(57)【要約】【課題】  簡単な構成で用紙の端部などの位置を適切に検出することができるラインセンサを提供すること。【解決手段】  基板１の一主面１ａ上に列状に設けられ、一主面１ａの一方側に光を放射可能な複数の発光部２と、一主面１ａ上で、複数の発光部２のそれぞれに隣接して設けられ、一主面１ａの一方側から到来する光を受光可能な複数の受光部３と、外部から発光部２の発光状態を制御する信号が与えられる第２および第３電極４ｂ，４ｃ、および外部に受光部３の受光状態に応じた信号が出力される第４および第５電極４ｄ，４ｅを有し、第２〜第５電極４ｂ〜４ｅは、複数の発光部２および受光部３のうち、端部に設けられる発光部２ａおよび受光部３ａよりも列の延在方向の外方に設けられて、発光部２および受光部３に選択的に接続される配線部４とを含む。【選択図】      図１
2008298629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一主面上に列状に設けられ、前記一主面の一方側に光を放射可能な複数の発光部と、
前記一主面上で、複数の前記発光部のそれぞれに隣接して設けられ、前記一主面の一方側から到来する光を受光可能な複数の受光部と、
外部から前記発光部の発光状態を制御する信号が与えられる第１部位、および外部に前記受光部の受光状態に応じた信号が出力される第２部位を有し、前記第１および第２部位が、複数の前記発光部および前記受光部のうち、端部に設けられる前記発光部および前記受光部よりも列の延在方向の外方に設けられて、前記発光部および前記受光部に選択的に接続される配線部とを含むことを特徴とするラインセンサ。
【請求項２】
前記発光部は、発光サイリスタを含み、
前記受光部は、フォトトランジスタと、前記フォトトランジスタの受光状態に応じた出力がゲートに与えられ、前記第２部位にアノードまたはカソードが接続される検出用サイリスタとを含むことを特徴とする請求項１記載のラインセンサ。
【請求項３】
前記配線部は、
複数の前記第１部位と、
各第１部位をそれぞれ異なる複数の前記発光サイリスタに接続し、かつ各第１部位に発光状態を制御する信号を与えたときに、前記発光サイリスタが、相互に隣接する発光サイリスタの発光状態と、前記発光状態を制御する信号とに応じて選択的に発光可能に接続する信号伝送路とを含むことを特徴とする請求項２記載のラインセンサ。
【請求項４】
発光装置と、
感光体ドラムと、
前記感光体ドラムを帯電する帯電手段と、
前記感光体ドラムに前記発光装置からの光を集光する集光手段と、
前記発光装置からの光が前記集光手段によって集光されて露光された前記感光体ドラムに現像剤を供給する現像剤供給手段と、
前記感光体ドラムに現像剤によって形成された画像を、記録シート体に転写する転写手段と、
前記記録シート体に転写された現像剤を定着させる定着手段と、
複数の前記発光部および前記受光部のそれぞれの一部が臨む領域を、記録シート体の端部が通過するように配置される請求項１〜３のいずれか１つに記載のラインセンサとを含む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、シート体の大きさおよび傾きなどの検出に用いられるラインセンサと、それを備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、スキャナ、ファクシミリ、複写機および複合機などの分野においては、用紙を搬送する際に、用紙の端部を検出して印字の開始点および終了点を検出したり、用紙の大きさおよび搬送方向に対する用紙の傾斜を検出したりされている。このような検出を行う第１従来の技術として、一対の発光部と受光部とが間隔をおいて配置されて成るフォトセンサを構成し、このフォトセンサが、発光部と受光部との間に用紙の端部が通過するように搬送路の近傍に設けることが開示されている（たとえば特許文献１参照）。第１の従来の技術では、用紙の端部が発光部と受光部との間を通過するときに、用紙が発光部から投光された光を遮るか否かによって、その光を受光部で受光するか否かで用紙の有無を検出することができる。
【０００３】
また第２の従来の技術では、プリンタヘッダのホルダの複数の異なる位置に、それぞれ検出部を設け、ホルダが設けられるキャリッジをステップモータによって移動させて、それぞれの検出部が用紙の端を検出する間にカウントされるステップモータの駆動パルス数に基づいて、用紙の傾きを検出している（たとえば特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−８５６５０号公報
【特許文献２】特開平５−３１８８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、第１の従来の技術では、用紙の有無を検出するのみで用紙の傾きまでは検出できないという問題点がある。また第１の従来の技術では、用紙の表裏面側のそれぞれに発光部および受光部を配置する必要があり、搬送路において検出器を設ける場所の制約を受けるため、検出器が設けられる装置全体が複雑化するという問題点がある。
【０００６】
また、第２の従来の技術では、複数の検出部を設ける必要があるので、これらの検出器が設けられる装置全体が複雑化するという問題点がある。また２つ以上の検出部によって用紙の通過が検出されるまで、用紙の傾きを検出することができないので、たとえば用紙が通過し始める初期にすぐに用紙の傾きを検出することができないという問題がある。
【０００７】
したがって本発明の目的は、簡単な構成で用紙などの被検出物の端部の位置を適切に検出し、また被検出物の傾きの検出に用いることができるラインセンサおよびそれを備える画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のラインセンサは、基板の一主面上に列状に設けられ、前記一主面の一方側に光を放射可能な複数の発光部と、
前記一主面上で、複数の前記発光素子のそれぞれに隣接して設けられ、前記一主面の一方側から到来する光を受光可能な複数の受光部と、
外部から前記発光部の発光状態を制御する信号が与えられる第１部位、および外部に前記受光部の受光状態に応じた信号が出力される第２部位を有し、前記第１および第２部位が、複数の前記発光部および前記受光部のうち、端部に設けられる前記発光部および前記受光部よりも列の延在方向の外方に設けられ、前記発光部および前記受光部に選択的に接続される配線部とを含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明の画像形成装置は、発光装置と、
感光体ドラムと、
前記感光体ドラムを帯電する帯電手段と、
前記感光体ドラムに前記発光装置からの光を集光する集光手段と、
前記発光装置からの光が前記集光手段によって集光されて露光された前記感光体ドラムに現像剤を供給する現像剤供給手段と、
前記感光体ドラムに現像剤によって形成された画像を、記録シート体に転写する転写手段と、
前記記録シート体に転写された現像剤を定着させる定着手段と、
前記記録シート体の移動経路に、複数の前記発光部および受光部が臨むように設けられる前記ラインセンサとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のラインセンサによれば、発光部が発光すると、その光は、基板の一主面の一方側に放射される。発光部が臨む領域に被検出物が存在すると、発光部からの光は反射されて、基板の一主面に向かうこととなる。基板の一主面には、受光部が設けられている。受光部は、複数の発光部のそれぞれに隣接して設けられており、これによって隣接する発光部から放射され、この発光部が臨む領域で反射された光を受光することができる。発光部および受光部は、列状に設けられており、外部から前記発光部の発光状態を制御する信号が与えて発光させて、受光部から出力される受光状態に応じた信号を得ることによって、列に並んだ発光部および受光部のうち、どの位置に対向する領域に被検出物が存在するのかを検出することができる。発光部および受光部の一部が被検出物に臨むように配置しておくことによって、前述のような簡単な構成で被検出物の端部の位置を適切に検出することができる。また被検出物の端部の位置を適切に検出することができるので、被検出物が所定一端部から傾いていた場合には、この被検出物の傾きの検出に用いることができる。
【００１１】
配線部は、発光部および受光部に選択的に接続されている。配線部の第１部位に、外部から発光部の発光状態を制御する信号を与えることによって、発光部を発光させることができる。また配線部の第２部位からは、外部に受光部の受光状態に応じた信号が出力される。第１および第２部位は、外部の装置との接続ポイントである。この第１および第２部位が、複数の前記発光部および前記受光部のうち、端部に設けられる前記発光部および前記受光部よりも列の延在方向の外方に設けられる。これによって第１および第２部位と、外部の装置とを接続する配線（以下、外部配線という）が、発光部および受光部に臨む領域に存在する被検出物に対して障害となることを抑制することができる。また外部配線を、受光部から遠ざけることができ、外部配線をボンディングワイヤなどによって実現しても、この外部配線からの不要な反射光の受光部による受光を抑制することができる。以上により、列状に配置された複数の発光部および受光部が臨む領域を、被検出物の端部にまたがって設ければ、被検出物の端部の位置を、精度よく適切に検出することができる。したがって、簡単な構成で被検出物の端部等の位置を適切に検出することができるラインセンサが実現される。
【００１２】
本発明の画像形成装置によれば、画像情報に基づいて発光装置を駆動して、前記発光装置からの光を、帯電手段によって帯電させた感光体ドラムに集光手段によって集光する。これによって感光体ドラムは露光され、その表面に静電潜像が形成される。次に、静電潜像が形成された感光体ドラムに、現像剤供給手段によって現像剤を供給すると、感光体ドラムに現像剤が付着して画像が形成される。最後に、転写手段によって、感光体ドラムに現像剤によって形成された画像を記録シート体に転写して、定着手段によって記録シート体に転写された現像剤を定着させることによって、記録シート体に画像が形成される。
【００１３】
複数の前記発光部および前記受光部のそれぞれの一部が臨む領域を、記録シート体の端部が通過するように配置される。これによって、ラインセンサが臨む領域を記録シート体が通過する最中に、記録シート体の位置を検出し、また前記記録シート体の位置から記録シート体の傾きも検出することができる。シート体が傾いていることが検出されれば、たとえば、同じ画像をもう一度形成するなどの処理を行うことができ、記録シート体に対して適切な位置に形成された画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の実施の一形態のラインセンサＬ１の要部を模式的に示す平面図である。なお、図１では理解を容易にするために、ラインセンサＬ１の長手方向の端部のみを示し、また第１および第２絶縁層４１，４２を省略して示している。図２は、図１の切断面線ＩＩ−ＩＩから見た断面図である。図３は、図１の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図である。図４は、ラインセンサＬ１の概略的な回路構成を示す等価回路図である。
【００１５】
ラインセンサＬ１は、基板１と、複数の発光部２と、複数の受光部３と、配線部４と、スタート用発光部５とを含んで構成される。発光部２は、発光用のサイリスタである発光サイリスタＴａと、受光用のサイリスタである受光サイリスタＴｂとを含んで構成される。複数の発光部２は、基板１の一主面１ａ上に列状に設けられ、かつ前記一主面１ａの一方側（図１の紙面手前）に光を放射可能に設けられる。発光部２の列の延在方向をＸ方向とする。また基板１の厚み方向をＺ方向とし、Ｘ方向およびＺ方向に相互に垂直な方向をＹ方向とする。発光サイリスタＴａと受光サイリスタＴｂとはＸ方向に並び、隣接する発光部２では、発光サイリスタＴａと受光サイリスタＴｂとが相互に臨む。発光部２では、発光サイリスタＴａのゲートと受光サイリスタＴｂのゲートとが、相互に接続される。
【００１６】
発光サイリスタＴａおよび受光サイリスタＴｂは、それぞれ基板１側から順番に、第１の一方導電型半導体層２１ａ，２１ｂ、第１の他方導電型半導体層２２ａ，２２ｂ、第２の一方導電型半導体層２３ａ，２３ｂ、第２の他方導電型半導体層２４ａ，２４ｂ、オーミックコンタクト層２５ａ，２５ｂが積層されて形成され、ＰＮＰＮ構造を有する。第１の一方導電型半導体層２１ａ，２１ｂ、第１の他方導電型半導体層２２ａ，２２ｂ、第２の一方導電型半導体層２３ａ，２３ｂは、発光サイリスタＴａおよび受光サイリスタＴｂにおいて一体に形成される。これによって、発光サイリスタＴａおよび受光サイリスタＴｂのゲート同士が相互に接続されている。本実施の形態では、一方導電型はＮ型であり、他方導電型はＰ型である。
【００１７】
ラインセンサＬ１では、各発光サイリスタＴａの間に受光サイリスタＴｂがそれぞれ設けられることになり、各発光サイリスタＴａはＸ方向の一方に隣接する受光サイリスタＴｂと一体に形成される。各発光サイリスタＴａはＸ方向に等間隔に配置される。したがって、異なる発光部２に含まれ、隣接する発光サイリスタＴａおよび受光サイリスタＴｂ間の距離は、隣接する発光サイリスタＴａ間の距離よりも短くなる。受光サイリスタＴｂは、この受光サイリスタＴｂとゲートが接続される発光サイリスタＴａが発光したときに、この光が、Ｘ方向の一方に隣接する発光サイリスタＴａに光が照射されてしまうのを抑制する。各発光サイリスタＴａの間隔は、１つの発光サイリスタＴａが発光しているときに、この発光している発光サイリスタＴａのＸ方向の一方に隣接する発光サイリスタＴａが光を受光しても、後述する発光制御信号に応じて発光しないように選ばれる。
【００１８】
基板１は、一方導電型の半導体によって形成され、導電性を有する。基板１の他主面１ｂには、各発光部２で共用される共通電極１２が形成される。共通電極１２には、基準電位が与えられ、これによって各発光サイリスタＴａおよび受光サイリスタＴｂのカソードには基準電位が与えられることになる。本実施の形態では共通電極１２は、接地される。
【００１９】
受光部３は、前記一主面１ａ上で、複数の発光部２のそれぞれに隣接して設けられ、かつ前記一主面１ａの一方側から到来する光を受光可能に設けられる。受光部３は、フォトトランジスタＴｒと、検出用のサイリスタである検出サイリスタＴｃとを含んで構成される。各フォトトランジスタＴｒは、発光サイリスタＴａのＹ方向の一方に、発光サイリスタＴａに所定の間隔をあけて隣接して設けられる。Ｙ方向に相互に隣接する発光サイリスタＴａと、フォトトランジスタＴｒとは、フォトインタラプタを構成する。フォトトランジスタＴｒは、基板１側から順番に、第１の一方導電型半導体層２１ｃ、第１の他方導電型半導体層２２ｃ、第の一方導電型半導体層２３ｃが積層されて形成され、ＮＰＮ構造を有する。検出用のサイリスタは、基板１側から順番に、第１の一方導電型半導体層２１ｄ、第１の他方導電型半導体層２２ｄ、第２の一方導電型半導体層２３ｄ、第２の他方導電型半導体層２４ｄ、オーミックコンタクト層２５ｄが積層されて形成される。第１の一方導電型半導体層２１ｃ，２１ｄ、第１の他方導電型半導体層２２ｃ，２２ｄ、第２の一方導電型半導体層２３ｃ，２３ｄは、フォトトランジスタＴｒおよび検出サイリスタＴｃにおいて一体に形成される。これによってフォトトランジスタＴｒの出力端（コレクタ）と、検出サイリスタＴｃのゲートと相互に接続される。したがってフォトトランジスタＴｒの受光状態に応じた出力が検出サイリスタＴｃのゲートに与えられる。各フォトトランジスタおよび検出サイリスタＴｃについても前記共通電極１２を共用され、各フォトトランジスタのエミッタと、各検出サイリスタＴｃのカソードにも基準電位が与えられる。
【００２０】
フォトトランジスタＴｒの基板１から最も離反する部位の受光面１３は、発光サイリスタＴａの基板１から最も離反する部位の発光面１４よりも基板１側に設けられる。これによって、発光サイリスタＴａの発光面１４から直接到来する光が、フォトトランジスタＴｒによって受光されることを抑制することができる。検出サイリスタＴｃは、フォトトランジスタＴｒのＹ方向の一方に設けられる。これによって発光部２の間隔を決定するときに、検出サイリスタＴｃを考慮する必要がなくなるので、発光部２の間隔の自由度が向上される。
【００２１】
スタート用発光部５は、発光サイリスタＴａと同様な構造を有する発光サイリスタＴ０によって形成されるので、同様の部分には同様の参照符号を付してその説明を省略する。発光サイリスタＴ０は、複数の発光部２のうちＸ方向の一方の端部の発光部２ａのＸ方向の一方に隣接して設けられる。発光サイリスタＴ０は、発光部２ａの受光サイリスタＴｂに臨んで設けられる。発光サイリスタＴ０のゲートは、接続配線３０によって基板１に接続される。これによって、発光サイリスタＴ０を発光ダイオードとして機能させることができる。
【００２２】
配線部４は、第１〜第３電極４ａ，４ｂ，４ｃと、第４および第５電極４ｄ，４ｅとを有する。第１および第２電極４ａ，４ｂは、第１部位であり、第４および第５電極４ｄ，４ｅは、第２部位である。配線部４は、発光部２および受光部３に選択的に接続される。第１〜第３電極４ａ，４ｂ，４ｃには、外部から発光サイリスタＴの発光状態を制御する信号（以下、発光制御信号という）が与えられる。また第４および第５電極４ｄ，４ｅから、外部に受光部３の受光状態に応じた信号（以下、検出信号という）が出力される。第１〜第５電極４ａ〜４ｅは、ボンディングパッドによって実現される。
【００２３】
第１〜第５電極４ａ〜４ｅは、外部の装置を接続する配線がされる部位である。第１〜第５電極４ａ〜４ｅは、複数の発光部２および受光部３のうち、端部に設けられる発光部２および受光部３よりも列の延在方向（Ｘ方向）の外方に設けられる。本実施の形態では、第１〜第５電極４ａ〜４ｅは、Ｘ方向の一方の発光部２ａおよび受光部３ａよりも、前記Ｘ方向の一方にのみ配置され、すなわち基板１の一端部１１のみに配置される。
【００２４】
配線部４は、第１電極４ａと発光サイリスタＴ０とを接続する第１信号伝送路３１と、第２および第３電極４ｂ，４ｃを、それぞれ異なる複数の発光サイリスタＴａに接続する第２および第３信号伝送路３２，３３を含む。第２および第３信号伝送路３２，３３は、Ｙ方向において発光部２を挟んで受光部３とは反対側に配置される。第４および第５信号伝送路３４，３５は、Ｙ方向において受光部３を挟んで発光部２とは反対側に配置される。第２および第３信号伝送路３２，３３は、第２および第３電極４ｂ，４ｃに、発光制御信号を与えたときに、発光サイリスタＴａが、相互に隣接する発光サイリスタＴａの発光状態と、発光制御信号とに応じて選択的に発光可能となるように各発光サイリスタＴａに接続される。本実施の形態では、隣接する発光部２は、第２および第３電極４ｂ，４ｃのうち互いに異なる電極に接続される。ここでは、第２信号伝送路３２は、Ｘ方向の一方から奇数番目に配置される発光サイリスタＴａのオーミックコンタクト層２５ａにそれぞれ接続される。また第３信号伝送路３３は、Ｘ方向の一方から偶数番目に配置される発光サイリスタＴａのオーミックコンタクト層２５ａにそれぞれ接続される。
【００２５】
配線部４は、第４および第５電極４ｄ，４ｅを、それぞれ異なる複数の受光部３に接続する第４および第５信号伝送路３４，３５をさらに含む。隣接する受光部３は、第４および第５電極４ｄ，４ｅのうち互いに異なる電極に接続される。ここでは、第４信号伝送路３４は、Ｘ方向の一方から奇数番目に配置される受光部３の検出サイリスタＴｃのオーミックコンタクト層２５ｄにそれぞれ接続される。また第５信号伝送路３５は、Ｘ方向の一方から奇数番目に配置される受光部３の検出サイリスタＴｃのオーミックコンタクト層２５ｄにそれぞれ接続される。配線部４および共通電極１２は、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）またはアルミニウム（Ａｌ）などの金属によって形成される。
【００２６】
第４および第５電極４ｄ，４ｅは、プルアップ抵抗ＰＲを介して図示しない電圧供給源に接続される。受光部３の受光状態を検出するときは、検出サイリスタＴｃが、アノードおよびカソード間に電流が流れないオフ状態のときに、第４または第５電極４ｄ，４ｅを介して、検出サイリスタＴｃのアノードに予め定める電圧が与えた状態にしておく。この状態で、フォトトランジスタＴｒが所定の光量を受光すると、フォトトランジスタＴｒの出力に応じて検出サイリスタＴｃのしきい電圧を低下させることができ、検出サイリスタＴｃがオフ状態から、オン状態に遷移する。検出サイリスタＴｃがオフ状態からオン状態に切り換わることによって、第４および第５電極４ｄ，４ｅの電位および第４および第５電極４ｄ，４ｅに流れる電流が大きく変化する。この電位の変化または電流を検出信号として、受光部３が受光しているか否かを調べることができる。このように検出サイリスタＴｃを用いることによって、フォトトランジスタＴｒの出力を増幅することができ、増幅回路を別途も受ける必要がない。また検出サイリスタＴｃは基板１に形成されるので、増幅素回路を別体で設けるよりも小型化が可能である。
【００２７】
発光サイリスタＴａ，受光サイリスタＴｂ，フォトトランジスタＴｒおよび検出サイリスタＴｃは、単結晶半導体から成る基板１上にエピタキシャル成長によって形成される。第１の一方導電型半導体層２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、同一の材料によって形成される。また、第１の他方導電型半導体層２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄは、同一の材料によって形成される。また第２の一方導電型半導体層２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄは、同一の材料によって形成される。また第２の他方導電型半導体層２４ａ，２４ｂ，２４ｄは、同一の材料によって形成される。またオーミックコンタクト層２５ａ，２５ｂ，２５ｄは、同一の材料によって形成される。
【００２８】
第１の一方導電型半導体層２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ、第１の他方導電型半導体層２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ、第２の一方導電型半導体層２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ、第２の他方導電型半導体層２４ａ，２４ｂ，２４ｄ、およびオーミックコンタクト層２５ａ，２５ｂ，２５ｄを形成する半導体材料としては、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）系、ガリウム燐（ＧａＰ）系および窒化ガリウム（ＧａＮ）系などの化合物半導体が好適である。基板１の材質としては、前記第１の一方導電型半導体層２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを形成する化合物半導体の材質に応じて、たとえば、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、ガリウム燐（ＧａＰ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、シリコン（Ｓｉ）、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、炭化シリコン（ＳｉＣ）または硼化ジルコニウム（ＺｒＢ２）などを用いることができる。
【００２９】
前記発光部２および受光部３は、電気絶縁性および透光性を有する第１絶縁層４１によって一体的に覆われる。第１絶縁層４１は、たとえばポリイミドなどによって形成される。第１絶縁層４１のうち、オーミックコンタクト層２５ａ，２５ｄにそれぞれ積層される部位には、貫通孔が形成される。第２〜第５信号伝送路３２〜３５は、これら貫通孔を介してオーミックコンタクト層２５ａ，２５ｄに接続される。また第１絶縁層４１は、配線部４と基板１とを絶縁する。また第２〜第５信号伝送路３２〜３５は、Ｘ方向に沿って延びる部分と、Ｙ方向に沿って延びる部分とをそれぞれ有する。第２〜第５信号伝送路３２〜３５のうち、Ｘ方向に沿って延びる部分は、前記第１絶縁層４１に積層して設けられる、また電気絶縁性を有する第２絶縁層４２によって覆われる。第２〜第５信号伝送路３２〜３５のうち、Ｙ方向に沿って延びる部分は、前記第１および第２絶縁層４１，４２にそれぞれ積層して設けられ、第２絶縁層４２に形成される貫通孔を介して、接続されるべき第１部分に接続される。
【００３０】
ラインセンサＬ１は、隣接する発光部２のうち一方の発光部２の発光サイリスタＴａと他方の発光部２の受光サイリスタＴｂとにまたがって、これらを覆う遮光膜４４をさらに有する。遮光膜４４は、発光サイリスタＴａからの光がフォトトランジスタＴｒに直接受光されてしまわないように設けられる。また遮光膜４４は、隣接する発光部２のうち一方の発光部２からの光を反射して、他方の発光部２の受光サイリスタＴｂに照射させることができる位置に設けられる。遮光膜４４は、発光面１４のうち周縁部を除く位置には設けられず、したがって、発光サイリスタＴａからＺ方向の一方に放射される光を遮らない。遮光膜４４は、配線部４と同様の材料によって形成され、本実施の形態では、第２〜第５信号伝送路３２〜３５のうちの第２部分と一体に形成される。
【００３１】
また発光サイリスタＴ０とこの発光サイリスタＴ０に相互に隣接する受光トランジスタＴｂとにまたがって、これらを覆う遮光膜４５をさらに有する。遮光膜４５は、発光サイリスタＴ０からの光がフォトトランジスタＴｒに受光されてしまわないように設けられる。また遮光膜４５は、発光サイリスタＴ０からの光を反射して、受光サイリスタＴｂに照射させることができる位置に設けられる。遮光膜４５は、配線部４と同様の材料によって形成され、本実施の形態では、第１信号伝送路３１と一体に形成される。
【００３２】
第１〜第３電極４ａ〜４ｃについても、プルアップ抵抗ＰＲを介して、発光制御用信号を出力する駆動用回路に接続される。プルアップ抵抗ＰＲを介して電圧を印加することによって、発光サイリスタＴａが発光したときに発光サイリスタＴａに不所望な大電流が流れてしまうことを抑制することができ、サイリスタアレイＬを安定して動作させることができる。
【００３３】
次に、ラインセンサＬ１の動作について説明する。図５は、ラインセンサＬ１の動作を示すタイミングチャートである。駆動用回路が第１電極４ａに与える発光制御信号をφＳとし、第２および第３電極４ｂ，４ｃに与える発光制御信号をそれぞれ、φ１およびφ２とする。また駆動用回路が第２および第３電極４ｂ，４ｃに接続されるプルアップ抵抗にそれぞれ与える駆動信号をＶ１，Ｖ２で表し、第２および第３電極４ｂ，４ｃから出力される検出信号をＯｕｔｐｕｔ１、Ｏｕｔｐｕｔ２でそれぞれ表す。前記発光制御信号、駆動信号および検出信号は、電圧で表され、この電圧は基準電位である接地電位との電位差である。各発光制御信号φＳ，φ１およびφ２、ならびに駆動信号Ｖ１，Ｖ２は、それぞれの信号レベルが、ハイ（Ｈ）レベルのときには、予め定める電位を与えることができ、信号レベルがロー（Ｌ）レベルのときには、接地電位を与えることができるとする。ここでは、複数の発光部２のうち、Ｘ方向の一方から３つの発光部２が臨む領域には、検出対象物が存在せず、残りの発光部２が臨む領域に検出対象物が存在するとする。
【００３４】
発光制御信号φ１，φ２がハイレベルのときの予め定める電圧は、ゲートが接続される受光サイリスタＴｂが相互に隣接する他の発光部２の発光サイリスタＴａからの光を受光していないときの発光サイリスタＴａのしきい電圧未満に選ばれる。また発光制御信号φ１およびφ２のハイレベルのときの予め定める電圧は、ゲートが接続される受光サイリスタＴｂが受光することによってしきい電圧が低下したときの、発光サイリスタＴａのしきい電圧を超えるように選ばれる。
【００３５】
駆動信号Ｖ１，Ｖ２がハイレベルのときの予め定める電圧は、接続されるフォトトランジスタＴｒが、相互に隣接する発光サイリスタＴａから放射され検出対象物によって反射された光を受光していないときの検出サイリスタＴｃのしきい電圧未満に選ばれる。また駆動信号Ｖ１，Ｖ２がハイレベルのときの予め定める電圧は、接続されるフォトトランジスタＴｒが、相互に隣接する発光サイリスタＴａから放射され検出対象物によって反射された光を受光することによってしきい電圧が低下したときの、検出サイリスタＴｃのしきい電圧を超えるように選ばれる。
【００３６】
はじめに、発光制御信号φＳ，φ１，φ２および駆動信号Ｖ１，Ｖ２の信号レベルはローレベルであるとする。また駆動用回路は、発光制御信号φＳ，φ１，φ２および駆動信号Ｖ１，Ｖ２の信号レベルについて、信号レベルを切換えるまでは、一定に維持する。
【００３７】
時刻ｔ１で、発光サイリスタＴ０に入力される発光制御信号φＳの信号レベルをハイ（Ｈ）レベルにすると、発光サイリスタＴ０が発光して、その光が隣接する発光部２の受光サイリスタＴｂに入射する。
【００３８】
次に受光サイリスタＴｂが発光サイリスタＴ０からの光を受けている状態で、時刻ｔ２において発光制御信号φ１の信号レベルをハイレベルに切換える。これによって、受光している受光サイリスタＴｂとゲートが接続されている発光サイリスタＴａが励起状態となって、発光制御信号φ１が与えられる発光サイリスタＴａのうち、受光している受光サイリスタＴｂとゲートが接続されている発光サイリスタＴａのみが発光する。発光した発光サイリスタＴａからの光は、この発光サイリスタＴａに隣接する他の発光部２の受光サイリスタＴｂに入射する。この発光サイリスタＴａからの光が入射する受光サイリスタＴｂにゲートが接続される発光サイリスタＴａは、発光制御信号φ２の信号レベルがハイレベルにまでは励起状態とはならず、発光しない。
【００３９】
発光サイリスタＴａが発光すると、この光は基板１の一主面１ａの一方に照射される。この光が照射される領域に検出対象物が存在する場合では、発光サイリスタＴａからの光は、検出対象物によって反射されて、発光している発光サイリスタＴａに隣接するフォトトランジスタＴｒにおいて受光される。また光が照射される前記領域に検出対象物が存在しない場合では、発光サイリスタＴａからの光は、検出対象物によって反射されないので、フォトトランジスタＴｒに発光サイリスタＴａからの光は照射されない。
【００４０】
時刻ｔ３で、駆動用回路が、発光制御信号φＳの信号レベルをローレベルに切換える。これによって、発光サイリスタＴ０の発光が停止する。次に時刻ｔ４で、発光制御信号φ２の信号レベルをハイレベルに切換える。Ｘ方向の一方から２つ目の受光部３の受光サイリスタＴｂは、隣接する発光サイリスタＴａから光が照射されているので、発光制御信号φ２の信号レベルがハイレベルに切換わるとオフ状態からオン状態に遷移して発光する。このとき発光制御信号φ２が与えられる残余の発光サイリスタＴａは、ゲートが接続される受光サイリスタＴｂに隣接する発光サイリスタＴａから光が照射されていないので、発光しない。
【００４１】
次に時刻ｔ５で、駆動用回路が、発光制御信号φ１の信号レベルをローレベルに切換えると、Ｘ方向の一方から１つ目の発光部２の発光サイリスタＴａは、オン状態からオフ状態に遷移して、発光を停止する。次に時刻ｔ６で、駆動用回路が、発光制御信号φ１の信号レベルをハイレベルに切換えると、Ｘ方向の一方から３つ目の発光部２の発光サイリスタＴａが発光し、時刻ｔ７で発光制御信号φ２の信号レベルをローレベルに切換えると、Ｘ方向の一方から２つ目の発光部２の発光サイリスタＴａの発光が停止する。また時刻ｔ８で、発光制御信号φ２の信号レベルをハイレベルに切換えると、Ｘ方向の一方から４つ目の発光部２の発光サイリスタＴａが発光する。
【００４２】
以後同様にして、発光制御信号φ１，φ２の信号レベルを予め定める周期で交互に切換えることによって、発光サイリスタＴａをＸ方向の一方から他方に向かって順番に発光させることができる。発光制御信号φ１，φ２が切換わるときに、発光制御信号φ１，φ２を共にハイレベルにすることによって、発光している発光サイリスタＴａの次に発光させるべき発光サイリスタＴａのしきい電圧を確実に低下させた状態で、発光させるべき発光サイリスタＴａにハイレベルの発光制御信号を与えることができる。これによって、Ｘ方向の一方から他方に向かって順番に発光サイリスタＴａを確実に発光させることができる。
【００４３】
駆動用回路は、発光制御信号φ１の信号レベルがハイレベルとなっている間で、かつ、発光制御信号φ２の信号レベルがローレベルとなっている間に、予め定める時間だけ駆動信号Ｖ１をハイレベルに切換える。発光している発光サイリスタＴａが臨む領域に検出対象物が存在する場合には、発光している発光サイリスタＴａに隣接するフォトトランジスタＴｒが反射光を受光するので、このフォトトランジスタＴｒにゲートが接続される検出サイリスタＴｃに与えられる駆動信号の信号レベルがハイレベルになると、この検出サイリスタＴｃは、オン状態になる。これによって、オン状態になった検出サイリスタＴｃのアノードに接続される電極の電位は低下して、接地電位から拡散電位分だけ高い電位となり、検出信号Ｏｕｔｐｕｔ１の信号レベルがほぼローレベルとなる。また発光している発光サイリスタＴａが臨む領域に検出対象物が存在しない場合には、発光している発光サイリスタＴａに隣接するフォトトランジスタＴｒが反射光を受光しないので、このフォトトランジスタＴｒにゲートが接続される検出サイリスタＴｃに与えられる駆動信号の信号レベルがハイレベルになっても、この検出サイリスタＴｃは、オフ状態のままとなる。これによって、検出サイリスタＴｃのアノードに接続される電極の電位は、駆動信号の信号レベルとなる。これによって、発光している発光サイリスタＴａが臨む領域に検出対象物が存在する場合には、検出信号Ｏｕｔｐｕｔ１の信号レベルがハイレベルとなり、発光している発光サイリスタＴａが臨む領域に検出対象物が存在しない場合には、検出信号Ｏｕｔｐｕｔ１の信号レベルがローレベルとなる。
【００４４】
また駆動用回路は、発光制御信号φ２の信号レベルがハイレベルとなっている間で、かつ、発光制御信号φ１の信号レベルがローレベルとなっている間に、予め定める時間だけ駆動信号Ｖ２をハイレベルに切換える。これによって、同様に、発光している発光サイリスタＴａが臨む領域に検出対象物が存在する場合には、検出信号Ｏｕｔｐｕｔ２の信号レベルがハイレベルとなり、発光している発光サイリスタＴａが臨む領域に検出対象物が存在しない場合には、検出信号Ｏｕｔｐｕｔ２の信号レベルがローレベルとなる。
【００４５】
本実施の形態では、第４および第５信号伝送路３４，３５が、Ｘ方向の一方から他方に向かって交互に検出サイリスタＴｃに接続されている。本実施の形態のように複数本の信号伝送路（第４および第５信号伝送路３４，３５）を用いると、と、Ｘ方向に並ぶ発光サイリスタＴａおよびフォトトランジスタＴｒのピッチにもよるが、Ｘ方向における検出精度を向上させることができる。たとえば発光サイリスタＴａ間に披検出物がある場合、所定の発光サイリスタＴａから斜めに照射された光が、この発光サイリスタＴａのＹ方向に隣接するフォトトランジスタＴｒだけでなく、このフォトトランジスタＴｒに隣接するフォトトランジスタＴｒにおいても受光される。このような場合において、全ての検出サイリスタＴｃのアノードに共通の信号伝送路を接続しておくと、実際には披検出物がない領域にフォトトランジスタＴｒが臨んでいても、このフォトトランジスタＴｒが受光するので、１素子分余分に披検出物があると誤検出されるおそれがある。本実施の形態のように、検出サイリスタＴｃのアノードに複数本の信号伝送路を交互に接続すると、検出すべきフォトトランジスタＴｒに相互に隣接するフォトトランジスタＴｒによる検出を休止することができるので、前述のような誤検出を抑制することができ、これによって検出精度を向上させることができる。
【００４６】
また本実施の形態では、第４および第５信号伝送路３４，３５の２本を用いているが、Ｘ方向に並ぶ発光サイリスタＴａおよびフォトトランジスタＴｒのピッチがさらに小さくなれば、検出信号を伝送する信号伝送路をさらに増やしてもよい。たとえば検出信号を伝送する信号伝送路のＫ（Ｋは３以上の自然数）本とすると、各受光サイリスタＴｃがいずれか一つの信号伝送路にのみ接続され、かつ各信号伝送路がＸ方向において接続される受光サイリスタＴｃの間の受光サイリスタＴｃの数がＫ−１個となるように、検出サイリスタＴｃのアノードに接続する。そして各信号伝送路に与える駆動信号を、１つずつ順番にハイレベルに切換える構成とすればよい。
【００４７】
また、Ｘ方向に並ぶ発光サイリスタＴａおよびフォトトランジスタＴｒのピッチが大きい場合、検出精度を特別に必要としない場合などでは、もちろん、全ての検出サイリスタＴｃのアノードに共通の信号伝送路を接続する構成としてもよい。
【００４８】
図６は、ラインセンサＬ１の使用状態を示す図である。ラインセンサＬ１は、記録シート体などの検出対象物５０の端部の検出、および検出対象物５０の傾きの検出などに用いられる。ここでは、ラインセンサＬ１の発光部２が臨む領域からラインセンサＬ１のＸ方向の他方側にわたって検出対象物５０が設けられることが予め定められているときについて説明する。ラインセンサＬ１の各発光部２が臨む領域に検出対象物５０が存在するときに、駆動用回路は、Ｘ方向の一方から他方に向かって順番に発光サイリスタＴａを発光させ、前述したように駆動信号Ｖ１，Ｖ２を予め定める周期で切換える。たとえば駆動用回路には、検出信号Ｏｕｔｐｕｔ１，Ｏｕｔｐｕｔ２の信号レベルが、予め定めるしきい値よりも高くなる回数を計数するカウンタが設けられる。この予め定めるしきい値は、前述した拡散電位よりも大きくなるように選ばれる。駆動用回路は、検出信号Ｏｕｔｐｕｔ１，Ｏｕｔｐｕｔ２の信号レベルがローレベルからハイレベルに切換わる回数を計数する。検出信号Ｏｕｔｐｕｔ１，Ｏｕｔｐｕｔ２の信号レベルがローレベルからハイレベルに切換わる回数は、複数の発光部２および受光部３のうち、Ｘ方向の一方からの順番に対応する。したがって、検出信号Ｏｕｔｐｕｔ１，Ｏｕｔｐｕｔ２の信号レベルがローレベルからハイレベルに切換わる回数を計数することによって、検出対象物５０が複数の発光部２および受光部３のうち、Ｘ方向の一方からＮ（Ｎは自然数）個目の発光部２および受光部３が臨む領域には存在せずに、Ｘ方向の一方からＮ＋１個目の発光部２および受光部３が臨む領域には存在することを検出することができる。したがって、検出対象物５０の端部５１が、Ｘ方向においてどの位置にあるのかを検出することができる。
【００４９】
検出対象物５０が搬送物であるときには、Ｙ方向を検出対象物５０の搬送方向に沿って配置し、被搬送物である検出対象物５０のうち、搬送方向に間隔をあけた少なくとも２箇所をラインセンサＬ１によって検出する。被搬送物５０のうち、搬送方向に間隔をあけた少なくとも２箇所で、ラインセンサＬ１によって検出された被搬送物５０の端部５１の位置に基づいて、被搬送物５０が搬送方向に対して傾斜しているか否かを検出することができる。すなわち、被搬送物５０が画像形成装置に用いられる矩形状の記録シート体であれば、被搬送物５０のうち、搬送方向に間隔をあけた少なくとも２箇所で、ラインセンサＬ１によって検出された被搬送物５０の端部５１の位置が同じであれば、被搬送物５０が搬送方向に対して傾斜していないことがわかる。ラインセンサＬ１は、好ましくは、被搬送物５０のうち、搬送方向上流側の端部と、搬送方向下流側の端部とを検出する。被搬送物５０が搬送方向に対してＸ方向に傾いているときには、Ｘ方向においては被搬送物５０のうち、搬送方向上流側の端部と、搬送方向下流側の端部とが最も離反する。したがって、ラインセンサＬ１によって、被搬送物５０のうち、搬送方向上流側の端部と、搬送方向下流側の端部とを検出すると、被搬送物５０の傾きを検出しやすくすることができる。
【００５０】
以上のようにラインセンサＬ１では、第１〜第４電極４ａ〜４ｅが、いずれも発光部２および受光部３のうちＸ方向の端部に設けられる発光部２および受光部３よりも、Ｘ方向の外方に設けられる。これによって第１〜第４電極４ａ〜４ｅと、外部の装置である駆動用回路とを接続する外部配線が、発光部２および受光部３に臨む領域に存在する検出対象物５０に対して障害となることを抑制することができ、検出対象物５０を良好に検知することができる。また外部配線を、受光部３から遠ざけることができ、外部配線をボンディングワイヤなどによって実現しても、この外部配線からの不要な反射光の受光部３による受光を抑制することができる。したがって、図６に示すように列状に配置された複数の発光部２および受光部３が臨む領域を、検出対象物５０の端部５１にまたがって設ければ、検出対象物５０の端部５１の位置を、精度よく適切に検出することができる。このようにラインセンサＬ１は、前述したような簡単な構成で検出対象物５０の端部５１の位置を適切に検出することができる。
【００５１】
またラインセンサＬ１では、発光部２は、発光サイリスタＴａおよび受光サイリスタＴｂで構成され、受光部３はフォトトランジスタＴｒおよび検出サイリスタＴｃで構成し、スタート用発光部５は発光サイリスタＴ０で構成される。発光サイリスタＴａ、受光サイリスタＴｂ、検出サイリスタＴｃおよび発光サイリスタＴ０は、同様の構成であり、同様の半導体層を積層して形成される。またフォトトランジスタＴｒは、発光サイリスタＴａ、受光サイリスタＴｂ、検出サイリスタＴｃおよび発光サイリスタＴ０の一部の半導体層と同様の半導体層を積層して形成される。したがって、光サイリスタＴａ、受光サイリスタＴｂ、検出サイリスタＴｃおよび発光サイリスタＴ０、ならびにフォトトランジスタＴｒは、一連の半導体プロセスによって一括して形成することができ、構造的に製造しやすく、生産性を向上させることができる。
【００５２】
またラインセンサＬ１によれば、発光サイリスタＴａおよび受光サイリスタＴｂと、第２および第３信号伝送路３２，３３とを組み合わせて、隣接する発光サイリスタＴａからの光を発光サイリスタＴａが発光するための制御信号として用いている。隣接する発光サイリスタＴａからの光を、制御信号を用いて、発光サイリスタＴａをＸ方向で順番に発光させることによって、発光サイリスタＴａの数を多くして分解能を高めても、発光サイリスタＴａの数よりも格段に少ない数の信号伝送路で、発光制御信号を伝送させることができる。本実施の形態では、２本の信号伝送路で、各発光サイリスタＴａを発光させることができる。したがって、発光制御信号を伝送するための配線、および電極を少なくすることができ、基板１の短辺方向、すなわちＹ方向の幅を小さくすることができるので、検出の分解能を高くしても実現可能な寸法で小型にラインセンサを構成することができる。また、ラインセンサＬ１は、高分解能であっても小型であるからウェハプロセスにおいて量産性に有利、すなわち生産効率が向上する。
【００５３】
図７は、本発明の実施の他の形態のラインセンサＬ２の概略的な回路構成を示す等価回路図である。ラインセンサＬ２は、前述した実施の形態のラインセンサＬ１に類似し、発光部２および配線部４の構成が異なるのみであるので、同様な構成には同様の参照符号を付して、異なる部分についてのみ説明する。前述した実施の形態では、発光部２は、発光サイリスタＴａと、受光サイリスタＴｂとを含む構成であるが、本発明の実施の他の形態では、発光部２は、前述した発光サイリスタＴａのみを含んで構成される。発光サイリスタＴａは、光を受光するとしきい電圧が低下する。したがって、隣接する発光サイリスタＴａから光が照射された状態で、発光制御信号の信号レベルがハイレベルにすることによって発光サイリスタＴａを発光させることができる。
【００５４】
本実施の形態では、発光サイリスタＴａの光が、Ｘ方向の両側に隣接する発光サイリスタＴａにそれぞれ入射し、これらの隣接する各発光サイリスタＴａの受光量が等しいので、前述の実施の形態のように２本の信号伝送路によって、発光制御信号を与えると、同じ発光制御信号が与えられる複数の発光サイリスタＴａが同時に点灯してしまうことになってしまう。そこで、ラインセンサＬ２では、配線部４は、さらに第６電極４ｆと、第６電極４ｆを、第２および第３電極４ｂ，４ｃが接続される発光サイリスタＴａとは異なる発光サイリスタＴａに接続する第６信号伝送路３６をさらに有する。第６電極４ｆは、第１〜第５電極４ａ〜４ｅと同様に、複数の発光部２および受光部３のうち、端部に設けられる発光部２および受光部３よりもＸ方向の外方に設けられる。第６電極４ｆには、外部から発光制御信号が与えられる。第６信号伝送路３６は、第２および第３信号伝送路３２，３３と同様にＹ方向において発光部２を挟んで受光部３とは反対側に配置される。
【００５５】
第２、第３および第６信号伝送路３２，３３，３６は、第２，第３および第６電極４ｂ，４ｃ，４ｆに、発光制御信号を与えたときに、発光サイリスタＴａが、相互に隣接する発光サイリスタＴａの発光状態と、発光制御信号とに応じて選択的に発光可能となるように各発光サイリスタＴａに接続される。本実施の形態では、Ｘ方向に相互に隣接する３つの発光部２の発光サイリスタＴａは、それぞれ異なる信号伝送路に接続される。たとえば、Ｘ方向の一方からＪ１（Ｊ１＝３×ｋ−２（ｋは自然数））番目の発光サイリスタＴａは、第２信号伝送路３２に接続され、Ｘ方向の一方からＪ２（Ｊ２＝３×ｋ−１）番目の発光サイリスタＴａは、第３信号伝送路３３に接続され、Ｘ方向の一方からＪ３（Ｊ３＝３×ｋ）番目の発光サイリスタＴａは、第６信号伝送路３６に接続される。
【００５６】
ラインセンサＬ２では、駆動用回路が第２，第３および第６電極４ｂ，４ｃ，４ｆに、それぞれ与える発光制御信号を、順番にハイレベルにすることによって、発光サイリスタＴａをＸ方向の一方から順番に発光させることができる。第６電極４ｆは、プルアップ抵抗を介して駆動用回路に接続される。
【００５７】
図８は、ラインセンサＬ２の動作を示すタイミングチャートである。駆動用回路が第１電極４ａに与える発光制御信号をφＳとし、第２、第３および第６電極４ｂ，４ｃ，４ｆに与える発光制御信号をそれぞれ、φ１，φ２およびφ３とする。前記発光制御信号は、電圧で表され、この電圧は基準電位である接地電位との電位差である。各発光制御信号φＳ，φ１，φ２，φ３の信号レベルが、ハイ（Ｈ）レベルのときには、予め定める電位を与えることができ、信号レベルがロー（Ｌ）レベルのときには、接地電位を与えることができるとする。ここでは、複数の発光部２のうち、Ｘ方向の一方から３つの発光部２が臨む領域には、検出対象物が存在せず、残りの発光部２が臨む領域に検出対象物が存在するとする。
【００５８】
発光制御信号φ１，φ２，φ３がハイレベルのときの予め定める電圧は、相互に隣接する発光サイリスタＴａからの光を受光していないときの発光サイリスタＴａのしきい電圧未満に選ばれる。また発光制御信号φ１，φ２，φ３のハイレベルのときの予め定める電圧は、相互に隣接する発光サイリスタＴａからの光を受光することによってしきい電圧が低下したときの、発光サイリスタＴａのしきい電圧を超えるように選ばれる。
【００５９】
はじめに、発光制御信号φＳ，φ１，φ２，φ３および駆動信号Ｖ１，Ｖ２の信号レベルはローレベルであるとする。また駆動用回路は、発光制御信号φＳ，φ１，φ２，φ３および駆動信号Ｖ１，Ｖ２の信号レベルについて、信号レベルを切換えるまでは、一定に維持する。
【００６０】
時刻ｔ１で、発光サイリスタＴ０に入力される発光制御信号φＳの信号レベルをハイ（Ｈ）レベルにすると、発光サイリスタＴ０が発光して、その光が隣接する発光部２の受光サイリスタＴｂに入射する。
【００６１】
次に発光サイリスタＴａが発光サイリスタＴ０からの光を受けている状態で、時刻ｔ２において発光制御信号φ１の信号レベルをハイレベルに切換える。これによって、受光している発光サイリスタＴａが励起状態となって、発光制御信号φ１が与えられる発光サイリスタＴａのうち、受光している発光サイリスタＴａのみが発光する。発光した発光サイリスタＴａからの光は、この発光サイリスタＴａに隣接する発光サイリスタＴａに入射する。発光サイリスタＴａは、発光制御信号φ２の信号レベルがハイレベルにまでは励起状態とはならず、発光しない。
【００６２】
時刻ｔ３で、駆動用回路が、発光制御信号φＳの信号レベルをローレベルに切換える。これによって、発光サイリスタＴ０の発光が停止する。次に時刻ｔ４で、発光制御信号φ２の信号レベルをハイレベルに切換える。Ｘ方向の一方から２つ目の発光サイリスタＴａは、隣接する発光サイリスタＴａから光が照射されているので、発光制御信号φ２の信号レベルがハイレベルに切換わるとオフ状態からオン状態に遷移して発光する。このとき発光制御信号φ２が与えられる残余の発光サイリスタＴａは、相互に隣接する発光サイリスタＴａから光が照射されていないので、発光しない。
【００６３】
次に時刻ｔ５で、駆動用回路が、発光制御信号φ１の信号レベルをローレベルに切換えると、Ｘ方向の一方から１つ目の発光サイリスタＴａは、オン状態からオフ状態に遷移して、発光を停止する。次に時刻ｔ６で、駆動用回路が、発光制御信号φ３の信号レベルをハイレベルに切換えると、Ｘ方向の一方から３つ目の発光サイリスタＴａが発光し、時刻ｔ７で発光制御信号φ３の信号レベルをローレベルに切換えると、Ｘ方向の一方から２つ目の発光サイリスタＴａの発光が停止する。また時刻ｔ８で、発光制御信号φ１の信号レベルをハイレベルに切換えると、Ｘ方向の一方から４つ目の発光サイリスタＴａが発光する。
【００６４】
以後同様にして、発光制御信号φ１，φ２，φ３の信号レベルを予め定める周期で順番に切換えることによって、発光サイリスタＴａをＸ方向の一方から他方に向かって順番に発光させることができる。発光制御信号φ１，φ２，φ３のそれぞれが切換わるときに、発光制御信号φ１，φ２，φ３のうちの、発光している発光サイリスタＴａと、発光させるべき発光サイリスタＴａとに与えられものを共にハイレベルにする。これによって発光している発光サイリスタＴａの次に発光させるべき発光サイリスタＴａのしきい電圧を確実に低下させた状態で、発光させるべき発光サイリスタＴａにハイレベルの発光制御信号を与えることができる。これによって、Ｘ方向の一方から他方に向かって順番に発光サイリスタＴａを確実に発光させることができる。
【００６５】
駆動用回路は、発光制御信号φ１の信号レベルがハイレベルとなり、かつ発光制御信号φ２，φ３の信号レベルがローレベルとなっているとき、発光制御信号φ２の信号レベルがハイレベルとなり、かつ発光制御信号φ１，φ３の信号レベルがローレベルとなっているとき、発光制御信号φ３の信号レベルがハイレベルとなり、かつ発光制御信号φ１，φ２の信号レベルがローレベルとなっている間に、予め定める時間だけ駆動信号Ｖ１またはＶ２をハイレベルに切換える。駆動信号Ｖ１，Ｖ２の信号レベルは、前述の実施の形態と同様に、交互にハイレベルに切換えられる。
【００６６】
本実施の形態では、発光サイリスタＴａからの光が、この発光サイリスタＴａに相互に隣接する発光サイリスタＴａに入射するが、第２，第３および第６信号伝送路３２，３３，３６によって、発光制御信号φ１〜φ３を伝送することによって、Ｘ方向の他方に隣接する発光サイリスタＴａのみを発光させることができる。
【００６７】
以上のような構成によって、ラインセンサＬ２は、前述したラインセンサＬ１と同様の効果を達成することができる。ラインセンサＬ２は、ラインセンサＬ１よりも電極および信号伝送路が１つずつ多く必要にはなるが、受光サイリスタＴｂを形成する必要がない。またラインセンサＬ２では、受光サイリスタＴｂがないので、発光サイリスタＴａの間隔をラインセンサＬ１よりも近接して設けることができるようになり、さらに分解能を向上させることができる。
【００６８】
図９は、本発明の実施の他の形態のラインセンサＬ３の概略的な回路構成を示す等価回路図である。ラインセンサＬ３は、前述した実施の形態のラインセンサＬ１に類似し、発光部２および配線部４の構成が異なるのみであるので、同様な構成には同様の参照符号を付して、異なる部分についてのみ説明する。前述した実施の形態では、発光部２は、発光サイリスタＴａと、受光サイリスタＴｂとを含む構成であるが、本発明の実施の他の形態では、発光部２は、前述した発光サイリスタＴａのみを含んで構成される。またラインセンサＬ３は、スタート用発光部５を備えない。発光サイリスタＴａは、光を受光するとしきい電圧が低下する。したがって、隣接する発光サイリスタＴａから光が照射された状態で、発光制御信号の信号レベルがハイレベルにすることによって発光サイリスタＴａを発光させることができる。
【００６９】
ラインセンサＬ３の配線部４は、予め定める電圧が印加される電圧供給線６１と、電圧供給線６１と各発光サイリスタＴａのゲートとをそれぞれ接続する抵抗素子ＲＬと、相互に隣接する発光サイリスタＴａのゲートに接続されるダイオードＤとを含む。ダイオードＤは、相互に隣接する発光サイリスタＴａのうち、Ｘ方向の一方の発光サイリスタＴａのゲートにカソードが接続され、Ｘ方向の他方の発光サイリスタＴａのゲートにアノードが接続される。また各ダイオードＤのアノードおよびカソードは、抵抗素子ＲＬを介して、電圧供給線６１に接続される。また第１信号伝送路３１は、Ｘ方向の一方の端部の発光サイリスタＴａのゲートに接続される。
【００７０】
電圧供給線６１には、予め定める電圧が与えられる。電圧供給線６１が電源と接続される部位は、複数の発光部２および受光部３のうち、端部に設けられる発光部２および受光部３よりもＸ方向の外方に設けられる。駆動用回路は、はじめに発光制御信号φＳ，φ１，φ２の信号レベルをともにローレベルとしておく。そして駆動用回路が、第２電極４ｂに与える発光制御信号φ１の信号レベルをハイレベルにすることによって、Ｘ方向の一方から１番目の発光サイリスタＴａを発光させることができる。Ｘ方向の一方から１番目の発光サイリスタＴａが発光すると、駆動用回路が、発光制御信号φＳの信号レベルをハイレベルにする。以後駆動用回路は、発光制御信号φＳの信号レベルをハイレベルとしたままにする。発光制御信号φＳのハイレベルのときの電位は、電圧供給線６１の電位と等しく選ばれる。
【００７１】
Ｘ方向の一方から１番目の発光サイリスタＴａが発光すると、Ｘ方向の一方から２番目の発光サイリスタＴａのゲートの電位が低下する。Ｘ方向の一方から３番目以降の発光サイリスタＴａのゲートの電位も低下するが、発光サイリスタＴａのゲート間には、ダイオードＤが接続されているので、Ｘ方向の他方に向かうほど、ダイオードＤの拡散電位分だけ電位が高くなり、ゲート電位の低下が少ない。この状態で駆動用回路が、発光制御信号φ２の信号レベルをハイレベルにすると、Ｘ方向の一方から２番目の発光サイリスタＴａが発光する。Ｘ方向の一方から２番目の発光サイリスタＴａが発光すると、駆動用回路が、発光制御信号φ１の信号レベルをローレベルにする。駆動用回路は、以後、前述の実施の形態と同様に、予め定める周期で、図５のタイミングチャートに示すように、発光制御信号φ１，φ２の信号レベルを交互に切換える。これによって、Ｘ方向の一方から順番に発光サイリスタＴａを発光させることができる。
【００７２】
駆動用回路は、前述の実施の形態と同様に駆動信号Ｖ１，Ｖ２を切換えることによって、前述した実施の形態と同様の効果を達成することができる。ラインセンサＬ３では、ダイオードＤおよび抵抗素子ＲＬを基板１に形成する必要があるが、スタート用発光部５を備える必要がない。
【００７３】
図１０は、ラインセンサＬ１を使用した画像形成装置８７の基本的構成を示す側面図である。画像形成装置８７は、電子写真方式の画像形成装置である。画像形成装置８７は、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の４色のカラー画像を形成するタンデム方式を採用した装置であり、大略的に、４つの発光装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、集光手段であるレンズアレイ８８Ｙ，８８Ｍ，８８Ｃ，８８Ｋ、発光装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋおよび各駆動ＩＣが実装された回路基板およびレンズアレイ８８を保持する第１ホルダ８９Ｙ，８９Ｍ，８９Ｃ，８９Ｋ、４つの感光体ドラム９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋ、４つの現像剤供給手段９１Ｙ，９１Ｍ，９１Ｃ，９１Ｋ、転写手段である転写ベルト９２、４つのクリーナ９３Ｙ，９３Ｍ，９３Ｃ，９３Ｋ、４つの帯電器９４Ｙ，９４Ｍ，９４Ｃ，９４Ｋ、定着手段９５および制御手段９６を含んで構成される。
【００７４】
各発光装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、制御手段９６からの制御指令が与えられて動作し、駆動用回路によって各色のカラー画像情報に基づいて駆動される。各発光装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの発光装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋからの光は、レンズアレイ８８を介して各感光体ドラム９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋに集光して照射される。レンズアレイ８８は、たとえば発光素子の光軸上にそれぞれ配置される複数のレンズを含み、これらのレンズを一体的に形成して構成される。
【００７５】
発光装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが実装される回路基板およびレンズアレイ８８は、第１ホルダ８９によって保持される。第１ホルダ８９によって、発光装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの光照射方向と、レンズアレイ８８のレンズの光軸方向とがほぼ一致するようにして位置合わせされる。各感光体ドラム９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋは、たとえば円筒状の基体表面に感光体層を被着して成り、その外周面には各発光装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋからの光を受けて静電潜像が形成される静電潜像形成位置が設定される。
【００７６】
各感光体ドラム９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋの周辺部には、各静電潜像形成位置を基準として回転方向下流側に向かって順番に、露光された感光体ドラム９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋに現像剤を供給する現像剤供給手段９１Ｙ，９１Ｍ，９１Ｃ，９１Ｋ、転写ベルト９２、クリーナ９３Ｙ，９３Ｍ，９３Ｃ，９３Ｋ、および帯電器９４Ｙ，９４Ｍ，９４Ｃ，９４Ｋがそれぞれ配置される。感光体ドラム９０に現像剤によって形成された画像を記録シート体７１に転写する転写ベルト９２は、４つの感光体ドラム９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋに対して共通に設けられる。
【００７７】
前記感光体ドラム９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋは、第２ホルダ（図示省略）によって保持され、この第２ホルダと第１ホルダ８９とは、相対的に固定される。各感光体ドラム９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋの回転軸方向と、各発光装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの前記配列方向とがほぼ一致するようにして位置合わせされる。転写ベルト９２によって、記録シート体７１を搬送し、現像剤によって画像が形成された記録シート体７１は、定着手段９５に搬送される。定着手段９５は、記録シート体７１に転写された現像剤を定着させる。感光体ドラム９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋは、回転駆動手段によって回転される。
【００７８】
制御手段９６は、前述した各駆動用回路に画像情報を与えるとともに、感光体ドラム９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋを回転駆動する回転駆動手段、現像剤供給手段９１Ｙ，９１Ｍ，９１Ｃ，９１Ｋ、転写ベルト９２、帯電器９４Ｙ，９４Ｍ，９４Ｃ，９４Ｋおよび定着手段９５の各部を制御する。
【００７９】
ラインセンサＬ１は、たとえば感光体ドラム９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋのうち、記録シート体７１の搬送方向の上流側に配置される感光体ドラム９０Ｙの近傍に設けられる。ラインセンサＬ１は、感光体ドラム９０Ｙよりも記録シート体７１の搬送方向の上流側に設けられ、記録シート体７１の搬送経路のうち、記録シート体７１の幅方向の端部が通過する領域に発光部２および受光部３が臨むように固定される。ラインセンサＬ１によって、記録シート体７１の搬送中に、その幅方向の端部の位置を検出する。記録シート体７１の幅方向の端部の位置が変化すれば、その位置変化をラインセンサＬ１が検出することができ、感光体ドラム９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋに向かって搬送される記録シート体７１が傾いているか否かがわかる。ラインセンサＬ１は、制御手段９６と接続されて、ラインセンサＬ１によって、記録シート体７１が傾いていると制御手段９６が判断すると、制御手段９６は、たとえば、装置の各部を制御してもう一度同じ画像を形成させる。
【００８０】
本実施の形態では、画像形成装置８７はラインセンサＬ１を備えるが、ラインセンサＬ２，Ｌ３を用いてもよく、前述したいずれの実施の形態のラインセンサを用いてもよい。また画像形成装置８７において、ラインセンサを設ける位置は、前述した位置に限らず、記録シート体７１の搬送経路に臨む位置であればよい。またラインセンサは、記録シート体７１の幅方向の両端部を検出するように、搬送経路に臨む複数の位置に設けられてもよい。
【００８１】
なお、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良などが可能である。たとえば、前述した実施の形態では、発光部２として発光サイリスタＴａを用いているが、発光サイリスタＴａの替わりに発光ダイオードを用いてもよい。また、前述した実施の形態において、フォトトランジスタＴｒの替わりにフォトダイオードを用いてもよい。またたとえば、本発明の実施のさらに他の形態では、前述の各実施の形態において、各電極は、発光部２および受光部３のうちＸ方向の端部に設けられる発光部２および受光部３よりも、Ｘ方向の外方のうちのいずれか一方だけではなく、両方に設けられてもよい。
【００８２】
また前述した発光サイリスタＴ０のＹ方向の一方に隣接して、受光部３を設けてもよい。この場合、発光サイリスタＴ０のオーミックコンタクト層２５ａが露出するように絶縁層４１および遮光膜４５が形成される。
【実施例】
【００８３】
前述したラインセンサを作製し、特性を測定した結果について説明する。本実施例では、発光サイリスタＴａおよびフォトトランジスタＴｒのみを作製して、フォトトランジスタＴｒの受光特性を測定した。図１１は、作製したラインセンサの要部の平面図であり、図１２は、図１１の切断面線ＸＩＩ−ＸＩＩから見た断面図である。図１２では、フォトトランジスタＴｒを簡略化して示している。
【００８４】
本実施例では、ラインセンサを構成する発光サイリスタＴａおよびフォトトランジスタＴｒを基板１上に、図１１に示すような形状として作製した。発光サイリスタＴａおよびフォトトランジスタＴｒは、円柱形状に形成した。この円柱直径Ｄ１は、６００μｍに形成した。発光サイリスタＴａおよびフォトトランジスタＴｒの、発光面お１４よび受光面１３が露出する部分の直径Ｄ２は、それぞれ４００μｍに形成した。また発光サイリスタＴａおよびフォトトランジスタＴｒの間隔Ｗ１は、４００μｍに形成した。また発光サイリスタＴａおよびフォトトランジスタＴｒの側部と、発光面１４および受光面１３の周縁部と、基板１とを絶縁層４１によって覆った。絶縁層４１が発光面１４および受光面１３の周縁から中心に向かって覆う距離Ｗ２は、１５０μｍとした。また遮光膜および信号伝送路を兼ねる金属膜７７を、前記発光面１４および受光面１３のうち、絶縁層４１から露出する部位の周縁から中心に向かって覆う距離Ｗ３は、５０μｍとした。また金属膜７７の、前記発光面１４および受光面１３の半径方向に沿う幅Ｗ４は、１５０μｍとした。また基板１の裏面に形成される共通電極１２は、接地した。
【００８５】
基板１の材質としてはＧａＡｓを用い、その上にＧａＡｓから成る半導体層をＭＯ−ＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法によってエピタキシャル成長して、発光サイリスタＴａおよびフォトトランジスタＴｒを形成した。
【００８６】
図１１に示すようにフォトトランジスタＴｒにバイアス電圧５Ｖを印加した状態で、発光サイリスタＴａに５００ｍＡの電流を流して発光させ、図１２に示すように基板１の表面からの距離Ｈ２を３ｍｍとして、発光サイリスタＴａおよびフォトトランジスタＴｒの臨む領域に用紙を置いた場合と、用紙を置かなかった場合とについてフォトトランジスタＴｒの光電流ＩＬの変化を実測した。
【００８７】
図１３は、フォトトランジスタＴｒの光電流ＩＬの実測結果を示したグラフであり、横軸はフォトトランジスタＴｒに印加するバイアス電圧（単位；ボルト）であり、縦軸はフォトトランジスタＴｒの光電流ＩＬ（単位；アンペア）である。本実施例においては、光電流ＩＬは、発光サイリスタＴａの発光面１４およびフォトトランジスタＴｒの受光面１３が臨む領域に用紙が置かれたときと、置かれていないときとで約６０倍変化した。この結果から、発光サイリスタＴａおよびフォトトランジスタＴｒによって、用紙の位置検出を十分に行うことが可能であることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施の一形態のラインセンサＬ１の要部を模式的に示す平面図である。
【図２】図１の切断面線ＩＩ−ＩＩから見た断面図である。
【図３】図１の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図である。
【図４】ラインセンサＬ１の概略的な回路構成を示す等価回路図である。
【図５】ラインセンサＬ１の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】ラインセンサＬ１の使用状態を示す図である。
【図７】本発明の実施の他の形態のラインセンサＬ２の概略的な回路構成を示す等価回路図である。
【図８】ラインセンサＬ２の動作を示すタイミングチャートである。
【図９】本発明の実施の他の形態のラインセンサＬ３の概略的な回路構成を示す等価回路図である。
【図１０】ラインセンサＬ１を使用した画像形成装置８７の基本的構成を示す側面図である。
【図１１】作製したラインセンサの要部の平面図である。
【図１２】図１１の切断面線ＸＩＩ−ＸＩＩから見た断面図である。
【図１３】フォトトランジスタＴｒの光電流ＩＬの実測結果を示したグラフである。
【符号の説明】
【００８９】
１      基板
１ａ    一主面
２      発光部
３      受光部
４      配線部
４ａ    第１電極
４ｂ    第２電極
４ｃ    第３電極
４ｄ    第４電極
４ｅ    第５電極
４ｆ    第６電極
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ    発光装置
８７    画像形成装置
８８Ｙ，８８Ｍ，８８Ｃ，８８Ｋ    レンズアレイ
９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋ    感光体ドラム
９１Ｙ，９１Ｍ，９１Ｃ，９１Ｋ    現像剤供給手段
９２    転写ベルト
９３Ｙ，９３Ｍ，９３Ｃ，９３Ｋ  クリーナ
９４Ｙ，９４Ｍ，９４Ｃ，９４Ｋ  帯電器
９５    定着手段
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３    ラインセンサ
Ｔ０    発光サイリスタ
Ｔａ    発光サイリスタ
Ｔｂ    受光サイリスタ
Ｔｃ    検出サイリスタ
Ｔｒ    フォトトランジスタ
【図１】
2008298629.tif 000003
【図２】
2008298629.tif 000004
【図３】
2008298629.tif 000005
【図４】
2008298629.tif 000006
【図５】
2008298629.tif 000007
【図６】
2008298629.tif 000008
【図７】
2008298629.tif 000009
【図８】
2008298629.tif 000010
【図９】
2008298629.tif 000011
【図１０】
2008298629.tif 000012
【図１１】
2008298629.tif 000013
【図１２】
2008298629.tif 000014
【図１３】
2008298629.tif 000015