回路４５Ｍに代わるカラー受光回路３４５Ｃ及びモノクロ受光回路３４５Ｍを有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。
【０１４７】
カラー受光回路３４５Ｃ及びモノクロ受光回路３４５Ｍは、第１の実施の形態によるカラー受光回路４５Ｃ及びモノクロ受光回路４５Ｍ（図５）の場合と同様、互いに独立し、且つ互いに同等の回路構成となっている。そこで以下では、カラー受光回路３４５Ｃを例に説明する。また説明の都合上、以下ではカラー受光回路３４５Ｃ及びモノクロ受光回路３４５Ｍをまとめて受光回路３４５とも呼ぶ。
【０１４８】
図５の一部と対応する図９に示すように、カラー受光回路３４５Ｃは、第１の実施の形態におけるカラー受光回路４５Ｃと異なり、電流電圧変換を行う部分と増幅する部分とに分かれておらず、またオペアンプ６２が１個のみ用いられている。
【０１４９】
カラー受光回路３４５Ｃでは、第１の実施の形態と同様、フォトダイオード６１のアノード端子及びカソード端子が、接続点Ｎ２１及びＮ２２を介してオペアンプ６２の非反転入力端子及び反転入力端子にそれぞれ接続されている。接続点Ｎ２２には、第１の実施の形態と同様、所定の基準電圧Ｖｒｅｆ１が供給される。
【０１５０】
オペアンプ６２の出力端子は、接続点Ｎ２３に接続されている。この接続点Ｎ２３は、接続点Ｎ２４において直列に接続された分圧抵抗３６３及び３６４を順次介して、グランドに接続されている。また接続点Ｎ２４は、抵抗３６５を介して接続点Ｎ２１と接続されている。
【０１５１】
かかる構成により、カラー受光回路３４５Ｃでは、フォトダイオード６１から供給される光誘起電流Ｉｓがオペアンプ６２に入力され、該オペアンプ６２の出力端子からカラー受光信号を出力する。このときオペアンプ６２から出力されたカラー受光信号の一部は、分圧抵抗３６３及び３６４により分圧された上で、抵抗３６５を介して反転入力端子に供給され、負帰還を実現している。
【０１５２】
ところでカラー受光回路３４５Ｃでは、フォトダイオード６１から流れる光誘起電流Ｉｓが極めて微弱であるが、オペアンプ６２の反転入力端子から内部に流入する漏れ電流も極めて小さなものとなり、実質的に無視することができる。また抵抗３６５の抵抗値をＲｆ［Ω］とすると、この抵抗値Ｒｆは比較的大きな値となっている。このため、フォトダイオード６１のアノード端子から光誘起電流Ｉｓの一部が抵抗３６５を介して接続点Ｎ２４に流れる成分については、実質的に無視することができる。
【０１５３】
ここで、オペアンプ６２から出力されるカラー受光信号の電圧、すなわち接続点Ｎ２３における電位（グランドとの間の電圧）を電圧Ｖｏｕｔ１とし、接続点Ｎ２４における電位をＶ１［Ｖ］とし、分圧抵抗３６３及び３６４の抵抗値をそれぞれＲａ［Ω］及びＲｂ［Ω］とする。そうすると電位Ｖ１は、電圧Ｖｏｕｔ１を抵抗値Ｒａ及びＲｂにより分圧した値となるため、概ね次の（１３）式のように表すことができる。
【０１５４】
Ｖ１＝Ｖｏｕｔ１×Ｒｂ／（Ｒａ＋Ｒｂ）    ……（１３）
【０１５５】
一方、オペアンプ６２では、一般に増幅率を無限大と見なすことができ、非反転入力端子及び反転入力端子の電位がほぼ等しくなるように制御されるため、反転入力端子の電位が、非反転入力端子と同等のＶｒｅｆ１［Ｖ］となる。このため電位Ｖ１は、次の（１４）式のように表すことができる。
【０１５６】
Ｖ１＝Ｖｒｅｆ１−Ｉｓ×Ｒｆ              ……（１４）
【０１５７】
この（１４）式を（１３）式に代入して整理すると、次の（１５）式を得ることができる。
【０１５８】
Ｖｏｕｔ１＝（Ｖｒｅｆ１−Ｉｓ×Ｒｆ）×（１＋Ｒａ／Ｒｂ）  ……（１５）
【０１５９】
ここで、検証のために基準電圧Ｖｒｅｆ１を０［Ｖ］と仮定してみると、この（１５）式は次の（１６）式のようになる。
【０１６０】
Ｖｏｕｔ１＝−Ｉｓ×Ｒｆ×（１＋Ｒａ／Ｒｂ）                ……（１６）
【０１６１】
この（１６）式において、前半部分の項（Ｉｓ×Ｒｆ）は、第１の実施の形態によるカラー受光回路４５Ｃ（図５）における中間信号の電圧Ｖｏ１に対応している。また、後半部分の項（１＋Ｒａ／Ｒｂ）は、このカラー受光回路４５Ｃ（図５）における増幅部７０Ｃの増幅率である値（Ｒ７５／Ｒ７２）に対応している。
【０１６２】
因みにモノクロ受光回路３４５Ｍは、カラー受光回路３４５Ｃと同等の構成であるため、該カラー受光回路３４５Ｃと同様の機能を有する。
【０１６３】
以上の構成において、第４の実施の形態による画像形成装置３０１のトナー濃度センサ３１８は、カラー受光回路３４５Ｃ（図９）において、オペアンプ６２から出力された信号の電圧Ｖｏｕｔ１を分圧抵抗３６３及び３６４により分圧し、接続点Ｎ１４から抵抗３６５を介して反転入力端子に帰還させるようにした。
【０１６４】
カラー受光回路３４５Ｃは、第１の実施の形態によるカラー受光回路４５Ｃの電流電圧変換部６０Ｃ（図５）と比較すると、フォトダイオード６１及びオペアンプ６２が同様の構成であり、また分圧抵抗３６３及び抵抗３６５が可変抵抗６３及び抵抗６４と同様に接続されて負帰還を実現している。このためカラー受光回路３４５Ｃは、電流電圧変換部６０Ｃと同様に、フォトダイオード６１を流れる電流をオペアンプ６２により電圧に変換することができる。
【０１６５】
またカラー受光回路３４５Ｃは、上述した（１６）式に示されているように、第１の実施の形態における中間信号の電圧Ｖｏ１に相当する値（Ｉｓ×Ｒｆ）を、増幅率（１＋Ｒａ／Ｒｂ）で増幅し、電圧Ｖｏｕｔ１のカラー受光信号として出力している。このためカラー受光回路３４５Ｃは、この増幅率（１＋Ｒａ／Ｒｂ）を増幅部７０Ｃにおける増幅率（Ｒ７５／Ｒ７２）と同様とするように、抵抗値Ｒａ及びＲｂを選定することで、該増幅部７０Ｃと同様の増幅率で電圧を増幅することができる。
【０１６６】
すなわちカラー受光回路３４５Ｃは、第１の実施の形態によるカラー受光回路４５Ｃにおける電流電圧変換部６０Ｃの機能と増幅部７０Ｃの機能とを、１個のオペアンプ６２を用いた簡素な回路構成によって、何れも実現することができる。換言すれば、カラー受光回路３４５Ｃは、第１の実施の形態によるカラー受光回路４５Ｃと比較して、同等の機能を実現しながら、部品点数を大幅に削減でき、また回路規模を大幅に縮小できるので、その構成を格段に簡素化することができる。
【０１６７】
他の観点から見ると、カラー受光回路３４５Ｃでは、フォトダイオード６１から流れる光誘起電流Ｉｓが極めて微弱であり、接続点Ｎ２４から反転入力端子へ向けて流れる負帰還の電流よりも極めて小さくなっている。このためカラー受光回路３４５Ｃでは、光誘起電流Ｉｓのうちオペアンプ６２の反転入力端子から内部に流入する成分を、極めて小さなものして無視することができる。
【０１６８】
またカラー受光回路３４５Ｃでは、オペアンプ６２において、増幅率が無限大であるという前提がある一方で、出力信号の電圧が電源電圧を越えることができないため、例えば数［Ｖ］程度に抑えられる。これに伴い、オペアンプ６２では、演算増幅器としての性質上、反転入力端子と非反転入力端子との間で電位差がほぼ０［Ｖ］となるように制御されることになる。
【０１６９】
このようにカラー受光回路３４５Ｃでは、光誘起電流Ｉｓが極めて微弱であることと、オペアンプ６２の演算増幅器としての性質を組み合わせて利用することにより、１個の該オペアンプ６２を利用した簡素な回路構成により、電流電圧変換処理及び増幅処理を何れも行うことができる。
【０１７０】
またカラー受光回路３４５Ｃでは、（１６）式に示したように、カラー受光信号の電圧Ｖｏｕｔ１が、実質的に光誘起電流Ｉｓ並びに抵抗値Ｒｓ、Ｒａ及びＲｂにより定まる。このためカラー受光回路３４５Ｃでは、フォトダイオード６１から得られる光誘起電流Ｉｓの大きさに応じて、抵抗値Ｒｓ、Ｒａ及びＲｂを適切に選定するだけで、カラー受光信号の電圧Ｖｏｕｔ１を所望の大きさに容易に合わせることができる。
【０１７１】
以上の構成によれば、第４の実施の形態による画像形成装置３０１のトナー濃度センサ３１８は、カラー受光回路３４５Ｃにおいて、オペアンプ６２から出力された信号の電圧Ｖｏｕｔ１を分圧抵抗３６３及び３６４により分圧し、接続点Ｎ１４から抵抗３６５を介して反転入力端子に帰還させるようにした。これによりカラー受光回路３４５Ｃは、オペアンプ６２を１個のみ用いた簡易な回路構成により、光誘起電流Ｉｓを電圧に変換した上で、該オペアンプ６２により適切な電圧Ｖｏｕｔ１に増幅された状態でカラー受光信号を生成することができる。
【０１７２】
［５．第５の実施の形態］
第５の実施の形態による画像形成装置４０１（図１）は、第１の実施の画像形成装置１と比較して、制御部３及びトナー濃度センサ１８に代わる制御部４０３及びトナー濃度センサ４１８を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。制御部４０３（図１）は、第１の実施の形態による制御部３とほぼ同様に構成されているものの、トナー濃度センサ４１８に関して、第１の実施の形態とは異なる制御を行うようになっている（詳しくは後述する）。
【０１７３】
トナー濃度センサ４１８（図３）は、第１の実施の形態によるトナー濃度センサ１８と比較して、カラー受光回路４５Ｃ及びモノクロ受光回路４５Ｍに代わるカラー受光回路４４５Ｃ及びモノクロ受光回路４４５Ｍを有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。
【０１７４】
カラー受光回路４４５Ｃ及びモノクロ受光回路４４５Ｍは、第１の実施の形態によるカラー受光回路４５Ｃ及びモノクロ受光回路４５Ｍ（図５）の場合と同様、互いに独立し、且つ互いに同等の回路構成となっている。そこで以下では、カラー受光回路４４５Ｃを例に説明する。また説明の都合上、以下ではカラー受光回路４４５Ｃ及びモノクロ受光回路４４５Ｍをまとめて受光回路４４５とも呼ぶ。
【０１７５】
図９と対応する図１０に示すように、カラー受光回路４４５Ｃは、第４の実施の形態におけるカラー受光回路３４５Ｃと比較して、抵抗３６５に代えてコンデンサ４６５、アナログスイッチ回路４６６及びインバータ４６７が設けられている点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。
【０１７６】
コンデンサ４６５は、第４の実施の形態における抵抗３６５に代わるものであり、接続点Ｎ２１及び接続点Ｎ２４の間に接続点Ｎ２５及びＮ２６を介して設けられている。このコンデンサ４６５は、容量がＣｓ［μＦ］となっている。
【０１７７】
アナログスイッチ回路４６６は、Ｎ−ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ４６６Ｎ及びＰ−ＭＯＳトランジスタ４６６Ｐにより構成されており、両者のソース端子同士及びドレーン端子同士がそれぞれ互いに接続されている。以下では、このソース端子及びドレーン端子をそれぞれ接点と呼ぶ。この２個の接点は、それぞれ接続点Ｎ２５及びＮ２６に接続されている。
【０１７８】
またカラー受光回路４４５Ｃは、制御部４０３（図１）からスタート信号ＳＴの供給を受け、これを接続点Ｎ２７に供給する。この接続点Ｎ２７は、Ｎ−ＭＯＳトランジスタ４６６Ｎのゲート端子に接続されると共に、インバータ４６７を介してＰ−ＭＯＳトランジスタ４６６Ｐのゲート端子にも接続されている。
【０１７９】
このためカラー受光回路４４５Ｃは、スタート信号ＳＴがハイレベルになると、Ｐ−ＭＯＳトランジスタ４６６Ｐ及びＮ−ＭＯＳトランジスタ４６６Ｎを何れも「オン」の状態として２個の接点を導通させ、接続点Ｎ２５及びＮ２６を同電位とする。これによりコンデンサ４６５は、それまでに蓄えていた電荷を放出した状態、すなわち放電した状態となる。
【０１８０】
一方、カラー受光回路４４５Ｃは、スタート信号ＳＴがローレベルになると、Ｐ−ＭＯＳトランジスタ４６６Ｐ及びＮ−ＭＯＳトランジスタ４６６Ｎを何れも「オフ」の状態として２個の接点を切断する。これによりコンデンサ４６５は、電荷を蓄え得る状態、すなわち充電が可能な状態となる。
【０１８１】
このようにカラー受光回路４４５Ｃは、第４の実施の形態によるカラー受光回路３４５Ｃ（図９）と共通の構成に加えて、スタート信号ＳＴに従い、接続点Ｎ２１及びＮ２４の間でコンデンサ４６５に電荷を蓄え得る状態と電荷を放出した状態とに制御されるようになっている。
【０１８２】
すなわちカラー受光回路４４５Ｃは、制御部４０３から供給されるスタート信号ＳＴに基づいてアナログスイッチ回路４６６の状態をオン又はオフに切り替えることにより、
コンデンサ４６５に電荷を蓄え、又はこれを放出しながら、カラー受光信号を生成するようになっている。
【０１８３】
例えば図１１（Ａ）に波形図として示すように、カラー受光回路４４５Ｃ（図１０）において、制御部４０３（図１）から供給されるスタート信号ＳＴが、初期状態としてローレベルであったとする。またこのとき発光回路４４（図３及び図４）は、図１１（Ｂ）に示すように、電源電圧ＶＤＤが供給されておらず、発光ダイオード５４が発光していないものとする。
【０１８４】
このためカラー受光回路４４５Ｃ（図１０）では、図１１（Ｃ）に示すように、フォトダイオード６１により光誘起電流Ｉｓが発生されていない。さらにこのときカラー受光回路４４５Ｃ（図１０）では、コンデンサ４６５の充電状態が不明であるため、カラー受光信号の電圧Ｖｏｕｔ１の値が不定となっている。因みにこのとき制御部４０３は、カラー受光回路４４５Ｃからカラー受光信号を取得しない。
【０１８５】
制御部４０３は、所定のトナー濃度検出プログラムが実行されると、時点ｔ０において、スタート信号ＳＴをローレベルからハイレベルに立ち上げる一方、引き続き発光回路４４に対し電源電圧ＶＤＤを供給せず、発光ダイオード５４を消灯させた状態を継続する。このときカラー受光回路４４５Ｃでは、アナログスイッチ回路４６６の状態がオフからオンに切り替えられるため、コンデンサ４６５が放電され、電圧Ｖｃｓが０［Ｖ］となり、接続点Ｎ２１、Ｎ２４、Ｎ２５及びＮ２６が何れも同電位となる。この結果、カラー受光信号の電圧Ｖｏｕｔ１は、その値が０［Ｖ］にリセットされることになる。
【０１８６】
その後、制御部４０３は、僅かに時間が経過して時点ｔ１になると、スタート信号ＳＴをハイレベルからローレベルに立ち下げる（図１１（Ａ））。これによりカラー受光回路４４５Ｃ（図１０）では、アナログスイッチ回路４６６の状態がオンからオフに切り替えられるため、コンデンサ４６５が充電可能な状態となる。ただしこのとき、発光ダイオード５４が消灯しているため（図１１（Ｂ））、光誘起電流Ｉｓが生成されず（図１１（Ｃ））、カラー受光信号の電圧Ｖｏｕｔ１が０［Ｖ］のとなる（図１１（Ｄ））。
【０１８７】
さらに制御部４０３は、所定の時点ｔ２になると、発光回路４４に対する電源電圧ＶＤＤの供給を開始する（図１１（Ｂ））。これに応じてカラー受光回路４４５Ｃのフォトダイオード６１は、光誘起電流Ｉｓを生成し（図１１（Ｃ））、これを接続点Ｎ２１（図１０）へ供給するようになる。
【０１８８】
そうするとコンデンサ４６５は、光誘起電流Ｉｓが供給されることにより徐々に充電され、電圧Ｖｃｓが０［Ｖ］から徐々に増加していく。これによりカラー受光回路４４５Ｃでは、カラー受光信号の電圧Ｖｏｕｔ１が徐々に大きくなっていく（図１１（Ｄ））。
【０１８９】
やがて制御部４０３は、時点ｔ２から所定の期間Ｔが経過して時点ｔ３になると、発光回路４４に対する電源電圧ＶＤＤの供給を停止する（図１１（Ｂ））。これに応じてカラー受光回路４４５Ｃのフォトダイオード６１は、光誘起電流Ｉｓを生成しなくなる（図１１（Ｃ））。
【０１９０】
そうするとコンデンサ４６５は、これ以上充電されなくなり、電圧Ｖｃｓの値をそのまま維持する。これによりカラー受光回路４４５Ｃでは、カラー受光信号の電圧Ｖｏｕｔ１を電圧ＶＴ１とする（図１１（Ｄ））。
【０１９１】
ここで、カラー受光回路４４５Ｃの接続点Ｎ２４における電位Ｖ１については、第４の実施の形態において（１３）式等を算出した場合と同様の要領で、次の（１７）式、（１８）式及び（１９）式のように算出することができる。
【０１９２】
Ｖ１＝Ｖｏｕｔ１×Ｒｂ／（Ｒａ＋Ｒｂ）    ……（１７）
【０１９３】
Ｖｃｓ＝（１／Ｃｓ）×∫Ｉｓｄｔ          ……（１８）
【０１９４】
Ｖ１＝Ｖｒｅｆ１−Ｖｃｓ                  ……（１９）
【０１９５】
この（１７）〜（１９）式を整理すると共に、計算を簡略化するために抵抗値Ｒａ＝０［Ω］とし、さらに基準電圧Ｖｒｅｆ１＝０［Ｖ］と仮定した場合、次の（２０）式を得ることができる。
【０１９６】
Ｖｏｕｔ１＝（−１／Ｃｓ）×∫Ｉｓｄｔ    ……（２０）
【０１９７】
この（２０）式から分かるように、カラー受光信号の電圧Ｖｏｕｔ１は、時間の経過と共に直線的に変化し（図１１（Ｄ））、時点ｔ３においては次の（２１）式のようになる。
【０１９８】
Ｖｏｕｔ１≒（−１／Ｃｓ）×Ｉｓ×Ｔ      ……（２１）
【０１９９】
すなわちカラー受光回路４４５Ｃでは、微小な光誘起電流Ｉｓを期間Ｔに渡ってコンデンサ４６５に充電することにより、電圧Ｖｃｓの値を十分に大きな値とし、これに伴いカラー受光信号の電圧Ｖｏｕｔ１を十分な大きさの電圧ＶＴ１とすることができる。
【０２００】
例えば、第４の実施の形態によるカラー受光回路３４５Ｃ（図９）では、微小な光誘起電流Ｉｓを観測可能な信号レベルとするためには、抵抗３６５の抵抗値Ｒｆを極めて大きな値とする必要があるものの、このような抵抗値の抵抗は入手性が悪く、また製造コストの上昇に繋がるおそれもある。
【０２０１】
これに対し第５の実施の形態によるカラー受光回路４４５Ｃ（図１０）では、期間Ｔを適切に設定することにより、このような微小な光誘起電流Ｉｓをコンデンサ４６５に対し十分に充電でき、上述した（１８）式のように、容易に測定し得るような大きさの電圧Ｖｃｓの値として表すことができる。これを換言すれば、カラー受光回路４４５Ｃでは、光誘起電流Ｉｓの電荷を適切な期間Ｔに渡ってコンデンサ４６５に蓄積することにより、フォトダイオード６１における受光量を積分した大きさに相当する、十分な大きさの電圧Ｖｃｓを生成できる。
【０２０２】
またこのときカラー受光回路４４５Ｃでは、仮に光誘起電流Ｉｓにノイズが含まれていたとしても、コンデンサ４６５に電荷として充電されることにより、得られる電圧Ｖｃｓの値を平準化することができるので、このノイズが最終的にカラー受光信号の電圧Ｖｏｕｔ１に及ぼす影響を減少させることができる。すなわちカラー受光回路４４５Ｃは、第１及び第４の実施の形態と比較して、光誘起電流Ｉｓに含まれるノイズの影響を軽減でき、光の検出精度を高めることができる。
【０２０３】
因みに制御部４０３は、カラー受光回路４４５Ｃから電圧Ｖｏｕｔ１でなるカラー受光信号を取得してトナーの濃度を検出した後、再度トナーの濃度を検出する場合には、時点ｔ０〜ｔ３のような処理を繰り返すことにより、その都度コンデンサ４６５の電荷を放電させる。
【０２０４】
その他の点においても、第５の実施の形態によるカラー受光回路４４５Ｃは、第４の実施の形態と同様の作用効果を奏し得る。
【０２０５】
以上の構成によれば、第５の実施の形態による画像形成装置４０１のトナー濃度センサ４１８では、カラー受光回路４４５Ｃにおいて、フォトダイオード６１により生成される光誘起電流Ｉｓをコンデンサ４６５に充電し、その両端に生じる電圧Ｖｃｓに応じた電圧Ｖｏｕｔ１でなるカラー受光信号を生成するようにした。これによりカラー受光回路４４５Ｃは、オペアンプ６２を１個のみ用いた比較的簡素な回路構成としながら、光誘起電流Ｉｓが微小であっても、その大きさが精度良く反映された高精度なカラー受光信号を生成することができる。
【０２０６】
［６．他の実施の形態］
なお上述した第１の実施の形態においては、発光回路４４にダイオード５３（図４）を用い、第２の実施の形態においては発光回路１４４にトランジスタ１５３（図７）を用いる場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、発光回路４４等に、ＰＮ接合を有する他の半導体素子を用いても良い。要は、三端子レギュレータ５１からの一定の出力電圧Ｖｏを、直列に接続された半導体素子及び抵抗５２等に印加し、温度の増加に応じてこの順方向電圧が減少することにより、抵抗５２等に加わる電圧及び流れる電流を増加させることができれば良い。第３〜第５の実施の形態についても同様である。
【０２０７】
また上述した第１及び第２の実施の形態においては、三端子レギュレータ５１により一定の出力電圧Ｖｏを生成し、第３の実施の形態においては、シャントレギュレータ２５１により一定のリファレンス電圧Ｖｒｅｆを生成する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、種々のレギュレータにより一定の電圧を生成するようにしても良い。第４及び第５の実施の形態についても同様である。
【０２０８】
さらに上述した第１の実施の形態においては、カラー受光回路４５Ｃ（図５）においてフォトダイオード６１が温度の影響を受けること無く、すなわち温度依存性を持たずに、受光量に応じた大きさの光誘起電流Ｉｓを生成する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えばフォトダイオード６１が正の温度係数を持っており、図１２（Ａ）に示すように、一定の受光量に対し、温度の上昇に伴って光誘起電流Ｉｓを増加させるような特性を持っていても良い。
【０２０９】
この場合、図６（Ｄ）と対応する図１２（Ｂ）に示すように、温度Ｔａの増加に伴って、ＬＥＤ駆動電流（すなわち順電流Ｉｆ）を増加させるものの、その増加の度合をやや小さく抑えておく。これにより、図６（Ｅ）と対応する図１２（Ｃ）に示すように、温度Ｔａの増加に伴い、発光量を僅かに減少させるような、負の温度特性を持たせることができる。この結果、フォトダイオード６１の温度依存性を相殺することができるので、図６（Ｆ）と対応する図１２（Ｄ）に示すように、出力電圧（すなわちカラー受光信号の電圧Ｖｏｕｔ１）を温度Ｔａの値に関わらず、ほぼ一定の値を維持するような特性とすることができる。第２〜第５の実施の形態についても同様である。
【０２１０】
さらに上述した第１の実施の形態においては、発光回路４４（図４）において三端子レギュレータ５１の出力端子５１ｏと接続点Ｎ１との間に配置するダイオード５３を１個のみとし、また発光ダイオード５４も１個のみ設ける場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、任意の数のダイオード５３と、任意の数の発光ダイオード５４とを、それぞれ設けても良い。例えば、図１３に示す発光回路５４４は、２個のダイオード５３が直列に接続されると共に、２個の発光ダイオード５４が直列に接続されている。この発光回路５４４では、抵抗５２に印加される抵抗電圧Ｖｒが、出力電圧Ｖｏから２つの順方向電圧Ｖｆの合計値を減じた値となるため、温度変化に応じた電圧の変化量を第１の実施の形態に対して２倍に増加させることができる。またこの場合、２個の発光ダイオード５４を直列に接続しているため、第１の実施の形態に対して発光量を２倍に増加させることができる。第２〜第５の実施の形態についても同様である。
【０２１１】
さらに上述した第１の実施の形態においては、発光回路４４（図４）において三端子レギュレータ５１の出力端子５１ｏ側に発光ダイオード５４を接続する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば図１４に示す発光回路６４４のように、三端子レギュレータ５１の入力端子５１ｉ側に発光ダイオード５４を接続しても良い。第４及び第５の実施の形態についても同様である。
【０２１２】
さらに上述した第２の実施の形態においては、発光回路１４４（図７）において三端子レギュレータ５１の出力端子５１ｏをトランジスタ１５３のベース端子と直接接続する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば図１５に示す発光回路７４４のように、出力端子５１ｏとトランジスタ１５３のベース端子との間に抵抗７５５を接続すると共に、この抵抗７５５及びトランジスタ１５３の間に設けられた接続点Ｎ４１とグランドとの間に抵抗７５６を接続しても良い。この場合、接続点Ｎ４１におけるグランドに対する電圧Ｖ４１は、抵抗７５５及び７５６における抵抗値の比率により、出力電圧Ｖｏから分圧された電圧をトランジスタ１５３のベース端子に供給することができるので、第２の実施の形態と比較して、発光ダイオード５４の温度係数に対し、より幅広く対応することが可能となる。
【０２１３】
さらに上述した第４の実施の形態においては、カラー受光回路３４５Ｃ（図９）における接続点Ｎ２１及びＮ２４の間に抵抗３６５を接続し、第５の実施の形態においては、カラー受光回路４４５Ｃ（図１０）における接続点Ｎ２１及びＮ２４の間にコンデンサ４６５を接続する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えばコイル等、他の種々の素子やその組合せを接続点Ｎ２１及びＮ２４の間に接続しても良い。この場合、比較的少ない電流を通過させる素子であれば良い。
【０２１４】
さらに上述した第５の実施の形態においては、図１１に示したように、時点ｔ２から時点ｔ３までの期間Ｔのみ、制御部４０３により発光回路４４に電源電圧ＶＤＤを供給して発光ダイオード５４を発光させ、カラー受光回路４４５Ｃにおいて光誘起電流Ｉｓの電荷をコンデンサ４６５に充電させる場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば図１１と対応する図１６に示すように、時点ｔ２から時点ｔ３までの期間Ｔに加えて、時点ｔ４から時点ｔ５までの期間Ｔ及び時点ｔ６から時点ｔ７までの期間Ｔにおいても、発光ダイオード５４を発光させるようにしても良い。
【０２１５】
この場合、コンデンサ４６５に対する充電を１回から３回に増加させたことになるため、カラー受光信号の電圧Ｖｏｕｔ１を電圧ＶＴ１の３倍に相当する電圧ＶＴ３に高めることができ、微弱な光誘起電流Ｉｓの大きさをより容易に且つ精度良く検出できることになる。またこの場合、発光ダイオード５４を連続して発光させるのでは無く間欠的に発光させる、すなわち明滅を複数回繰り返すため、該発光ダイオード５４を消灯させている間に冷却させることができ、過度な温度の上昇や、これによる大幅な特性の変化を抑えることができる。なお、発光ダイオード５４を発光させる期間Ｔを繰り返す回数としては、３回に限らず、２回又は４回以上としても良い。また、毎回同一の期間Ｔとする以外にも、各期間を異なる長さとしても良い。
【０２１６】
さらに上述した第１の実施の形態においては、トナー濃度センサ１８（図３）として、センサ筐体４１の内部に発光部４２、カラー受光部４３Ｃ及びモノクロ受光部４３Ｍを設け、一体型のトナー濃度センサとして構成する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば発光部４２、カラー受光部４３Ｃ及びモノクロ受光部４３Ｍをそれぞれ独立して取付部材４０に取り付けるようにしても良い。この場合、それぞれの光軸の角度や位置を適宜調整すれば良い。第２〜第５の実施の形態についても同様である。
【０２１７】
さらに上述した第１の実施の形態においては、トナー濃度センサ１８（図３）において、搬送ベルト１４の法線１４Ｎを挟んで光軸ＸＥ及び光軸ＸＭを互いに対称とし、且つ発光部４２を挟んでモノクロ受光部４３Ｍと反対側に、光軸ＸＣが光軸ＸＥに対し角度φをなすようにカラー受光部４３Ｃを配置する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、発光部４２の光軸ＸＥ及びモノクロ受光部４３Ｍの光軸ＸＭを任意の角度としても良く、また光軸ＸＣを光軸ＸＥに対し任意の角度をなすように配置しても良い。第２〜第５の実施の形態についても同様である。
【０２１８】
さらに上述した第１の実施の形態においては、トナー濃度センサ１８により搬送ベルト１４に付着したトナーの濃度を検出する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えばトナー濃度センサ１８を画像形成ユニット１６（図２）における感光体ドラム３８の近傍に配置し、該感光体ドラム３８の表面に付着しているトナーの濃度を検出する等、種々の箇所におけるトナーの濃度を検出しても良い。第２〜第５の実施の形態についても同様である。
【０２１９】
さらに上述した第１の実施の形態においては、画像形成装置１（図１）にシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックにそれぞれ対応する画像形成ユニット１６を設けることにより、カラー印刷を行う場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば画像形成装置１にブラックの画像形成ユニット１６のみを設け、モノクロ印刷のみを行うようにしても良い。この場合、トナー濃度センサ１８からカラー受光部４３Ｃを省略することができる。或いは、画像形成装置１にホワイトやクリア（透明）等の特色に対応する画像形成ユニット１６を設け、この特色を用いた印刷を行うようにしても良い。この場合、この特色に対応した受光部４３や発光部４２を適宜設けても良い。第２〜第５の実施の形態についても同様である。
【０２２０】
さらに上述した第１の実施の形態においては、ＭＦＰでなる画像形成装置１に本発明を適用する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば複写機やファクシミリ装置等、電子写真方式によりトナー画像を形成して用紙に定着させる機能を有する種々の電子機器に適用しても良い。第２〜第５の実施の形態についても同様である。
【０２２１】
さらに本発明は、上述した各実施の形態及び他の実施の形態に限定されるものではない。すなわち本発明は、上述した各実施の形態と上述した他の実施の形態の一部又は全部を任意に組み合わせた実施の形態や、一部を抽出した実施の形態にもその適用範囲が及ぶものである。
【０２２２】
さらに上述した第４の実施の形態においては、発光部としての発光部４２と、受光部としての受光部４３とを有する光検出装置としてのトナー濃度センサ１８を構成し、この受光部を、受光素子としてのフォトダイオード６１と、直列接続回路としての分圧抵抗３６３及び３６４と、演算増幅器としてのオペアンプ６２と、変換素子としての抵抗３６５と
によって構成する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる発光部と、受光部とを有する光検出装置を構成し、この受光部を、その他種々の構成でなる受光素子と、直列接続回路と、演算増幅器と、変換素子とによって構成しても良い。
【産業上の利用可能性】
【０２２３】
本発明は、例えば電子写真方式によりトナー画像を形成して用紙に定着させることにより印刷するＭＦＰで利用できる。
【符号の説明】
【０２２４】
１、１０１、２０１、３０１、４０１……画像形成装置、３、４０３……制御部、１４……搬送ベルト、１６……画像形成ユニット、１８、１１８、２１８、３１８、４１８……トナー濃度センサ、３８……感光体ドラム、４２……発光部、４３……受光部、４３Ｃ……カラー受光部、４３Ｍ……モノクロ受光部、４４、１４４、２４４……発光回路、４５、３４５、４４５……受光回路、４５Ｃ、３４５Ｃ、４４５Ｃ……カラー受光回路、４５Ｍ、３４５Ｍ、４４５Ｍ……モノクロ受光回路、５１……三端子レギュレータ、５１ｇ……グランド端子、５１ｉ……入力端子、５１ｏ……出力端子、５２……抵抗、５３……ダイオード、５４……発光ダイオード、６０Ｃ……電流電圧変換部、６１……フォトダイオード、６２……オペアンプ、６３……可変抵抗、６４……抵抗、７０Ｃ……増幅部、１５２……エミッタ抵抗、１５３、２５６……トランジスタ、２５１……シャントレギュレータ、２５２、２５５……抵抗、３６３、３６４……分圧抵抗、３６５……抵抗、４６５……コンデンサ、４６６……アナログスイッチ回路、Ｉｂ……ベース電流、Ｉｃ……コレクタ電流、Ｉｅ……エミッタ電流、Ｉｆ……順電流、Ｉｋ……カソード電流、Ｉｏ……出力電流、Ｉｒ……リファレンス電流、Ｉｓ……光誘起電流、Ｉｓｓ……グランド端子電流、Ｌ１……検知光、Ｎ１、Ｎ２１、Ｎ２４……接続点、ＳＴ……スタート信号、Ｔ……期間、Ｔｃ……温度係数、ＶＤＤ……電源電圧、ＶＴ１……電圧、Ｖｂｅ……ベースエミッタ間電圧、Ｖｆ……順方向電圧、Ｖｏ……出力電圧、Ｖｃｓ、Ｖｏ１、Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２……電圧、Ｖｒ……抵抗電圧、Ｖｒｅｆ……リファレンス電圧、Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２……基準電圧、Ｗ……搬送路。
【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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