(57)【要約】【課題】被検出物とセンサとの距離変化に影響されず色調を検出することができ、且つ小型であるカラーセンサを提供する。【解決手段】カラーセンサ１は、複数の波長の光を被検出物９０へ投光する投光手段１０と、被検出物９０からの反射光を検出すると共に受光面における反射光の受光位置を検出する受光手段２０と、この受光手段２０で受光された各波長の光ごとに、受光位置に基づいて投光手段１０の光出力を調整し、被検出物９０の基準位置からの距離変化によって生じる受光量の変化を補償する光出力調整手段とを備える。受光手段２０としては、例えば、位置検出素子や受光素子アレイが用いられる。【選択図】図１
2008261795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の波長の光を被検出物へ投光する投光手段と、
該被検出物からの反射光の受光量を検出すると共に受光面における反射光の受光位置を検出する受光手段と、
該受光手段で受光された各波長の光ごとに、前記受光位置に基づいて前記投光手段の光出力を調整し、前記被検出物の基準位置からの距離変化によって生じる前記受光量の変化を補償する光出力調整手段とが設けられたことを特徴とするカラーセンサ。
【請求項２】
前記光出力調整手段は、
受光された波長ごとに切替て駆動される、前記受光量を算出する受光量演算部、及び、前記受光位置に基づいて前記被検出物の基準位置からの距離変化を算出する距離演算部と、
前記受光量演算部からの出力と前記距離演算部からの出力に基づいて前記投光手段の光出力の補正値を算出する補正値演算部と、
前記補正値に基づいて前記光出力を調整する光出力調整部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のカラーセンサ。
【請求項３】
前記受光手段は１個の位置検出受光素子により構成されたことを特徴とする請求項２に記載のカラーセンサ。
【請求項４】
前記位置検出受光素子には前記受光量演算部と前記距離演算部とが形成されていることを特徴とする請求項３に記載のカラーセンサ。
【請求項５】
前記位置検出受光素子は、１次元位置検出素子又は１次元受光素子アレイであることを特徴とする請求項３又は４に記載のカラーセンサ。
【請求項６】
前記位置検出受光素子は、２次元位置検出素子又は２次元受光素子アレイであることを特徴とする請求項３又は４に記載のカラーセンサ。
【請求項７】
前記位置検出受光素子は、複数の１次元位置検出素子チップ又は複数の１次元受光素子アレイチップが並置されてなることを特徴とする請求項３又は４に記載のカラーセンサ。
【請求項８】
前記投光手段は、赤色発光素子、緑色発光素子、及び青色発光素子から構成されたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載のカラーセンサ。
【請求項９】
前記投光手段は、赤色発光素子、緑色発光素子、及び青色発光素子から構成され、前記受光手段は、赤色用位置検出受光素子、緑色用位置検出受光素子、及び青色用位置検出受光素子から構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のカラーセンサ。
【請求項１０】
前記受光手段により前記距離変化を検出する場合においては、前記赤色発光素子、前記緑色発光素子、及び前記青色発光素子のうちのいずれか１つのみを駆動することを特徴とする請求項８又は９に記載のカラーセンサ。
【請求項１１】
前記投光手段は、赤色発光素子チップ、緑色発光素子チップ、及び青色発光素子チップから構成され、前記受光手段は、１個の位置検出受光素子チップから構成され、前記各発光素子チップ及び前記位置検出受光素子チップは１つのパッケージに収納されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のカラーセンサ。
【請求項１２】
前記投光手段は、赤色発光素子チップ、緑色発光素子チップ、及び青色発光素子チップから構成され、前記受光手段は、赤色用位置検出受光素子チップ、緑色用位置検出受光素子チップ、及び青色用位置検出受光素子チップから構成され、前記各発光素子チップ及び前記各位置検出受光素子チップは１つのパッケージに収納されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のカラーセンサ。
【請求項１３】
前記受光手段により前記距離変化を検出する場合において、前記赤色発光素子チップ、前記緑色発光素子チップ、及び前記青色発光素子チップのうちのいずれか１つのみを駆動することを特徴とする請求項１１又は１２に記載のカラーセンサ。
【請求項１４】
所定の操作により前記投光手段の光出力のベースを調整する光出力ベース調整手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一つに記載のカラーセンサ。
【請求項１５】
前記投光手段の光出力のベースを調整する場合に用いられる基準反射物が備えられたこと特徴とする請求項１４に記載のカラーセンサ。
【請求項１６】
前記基準反射物は光沢を有する光沢調整用基準反射物及び／又は非光沢性の色調整用基準反射物であることを特徴とする請求項１５に記載のカラーセンサ。
【請求項１７】
前記投光手段は赤外線発光素子又は赤外線発光素子チップを更に備え、前記被検出物の色を検出しない場合は、前記赤外線発光素子又は前記赤外線発光素子チップを駆動させることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか一つに記載のカラーセンサ。
【請求項１８】
カラートナーをシートに転写することで被複写物の複製を行うカラー複写機において、
前記被複写物の色調を検出するために請求項１乃至１７のいずれか一つのカラーセンサが設けられており、複写時に取得された原画像データと、前記被複写物の色調の検出により前記カラーセンサで取得された色調データとを比較することによりカラートナー量の過不足を検出して前記カラートナーのドラムへの転写量を制御することを特徴とするカラー複写機。
【請求項１９】
前記ドラムに付着するカラートナーの濃度を検出するカラートナー濃度センサが更に備えられており、前記カラートナー濃度センサにより検出されたカラートナー濃度にも基づいてカラートナー転写量を制御することを特徴とする請求項１８に記載のカラー複写機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を被検出物に投光しその反射光を受光して被検出物の色調を検出するカラーセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検出物の色調を検出するカラーセンサとして、光の三原色を被検出物に投光してその反射光を受光することによりその色調を検出するセンサが知られている。また、色調だけではなくその光沢を検出するセンサも提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、色調及び光沢を検出するカラーセンサとして、被検出物で反射した光を２つの方向から別々に受光するセンサが開示されている。このセンサの投光部は、赤色発光素子、緑色発光素子、及び青色発光素子からなり、他方、これらの光を受光する受光部は２個の受光素子からなり、２個の受光素子は相互に離間されると共に、それぞれの受光面が被検出物に対向するように配置されている。この構成により、被検出物で反射する光を異なる方向から受光することができ、正反射光のみならず、被検出体の表面で拡散して反射する光（拡散光）をも確実に受光することができるので、被検出体の色調及び光沢を検出することができる。
【０００４】
また、特許文献２には、気温の変化などによりセンサの周囲の温度変化があっても、正確に色調を測定できるカラーセンサが提案されている。従来、投光部の光は、赤色ＬＥＤ（ＬＥＤ：light emitting diode）からの赤色光と、緑色ＬＥＤからの緑色光と、青色ＬＥＤからの青色光とをダイクロイックミラーを介して合成して形成されていたが、このダイクロイックミラーは温度により透過率が変化するという特性があるため、被検出物に投光する光は気温とともに各波長の構成比率が変化してしまうといった問題があった。そこで、この問題を解決するための手段として、ダイクロイックミラーをガラス板に代替して構成したセンサが特許文献２により提案されている。すなわち、ガラス板は温度変化によって殆ど透過率の変化がないことから、ガラス板を介して合成された光の各波長の構成比率は、温度変化によって変化しないので、気温の変化があっても、これに影響されずに被検出物の色調を測定することができる。
【特許文献１】特開平０９−２２２３６１号公報
【特許文献２】特開平０９−３２１３３５号公報
【特許文献３】特開２０００−１３１２４３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、上記のいずれの技術であっても被検出物の色調や光沢について検出できるものの、被検出物とセンサとの距離に変化が生じた場合には、色調を正確に検出できないといった問題があった。例えば、カラー複写機において、カラー複写された複写物が被複写物と同一の色調で複写されたか否かを確認する場合、所定の用紙をカラー複写し、その用紙の表面状態をカラーセンサによりを検出する。このとき、テスト用紙を搬送させながら色調をカラーセンサで検出するが、テスト用紙は、複数のローラにより所定の位置を通過するように搬送されるものの、ローラの偏芯度や用紙の撓みなどによってテスト用紙とカラーセンサとの距離が変化するので、投光部からテスト用紙に反射されて受光部に入光する光の光路が変化し、同じ色調のものであっても、搬送時における基準搬送路からのズレにより検出される光量が異なってしまい、この結果、異なる色調のものとして検出される場合があった。
【０００６】
一方、特許文献３には、被検出物の表面状態を検出する光センサとして、被検出物と光センサと距離変化の影響を排除する技術が提案されている。この光センサは、発光素子と、この被検出物からの反射光を受光する受光素子と、反射光の位置変化を検出する位置検出素子（ＰＳＤ：position sensitive device）と、位置検出素子からの出力に基づいて受光量の補正を行う補正手段とを備え、補正手段により補正された受光量の値が出力されるように構成されている。具体的には、被検出物からの反射光を受光素子により検出すると共に、被検出物と光センサとの距離変化を位置検出素子により検出し、予め測定された被検出物と光センサとの距離変化と受光量の変化量との関係を示すデータを参照して、距離変化による受光量の変化を補償するように受光量を補正して、出力するようになっている。
【０００７】
従って、この光センサによれば、被検出物と光センサとの距離の変化による受光量の変化量が補正されて、受光量が出力されるので、被検出物と光センサとの距離変化があっても、距離変化の影響を受けずに被検出物の表面状態を正確に検出することができる。
【０００８】
しかしながら、このような光センサであっても、被検出物の色調のバランス変化まで検出することができなかった。すなわち、この光センサは、被検出物と光センサとの距離の変化による受光量の変化量を補償するものであるが、被検出物の色バランス（例えば、赤色と緑色と青色のバランス）を検出できないので、距離変化によって生じる色調のバランス変化まで検出することができなかった。
【０００９】
また、受光部は、２個の素子、つまり、被検出物からの反射光を受光する受光素子と、この反射光の位置変化を検出する位置検出素子とから構成されており、被検出物からの反射光をそれぞれの素子に導くためのビームスプリッタなどが必要となることから、小型化が困難であるといった問題もあった。
【００１０】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、被検出物とセンサとの距離変化に影響されず色調を検出することができ、且つ小型であるカラーセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るカラーセンサは、複数の波長の光を被検出物へ投光する投光手段と、該被検出物からの反射光の受光量を検出すると共に受光面における反射光の受光位置を検出する受光手段と、該受光手段で受光された各波長の光ごとに、前記受光位置に基づいて前記投光手段の光出力を調整し、前記被検出物の基準位置からの距離変化によって生じる前記受光量の変化を補償する光出力調整手段とが設けられたことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係るカラーセンサによれば、被検出物に投光する光出力は、被検出物の基準位置からの距離変化により生じる受光量の変化が補償されるように光出力調整手段により調整されることから、被検出物が基準位置から移動しても、カラーセンサの出力がその移動により変化することはないので、正確にその被検出物の色調を検出することができる。
【００１３】
また、距離変化よって生じる受光量の変化を補償する方法としては、被検出物と基準位置との距離変化があった場合に、単に、検出された受光量を補正して出力するのではなく、被検出物と基準位置との距離変化に基づいて光出力を変化させることにより、同じ色調の被検出物における受光量を一定とするものであることから、受光手段における受光量が低下することがないので、測定誤差を一定のレベルに抑えることができ、検出の信頼性を向上させることができる。
【００１４】
更に、投光手段は、複数の波長の光を投光するものであることから、被検出物の色調のバランスまで検出することができる。加えて、受光手段を、反射光の受光量を検出するための素子や、受光面における反射光の受光位置を検出するための素子などを組合せて構成するのではなく、受光量を検出すると共に受光面における受光位置を検出することができるという２つの機能を備えた受光デバイスを用いることから、部品数を少なくすることができ、且つカラーセンサを小型にすることができる。
【００１５】
また、本発明に係るカラーセンサでは、前記光出力調整手段は、受光された波長ごとに切替て駆動される、前記受光量を算出する受光量演算部、及び、前記受光位置に基づいて前記被検出物の基準位置からの距離変化を算出する距離演算部と、前記受光量演算部からの出力と前記距離演算部からの出力に基づいて前記投光手段の光出力の補正値を算出する補正値演算部と、前記補正値に基づいて前記光出力を調整する光出力調整部とを備えたことを特徴としてもよい。
【００１６】
この構成によれば、受光量演算部及び距離演算部が、受光された波長ごとに切替て駆動されることから、本発明のカラーセンサのように複数の波長の光を検出するものであっても、１組の受光量演算部と距離演算部だけで各波長の光について演算を行うことができ、波長ごとにこのような演算部を設ける必要がないので、その分、カラーセンサを小型化することができる。
【００１７】
また、本発明に係るカラーセンサでは、前記受光手段は１個の位置検出受光素子により構成されたことを特徴としてもよい。
【００１８】
この構成によれば、受光手段は、波長ごとに位置検出受光素子を設けて構成されるのではなく、１個の位置検出受光素子により構成されるので、その分、カラーセンサを小型化することができる。
【００１９】
また、本発明に係るカラーセンサでは、前記位置検出受光素子には前記受光量演算部と前記距離演算部とが形成されていることを特徴としてもよい。
【００２０】
この構成によれば、位置検出受光素子に受光量演算部と距離演算部とが形成され、１つのものとされるので、その分、カラーセンサを小型化することができる。
【００２１】
また、本発明に係るカラーセンサでは、前記位置検出受光素子は、１次元位置検出素子又は１次元受光素子アレイであることを特徴としてもよい。
【００２２】
この構成によれば、１次元位置検出素子又は１次元受光素子アレイから演算に容易な１次元データとして出力されることから、被検出物の基準位置からの距離変化についての計算が単純となり、演算部の構成を簡単なものとすることができる。
【００２３】
また、本発明に係るカラーセンサでは、前記位置検出受光素子は、２次元位置検出素子又は２次元受光素子アレイであることを特徴してもよい。
【００２４】
この構成によれば、２次元位置検出素子又は２次元受光素子アレイから、被検出物の基準位置からの距離変化と被検出物の傾き変化を示す２次元データが出力されるので、被検出物の基準位置からの距離変化のみならず被検出物の傾き変化をも考慮して、投光手段の光出力を調整することができる。
【００２５】
また、本発明に係るカラーセンサでは、前記位置検出受光素子は、複数の１次元位置検出素子チップ又は複数の１次元受光素子アレイチップが並置されてなることを特徴としてもよい。
【００２６】
この構成によれば、１次元位置検出素子チップ又は１次元受光素子アレイチップが並置されて構成され被検出物からの反射光を２次元的に受光することができることから、このような構成によっても、被検出物の基準位置からの距離変化のみならず被検出物の傾き変化をも考慮して、投光手段の光出力を調整することができる。
【００２７】
また、本発明に係るカラーセンサでは、前記投光手段は、赤色発光素子、緑色発光素子、及び青色発光素子から構成されたことを特徴としてもよい。
【００２８】
この構成によれば、光の３原色の反射光を受光することができるので、被検出物の色調を正確に検出することができる。
【００２９】
また、本発明に係るカラーセンサでは、前記投光手段は、赤色発光素子、緑色発光素子、及び青色発光素子から構成され、前記受光手段は、赤色用位置検出受光素子、緑色用位置検出受光素子、及び青色用位置検出受光素子から構成されたことを特徴としてもよい。
【００３０】
この構成によれば、各色の光をそれぞれの波長に対応する位置検出受光素子により検出するので、同時に各波長の光を検出することができ、検出時間を短縮することができる。
【００３１】
また、本発明に係るカラーセンサでは、前記受光手段により前記距離変化を検出する場合においては、前記赤色発光素子、前記緑色発光素子、及び前記青色発光素子のうちのいずれか１つのみを駆動することを特徴としてもよい。
【００３２】
この構成によれば、被検出物の基準位置からの距離変化の検出において発光素子それぞれを駆動させるのではなく１つの発光素子を駆動させるので、その分、距離変化の検出時間を短縮することができる。
【００３３】
また、本発明に係るカラーセンサでは、前記投光手段は、赤色発光素子チップ、緑色発光素子チップ、及び青色発光素子チップから構成され、前記受光手段は、１個の位置検出受光素子チップから構成され、前記各発光素子チップ及び前記位置検出受光素子チップは１つのパッケージに収納されたことを特徴としてもよい。
【００３４】
この構成によれば、投光手段を構成する３個の発光素子チップと、受光手段を構成する１個の位置検出受光素子チップが１つのパッケージに収納されるので、カラーセンサを小型にすることができる。
【００３５】
また、本発明に係るカラーセンサでは、前記投光手段は、赤色発光素子チップ、緑色発光素子チップ、及び青色発光素子チップから構成され、前記受光手段は、赤色用位置検出受光素子チップ、緑色用位置検出受光素子チップ、及び青色用位置検出受光素子チップから構成され、前記各発光素子チップ及び前記各位置検出受光素子チップは１つのパッケージに収納されたことを特徴としてもよい。
【００３６】
この構成によれば、投光手段を構成する３個の発光素子チップと、受光手段を構成する３個の位置検出受光素子チップが１つのパッケージに収納されるので、カラーセンサを小型にすることができる。
【００３７】
また、本発明に係るカラーセンサでは、前記受光手段により前記距離変化を検出する場合において、前記赤色発光素子チップ、前記緑色発光素子チップ、及び前記青色発光素子チップのうちのいずれか１つのみを駆動することを特徴としてもよい。
【００３８】
この構成によれば、距離変化の検出において発光素子チップそれぞれを駆動させるのではなく１つの発光素子チップを駆動させるので、その分、距離変化の検出時間を短縮することができる。
【００３９】
また、本発明に係るカラーセンサでは、所定の操作により前記投光手段の光出力のベースを調整する光出力ベース調整手段を設けたことを特徴としてもよい。
【００４０】
この構成によれば、所定の操作により光出力のベースの調整をすることができるので、例えば、発光素子の経時劣化により光出力のベースが低下した場合であっても、投光手段の光出力のベースを調整することができる。
【００４１】
また、本発明に係るカラーセンサでは、前記投光手段の光出力のベースを調整する場合に用いられる基準反射物が備えられたこと特徴としてもよい。
【００４２】
この構成によれば、光出力のベースを調整する際における基準となる基準反射物が備えられているので、いつでも簡単に、基準反射物を用いて光出力のベースを基準状態に調整することができる。
【００４３】
また、本発明に係るカラーセンサでは、前記基準反射物は光沢を有する光沢調整用基準反射物及び／又は非光沢性の色調整用基準反射物であることを特徴としてもよい。
【００４４】
この構成によれば、基準反射物として、光沢を有する光沢調整用基準反射物及び／又は非光沢性の色調整用基準反射物がそれぞれ個別に備えられるので、被検出物の光沢度に合わせて、光出力のベースを調整することができる。これにより、光沢度の影響による測定誤差を小さくすることができ、色調の検出精度を向上させることができる。
【００４５】
また、本発明に係るカラーセンサでは、前記投光手段は赤外線発光素子又は赤外線発光素子チップを更に備え、前記被検出物の色を検出しない場合は、前記赤外線発光素子又は前記赤外線発光素子チップを駆動させることを特徴としてもよい。
【００４６】
この構成によれば、投光手段には、赤外線発光素子又は赤外線発光チップが備えられていることから、被検出物の色に関係なく、赤外線光を反射する物質の量、その物質の付着状態などを検出することができる。
【００４７】
本発明に係るカラー複写機は、カラートナーをシートに転写することで被複写物の複製を行うカラー複写機において、前記被複写物の色調を検出するために本発明に係るカラーセンサが設けられており、複写時に取得された原画像データと、前記被複写物の色調の検出により前記カラーセンサで取得された色調データとを比較することによりカラートナー量の過不足を検出して前記カラートナーのドラムへの転写量を制御することを特徴とする。
【００４８】
この構成によれば、複写時に取得された原画像データと、被複写物の色調の検出によりカラーセンサで取得された色調データとを比較することによりカラートナー量の過不足を検出してカラートナーのドラムへの転写量を制御する機構におけるカラーセンサとして、本発明に係るカラーセンサを用いていることから、被複写物が基準位置からずれた場合であってもその距離に影響されずに被複写物の色調を検出することができ、このカラーセンサの出力に基づいてカラートナーのドラムへの転写量を制御するので、色調の再現性を高めて複写することができる。
【００４９】
また、本発明に係るカラー複写機では、前記ドラムに付着するカラートナーの濃度を検出するカラートナー濃度センサが更に備えられており、前記カラートナー濃度センサにより検出されたカラートナー濃度にも基づいてカラートナー転写量を制御することを特徴としてもよい。
【００５０】
この構成によれば、被複写物の色調を検出するカラーセンサからの出力のみならずカラートナー濃度にも基づいてカラートナーのドラムへの転写量を制御することから、カラートナー濃度により生じる複写物の色調ズレをも補正されるので、更に、色調の再現性を高くして複写することができる。
【発明の効果】
【００５１】
本発明に係るカラーセンサは、複数の波長の光を被検出物へ投光する投光手段と、被検出物からの反射光の受光量を検出すると共に受光面における反射光の受光位置を検出する受光手段と、受光手段で受光された各波長の光ごとに、受光位置に基づいて投光手段の光出力を調整し、被検出物の基準位置からの距離変化によって生じる受光量の変化を補償する光出力調整手段とを備えたものであり、被検出物に投光する光出力は、被検出物の基準位置からの距離変化により生じる受光量の変化が補償されるように光出力調整手段により調整されるので、被検出物が基準位置から移動してもその出力がその移動により変化することはなく、正確にその被検出物の色調を検出することができる。
【００５２】
また、距離変化よって生じる受光量の変化を補償する方法としては、被検出物と基準位置との距離変化があった場合に、単に、検出された受光量を補正して出力するのではなく、被検出物と基準位置との距離変化に基づいて光出力を変化させることにより、同じ色調の被検出物における受光量を一定とするものであることから、受光手段における受光量が低下することがないので、測定誤差を一定のレベルに抑えることができ、検出の信頼性を向上させることができる。
【００５３】
更に、投光手段は、複数の波長の光を投光するものであることから、被検出物の色調のバランスまで検出することができる。加えて、受光手段を、反射光の受光量を検出するための素子や、受光面における反射光の受光位置を検出するための素子などを組合せて構成するのではなく、受光量を検出すると共に受光面における受光位置を検出することができるものを用いることから、部品数を少なくすることができ、且つカラーセンサを小型にすることができる。
【００５４】
また、本発明に係るカラー複写機は、カラートナーをシートに転写することで被複写物の複製を行うカラー複写機において、被複写物の色調を検出するために本発明に係るカラーセンサが設けられ、そして、複写時に取得された原画像データと、被複写物の色調の検出によりカラーセンサで取得された色調データとを比較することによりカラートナー量の過不足を検出してカラートナーのドラムへの転写量を制御しており、被検出物の色調を検出するカラーセンサとしては、本発明に係るカラーセンサを用いていることから、被複写物が基準位置からずれた場合であってもその距離に影響されずに被複写物の色調を検出することができ、このカラーセンサの出力に基づいてカラートナーのドラムへの転写量を制御するので、色調の再現性を高めて複写することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００５６】
図１は、本発明の実施の形態に係るカラーセンサの使用状態を示し、図１（ａ）は側面視して光路を説明した説明図であり、図１（ｂ）は平面視して受光部における光スポットの移動状態を説明した説明図である。図２は、本発明の実施の形態に係るカラーセンサの回路の一例を示す回路ブロック図である。図３は、本発明の実施の形態に係るカラーセンサの回路の他の例を示した回路ブロック図である。図４は、発光素子の電流を制御する電流制御回路の概略図である。図５は、位置検出素子における光スポットの位置とカラーセンサの出力の関係を説明した説明図である。
【００５７】
本実施の形態に係るカラーセンサ１は、被検出物９０の基準位置からの距離変化による受光量の変化を補償して、被検出物９０の色調を検出するものである。例えば、カラー複写機により複写された複写物の色調を検出するセンサとして用いられる。
【００５８】
このカラーセンサ１は、被検出物９０（例えば、カラー複写された複写物）に複数の波長の光を投光する投光部（投光手段）１０と、被検出物９０からの反射光の受光量を検出すると共に受光面における反射光の受光位置を検出する受光部（受光手段）２０と、受光部２０で受光された各波長の光ごとに、受光位置に基づいて投光部１０の光出力を調整し、被検出物９０の基準位置からの距離変化によって生じる受光量の変化を補償する光出力調整手段４０とから主要部が構成されている。また、投光部１０と受光部２０は、投光部１０の投射方向と受光部２０の受光方向とを交差させて配置され、被検出物９０に投光した光を効率的に受光する構成となっている。
【００５９】
投光部１０は、白色発光素子１１Ｗとレンズ１２からなる。レンズ１２は、光を所定サイズのスポットで被検出物９０に投射するものである。また、白色発光素子１１Ｗの代わりに、赤色発光素子１１Ｒ、緑色発光素子１１Ｇ、及び青色発光素子１１Ｂにより投光部１０を構成してもよい（図６〜１１参照）。
【００６０】
このように投光部１０の光を単色光とするのではなく複数の波長からなるものとすることにより、被検出物９０の色調のバランスを検出することができる。特に、光の３原色である赤色、緑色、青色の光を用いた場合には、被検出物９０の色調のバランスを正確に検出することができる。
【００６１】
また、投光部１０は、光出力調整手段４０により光出力が調整される。具体的には、図２に示すように、光出力調整手段４０は、各波長の光ごとに、受光量を算出する受光量演算回路（受光量演算部）３２と、各波長の光ごとに、受光位置に基づいて被検出物の基準位置からの距離変化を算出する距離演算回路（距離演算部）３３と、受光量演算回路３２からの出力と距離演算回路３３からの出力より光出力の補正値を算出する補正値演算回路（補正値演算部）３４と、補正値に基づいて光出力を調整する光出力調整回路（光出力調整部）４１とからなる。光出力調整回路４１は、発光素子に流す電流量を定める駆動回路３５と、発光素子に流れる電流を制御する電流制御回路３６により構成されており、発光素子に流れる電流量の調整により光出力を調整するものである（図４参照）。具体的には、補正値演算回路３４により算出された補正値が駆動回路３５に入力され、この駆動回路３５からの出力により電流制御回路３６が制御され、発光素子に流れる電流が調整される（図２参照）。また、投光部１０が複数の発光素子から構成されている場合は、図３に示すように、発光素子ごとに、発光素子に流れる電流が調整される。
【００６２】
更に、投光部１０は、上記のように補正値演算回路３４からの補正値により光出力が調整される構成とされるだけでなく、これに加えて、所定の操作によって光出力のベースを調整できる機能（光出力ベース調整手段（図示省略））を備えることが好ましい。例えば、発光素子に直列的に接続される負荷として、トリマラブル抵抗が用いられ、このトリマラブル抵抗はカラーセンサ１のケース５０に設けられる。
【００６３】
この構成により、外側からの操作により光出力のベースの調整をすることができる。この光出力ベース調整手段によれば、発光素子の経時劣化により発光効率が低下した場合に、ケース５０に設けられたトリマラブル抵抗により簡単に光出力を初期状態の出力レベルに調整することができる。
【００６４】
また、所定の色調の基準反射物９１が、その色調のものとしてカラーセンサ１により検出されるようにカラーセンサ１の光出力を調整する場合においても、光出力ベース調整手段が用いられる。具体的には、基準反射物９１をカラーセンサ１から所定距離を隔てて配置した状態で所定出力（カラーセンサ１の出力）がでるように、トリマラブル抵抗により光出力が調整される。
【００６５】
基準反射物９１は、投光部１０の光の波長ごとに対応した色のものを揃えて、個々のカラーセンサ１に固有のものとして装備しておくことが好ましい。このようにすれば、発光素子の経時劣化により発光効率が低下した場合であっても、基準反射物９１を検出した状態で所定出力がでるように光出力を調整することで、簡単に、各色ごとにカラーセンサ１を基準状態に戻すことができる。
【００６６】
更に、基準反射物９１としては、光沢を有するもの（光沢調整用基準反射物）と、非光沢であるもの（色調整用基準反射物）を備えておくことが好ましい。すなわち、同じ色調の被検出物９０であっても光沢度によって被検出物９０の表面で反射される光量が異なり、光沢のある被検出物９０と非光沢性の被検出物９０とでは出力のベースレベルが異なることから、それぞれ個別に基準となる基準反射物９１を備えておくことで、被検出物９０の光沢度に合わせて、光出力を調整することができる。これにより、光沢度の影響による測定誤差を小さくすることができるので、色調の検出精度を向上させることができる。
【００６７】
また、投光部１０は、白色発光素子１１Ｗ、赤色発光素子１１Ｒ、緑色発光素子１１Ｇ、青色発光素子１１Ｂなどの可視光発光素子だけで構成するのではなく、更に、赤外線発光素子を備え、被検出物９０の色調を検査しない場合には、赤外線発光素子のみを駆動させるようにしてもよい。例えば、複写機によって複写されたシートのトナー付着状態を検出する場合においては、赤外線発光素子のみを駆動させてもよい。このような構成によれば、トナーの色に関係なく、赤外線光を反射するトナーの付着状態（付着量や表面状態）を検出することができる。すなわち、赤色発光素子１１Ｒを駆動させた場合は赤色トナーのみの付着状態が検出されるが、赤外線発光素子を用いた場合には、トナーの色に関係なく、シートに付着されたトナーの付着状態を検出することができる。
【００６８】
受光部２０は、各波長の光ごとに、受光量を検出するものであって、且つ、受光面における光のスポット（光スポット９８）の位置（受光位置）を検出するものである。具体的には、受光部２０は、光を集光するレンズ１２と、受光量を検出すると共に受光面における光スポット９８の受光位置を検出する、位置検出受光素子からなる。位置検出受光素子としては、位置検出素子２１や受光素子アレイ（図示省略）が挙げられる。位置検出素子２１とは、例えば、ＰＳＤ（position sensitive device）である。受光素子アレイとは、例えば、複数の受光面を備えたフォトダイオード、複数の受光面を備えたフォトトランジスタなどである。
【００６９】
また、位置検出素子２１又は受光素子アレイは、投光部１０からの光を波長ごとに検出するように、光の波長ごとに、受光のタイミングが制御されている。
【００７０】
例えば、投光部１０が、赤色発光素子１１Ｒ、緑色発光素子１１Ｇ、及び青色発光素子から構成されており、他方、受光部２０が１つの位置検出素子２１により構成されている場合は、被検出物９０に投光するタイミングを各波長の光ごとにずらし、位置検出素子２１においては、そのタイミングに同調して光を検出するようになっている。
【００７１】
このような構成によれば、異なる波長の光を１つの位置検出素子２１により個別に検出することができ、光の波長ごとに位置検出素子２１を設ける必要がないので、カラーセンサ１を小型にすることができる。
【００７２】
なお、白色発光素子１１Ｗを用いる場合は、波長ごとにタイミングをずらして発光させることができないので、白色光を分光器により分光し、それぞれの波長の光をそれぞれに対応した位置検出素子２１又は受光素子アレイで受光する構成とされる。ここで、分光器（図示省略）の配置は、白色発光素子１１Ｗの前面でもよいし、又は、位置検出素子２１若しくは受光素子アレイの前面でもよい。
【００７３】
また、発光部１０が、赤色発光素子１１Ｒ、緑色発光素子１１Ｇ、及び青色発光素子１１Ｂにより構成されている場合であっても、受光部２０を、各発光素子に対応した複数の位置検出素子２１により構成してもよい。このような構成により、被検出物９０の色調を３原色の各色の要素に分離して検出することができる。また、同時に各波長の光を検出することができるので、検出時間を短縮することができる。
【００７４】
受光部２０に用いられる位置検出素子２１としては、光スポット９８の一方向の位置変化を検出する１次元位置検出素子と、光スポット９８の平面上の位置変化を検出する２次元位置検出素子とがある。位置検出素子２１として１次元位置検出素子を用いた場合は、演算に容易な１次元データとして出力されることから、被検出物９０の基準位置からの距離変化についての計算が単純となり、後述する受光量演算回路３２、距離演算回路３３、補正値演算回路３４などの演算回路の構成を簡単なものとすることができる。また、位置検出素子２１として２次元位置検出素子を用いた場合は、被検出物９０の基準位置からの距離変化と被検出物９０の傾き変化とを示す２次元データが出力されるので、被検出物９０の基準位置からの距離変化のみならず被検出物９０の傾き変化をも考慮して、投光部１０の光出力を調整することができる。以下、１次元位置検出素子及び２次元位置検出素子について、それぞれ説明する。
【００７５】
１次元位置検出素子は、一方向に長い受光面と、長手方向の一端縁から光スポット９８までの距離に従って出力を増大させる出力端子と、長手方向の他端縁から光スポット９８までの距離に従って出力を増大させる出力端子とから構成されている。その特性は、各出力端子の出力をＩ１とＩ２とすると、図５に示すように、光スポット９８が受光面の中心に投射されている場合は、Ｉ１とＩ２の出力（又は相対出力）が略等しくなり、光スポット９８がどちらか一方の端縁側にずれると、一方の出力が増大し、他方の出力は減少するようになっている。
【００７６】
ここで、１次元位置検出素子の出力Ｉ１とＩ２の演算について説明する。出力Ｉ１とＩ２は、増幅器３１によりそれぞれ増幅され、受光量演算回路３２によりその和Ｉ１＋Ｉ２が算出されると共に、距離演算回路３３によりその比Ｉ１／Ｉ２が算出される。Ｉ１＋Ｉ２は、光スポット９８の光量、すなわち、被検出物９０からの反射光の受光量（被検出物９０の色調）を示すものであり、光の波長ごとに算出され、波長ごとに出力される。したがって、波長ごとに出力値に基づいてその比率を算出することにより、被検出物９０の色調が把握されることとなる。また、算出されたＩ１＋Ｉ２とＩ１／Ｉ２は、補正値演算回路３４に入力され、発光素子の光出力の補正値が算出される。
【００７７】
Ｉ１／Ｉ２は、受光面における光スポット９８の位置を示すのものである。光スポット９８の位置は、被検出物９０と基準位置との距離に従って略比例して移動するので、三角測距法により、受光面の中心位置に対する光スポット９８の位置変化から、被検出物９０と基準位置からの距離変化が算出される。ここで、基準位置とは、被検出物９０の検出の際における基準となる位置であり、例えば、基準反射物９１をカラーセンサ１に対して配置する位置が基準位置となる。
【００７８】
補正値演算回路３４では、入力されるＩ１＋Ｉ２と、Ｉ１／Ｉ２と、予め取得された補正データとから補正値が算出される。補正データは、基準位置からの距離変化により生じる受光量の変化と、この受光量の変化を補償する、発光素子への電流の増減量との関係を示したものである。すなわち、補正値演算回路３４においては、Ｉ１／Ｉ２から基準位置からの距離変化を算出し、補正データを参照して、この距離変化により生じる受光量の変化と、この受光量の変化を補償する発光素子への電流量の増減量が導き出され、場合によっては、Ｉ１＋Ｉ２によってその電流量の増減量が修正されて、補正値が導き出される。
【００７９】
算出された補正値は駆動回路３５に入力され、電流調整回路３６により発光素子に流れる電流が調整される。これにより、被検出物９０と基準位置との距離変化から生じる受光量の変化が補償される。例えば、被検出物９０の距離が基準位置よりも離れた場合は、基準位置に配置した場合に出力される値と同一の値が出力されるように、発光素子に流れる電流が増大するように調整される。また、被検出物９０の距離が基準位置よりも近づいた場合は、基準位置に配置した場合に出力される値と同一の値が出力されるように、発光素子に流れる電流が減少するように調整される。
【００８０】
すなわち、このような光出力の調整によれば、受光部２０により被検出物９０の距離変化を検出すると共に、距離変化に基づく受光量の変化を補償するように投光部１０の光出力を調整するので、被検出物９０が基準位置から移動しても、カラーセンサ１による出力値が変化することがなくなり、正確にその被検出物９０の色調を検出することができる。
【００８１】
ところで、投光部１０が、波長の異なる複数の発光素子で構成されており、受光部２０が１つの１次元位置検出素子により構成されている場合は、上記に示したように、被検出物９０に投光するタイミングを各波長の光ごとにずらすと共に、位置検出素子２１においては、そのタイミングに同調して光を検出するようになっているが、この構成と同様に、受光量演算回路３２と距離演算回路３３を、このタイミングに同調して切替て駆動する構成としてもよい。
【００８２】
このような構成によれば、複数の波長を検出する場合でも、１組の受光量演算回路３２と距離演算回路３３だけで各波長の光について演算を行うことができ、波長ごとにこのような演算回路を設ける必要がないので、その分、カラーセンサ１を小型化することができる。
【００８３】
また、投光部１０が、波長の異なる複数の発光素子で構成されている場合は、各波長の光の受光量Ｉ１＋Ｉ２はそれぞれ演算する必要があるが、被検出物９０と基準位置との距離変化に関しては、各波長の光で演算する必要がないので、この距離変化の検出を行う場合（つまり、Ｉ１／Ｉ２の演算を行うタイミングのとき）は、いずれか１つの発光素子のみを駆動させるようにしてもよい。
【００８４】
このようにすれば、被検出物９０の基準位置からの距離変化の検出において発光素子それぞれを駆動させるのではなく１つの発光素子を駆動させることから、各波長の光ごとにはＩ１／Ｉ２の演算が行われないので、その分、被検出物９０の距離変化の検出時間（演算時間）を短縮することができ、この結果、色調の検出を短時間で行うことができる。
【００８５】
また、１次元位置検出素子の内部に、Ｉ１及びＩ２を増幅する増幅器３１，３１、Ｉ１＋Ｉ２の演算を行う受光量演算回路３２、Ｉ１／Ｉ２の演算を行う距離演算回路３３などの回路を構成するＩＣチップを搭載して、１つの素子としてもよい。或いは、１次元位置検出素子の主要部である１次元位置検出素子チップに、Ｉ１及びＩ２を増幅する増幅器３１，３１、Ｉ１＋Ｉ２の演算を行う受光量演算回路３２、Ｉ１／Ｉ２の演算を行う距離演算回路３３などの回路を形成して、１チップ化してもよい。このような構成にすれば、全体としてカラーセンサ１を小型にすることができる。
【００８６】
次に、位置検出素子２１として２次元位置検出素子を用いた例を説明する。２次元位置検出素子は、略正方形（又は矩形）の受光面と、一方向（以下、Ｘ方向ともいう。）の一端縁から光スポット９８までの距離に従って出力を増大させる出力端子と、Ｘ方向の他端縁から光スポット９８までの距離に従って出力を増大させる出力端子と、Ｘ方向に直交する方向（以下、Ｙ方向という。）の一端縁から光スポット９８までの距離に従って出力を増大させる出力端子と、Ｙ方向の他端縁から光スポット９８までの距離に従って出力を増大させる出力端子と、から構成されている。各出力端子の出力の和は受光量を示し、カラーセンサ１の出力とされる。
【００８７】
各出力端子のうち光スポット９８のＸ方向の移動により出力を変化させる出力端子からの出力をＩ１ｘとＩ２ｘとし、光スポット９８のＹ方向の移動により出力を変化させる出力端子からの出力をＩ１ｙ、Ｉ２ｙとすると、各出力は、増幅器３１によりそれぞれ増幅され、受光量演算回路３２によりその和Ｉ１ｘ＋Ｉ２ｘ＋Ｉ１ｙ＋Ｉ２ｙが算出されると共に、距離演算回路３３によりその比Ｉ１ｘ／Ｉ２ｘ、Ｉ１ｙ／Ｉ２ｙが算出される。また、Ｉ１ｘ＋Ｉ２ｘ＋Ｉ１ｙ＋Ｉ２ｙ、Ｉ１ｘ／Ｉ２ｘ、Ｉ１ｙ／Ｉ２ｙとが補正値演算回路３４に入力され、発光素子の光出力の補正値が算出される。
【００８８】
Ｉ１ｘ＋Ｉ２ｘ＋Ｉ１ｙ＋Ｉ２ｙは、スポット９８の光量、すなわち、被検出物９０からの反射光の受光量（被検出物９０の色調）を示すものである。Ｉ１ｘ／Ｉ２ｘは、受光面における光スポット９８のＸ方向の位置を示すのものであり、Ｉ１ｙ／Ｉ２ｙは、受光面における光スポット９８のＹ方向の位置を示すのものであり、いずれか一方の値は、被検出物９０の基準位置からの距離変化を示すものであり、他方は、被検出物９０の傾き変化を示すものである。補正値演算回路３４では、入力されるＩ１ｘ＋Ｉ２ｘ＋Ｉ１ｙ＋Ｉ２ｙと、Ｉ１ｘ／Ｉ２ｘと、Ｉ１ｙ／Ｉ２ｙと、予め取得された補正データとから補正値が算出される。補正データは、基準位置からの距離変化及び基準状態からの傾き変化により生じる受光量の変化と、この受光量の変化を補償する、発光素子への電流の増減量との関係を示したものである。
【００８９】
算出された補正値は、駆動回路３５に入力され、電流調整回路３６により発光素子に流れる電流が調整され、被検出物９０と基準位置との距離変化から生じる受光量の変化が補償される。
【００９０】
このような光出力の調整によれば、受光部２０により被検出物９０の距離変化及び傾き変化を検出し、距離変化及び傾き変化に基づく受光量の変化を補償するように投光部１０の光出力が調整されるので、被検出物９０が基準位置から移動しても、カラーセンサ１による出力値が変化することがなくなり、正確にその被検出物９０の色調を検出することができる。
【００９１】
なお、上記では、位置検出素子２１として２次元位置検出素子を用いて、受光部２０により被検出物９０の距離変化及び傾き変化を検出し、投光部１０の光出力を調整する構成を示したが、２次元位置検出素子を用いる代わりに、１次元位置検出素子チップ又は１次元受光素子アレイチップを並置したものを用いてもよい。このような構成でも、反射光の光スポット９８の位置を２次元的に捉えることができるので、被検出物の基準位置からの距離変化のみならず被検出物の傾き変化をも考慮して、投光手段の光出力を調整することができる。
【００９２】
次に、位置検出受光素子として、１次元受光素子アレイ（図示省略）を用いた例を説明する。
【００９３】
１次元受光素子アレイは、複数の受光面が１列に配列されたものであって、各受光面で受けた受光量に相当する値を各受光面に対応する出力端子からそれぞれ出力するものである。そして、１次元受光素子アレイでは、各出力端子からの各出力値を比較して、受光量が最も大きい受光面を選出されてその位置を特定され、これにより、光スポット９８の位置が検出され、この位置に基づいて被検出物９０と基準位置との距離変化が算出される。
【００９４】
ここで、１次元受光素子アレイにおける出力の演算について説明する。各受光面に対応する出力端子からの出力をそれぞれＩａ、Ｉｂ、・・とすると、各出力Ｉａ、Ｉｂ、・・は増幅器３１によりそれぞれ増幅され、受光量演算回路３２によりその和Ｉａ＋Ｉｂ＋・・が算出されると共に、距離演算回路３３により各出力Ｉａ、Ｉｂ・・のうちで最大値が選出され、この最大値をとる受光面が特定され、受光位置を示す位置パラメータが割り当てられる。Ｉａ＋Ｉｂ＋・・は、光スポット９８の光量、すなわち、被検出物９０からの反射光の受光量（被検出物９０の色調）を示すものであり、光の波長ごとに算出され、波長ごとに出力される。したがって、波長ごとに出力値に基づいてその比率を算出することにより、被検出物９０の色調が把握されることとなる。また、算出されたＩａ＋Ｉｂ＋・・と位置パラメータは、補正値演算回路３４に入力され、発光素子の光出力の補正値が算出される。
【００９５】
補正値演算回路３４では、入力されるＩａ＋Ｉｂ＋・・と、位置パラメータと、予め取得された補正データとから補正値が算出される。補正データは、基準位置からの距離変化により生じる受光量の変化と、この受光量の変化を補償する、発光素子への電流の増減量との関係を示したものである。算出された補正値は、駆動回路３５に入力され、電流調整回路３６により発光素子に流れる電流が調整され、被検出物９０と基準位置との距離変化から生じる受光量の変化が補償される。
【００９６】
このような光出力の調整によれば、受光部２０により被検出物９０の距離変化を検出すると共に、距離変化に基づく受光量の変化を補償するように投光部１０の光出力が調整されるので、被検出物９０が基準位置から移動しても、カラーセンサ１による出力値が変化することがなくなり、正確にその被検出物９０の色調を検出することができる。
【００９７】
位置検出受光素子として、２次元受光素子アレイを用いた場合でも、１次元受光素子アレイと同様に、被検出物９０の基準位置からの移動に影響されず、正確に被検出物９０の色調を検出することができる。
【００９８】
以上のカラーセンサ１によれば、被検出物９０に投光する光出力は、被検出物９０の基準位置からの距離変化により生じる受光量の変化が補償されるように光出力調整手段４０により調整されることから、被検出物９０が基準位置から移動しても、出力値がその移動により変化することはないので、正確にその被検出物９０の色調を検出することができる。
【００９９】
また、距離変化よって生じる受光量の変化を補償する方法としては、被検出物９０と基準位置との距離変化があった場合に、単に、検出された受光量を補正して出力するのではなく、被検出物９０と基準位置との距離変化に基づいて光出力を変化させて受光量を一定とするものであることから、受光部２０における光量が低下することがないので、測定誤差を一定のレベルに抑えることができ、検出の信頼性を向上させることができる。
【０１００】
更に、投光部１０は、複数の波長の光を投光するものであることから、被検出物の色調のバランスまで検出することができる。加えて、受光部２０を、反射光の受光量を検出するための素子や、受光面における反射光の受光位置を検出するための素子などを組合せて構成するのではなく、受光量を検出すると共に受光面における受光位置を検出することができる位置検出素子２１や受光素子アレイを用いることから、部品数を少なくすることができ、且つカラーセンサ１を小型にすることができる。
【０１０１】
次に、カラーセンサ１の種々の形態について図６乃至図１１を参照して説明する。
【０１０２】
図６は、３種類のセンサを並置して構成されたカラーセンサの概略図である。なお、図６では、レンズ、光フィルタなどの光学系部品、及び光出力調整手段を構成する部品は省略して図示してある。
【０１０３】
本例のカラーセンサ１は、検出する光が異なる３個のカラーセンサ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂからなる。具体的には、赤色の光を検出する赤色カラーセンサ１Ｒと、緑色の光を検出する緑色カラーセンサ１Ｇと、青色の光を検出する青色カラーセンサ１Ｂとを並列させて構成されている。
【０１０４】
各色カラーセンサ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは、特定の光を検出するものであって、１個の発光素子と１個の位置検出素子２１（又は受光素子アレイ）から構成されている。具体的には、赤色カラーセンサ１Ｒは、赤色発光素子１１Ｒと赤色用位置検出素子２１Ｒとから構成され、緑色カラーセンサ１Ｇは、緑色発光素子１１Ｇと緑色用位置検出素子２１Ｇとから構成され、青色カラーセンサ１Ｂは、青色発光素子１１Ｂと青色用位置検出素子２１Ｂとから構成されている。各色カラーセンサ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの具体的な構成は、上記のカラーセンサ１の構成と同様である。
【０１０５】
このような構成によれば、カラーセンサ１は、特定の色を検出するカラーセンサ１を組合せて構成されるので、被検出物９０の色調に応じたカラーセンサ１を容易に組立てることができる。
【０１０６】
図７は、３種類の発光素子と１個の位置検出素子からなるカラーセンサを示し、図７（ａ）は各発光素子の並びを位置検出素子の長手方向と一致させたカラーセンサの概略図であり、図７（ｂ）は各発光素子の並びを位置検出素子の長手方向と直交する方向としたカラーセンサの概略図であり、図７（ｃ）は各発光素子を三角形状に配置した構成としたカラーセンサの概略図である。なお、図７では、レンズ、光フィルタなどの光学系部品、及び光出力調整手段を構成する部品は省略して図示してある。
【０１０７】
本例のカラーセンサ１は、１つの基板上の一端側に３種類の発光素子（赤色発光素子１１Ｒ、緑色発光素子１１Ｇ、青色発光素子１１Ｂ）が配置され、他端側に位置検出素子２１（又は受光素子アレイ）が配置されて構成されている。
【０１０８】
各発光素子の配置は、被検出物９０の形態によって適した配置とされる。例えば、図７（ａ）に示すにように、各発光素子の並びを位置検出素子２１の長手方向と一致させてもよいし、図７（ｂ）に示すように、各発光素子の並びを位置検出素子２１の長手方向と直交する方向としてもよいし、図７（ｃ）に示すように、各発光素子を三角形の頂点に位置するように配置してもよい。
【０１０９】
また、この構成の場合は、光を受光する位置検出素子２１が共通であるため、被検出物９０の色調を検出する場合においては、各波長の光ごとにタイミングをずらして発光させて、このタイミングに同調させて各波長の光が検出される。
【０１１０】
このような構成によれば、各色の光を検出する位置検出素子２１は共通としてあるので、その分、カラーセンサ１を小型にすることができる。
【０１１１】
図８は、３原色発光素子と１個の位置検出素子からなるカラーセンサを示し、図８（ａ）は３原色発光素子の各発光素子チップの並びを位置検出素子の長手方向と一致させたカラーセンサの概略図であり、図８（ｂ）は３原色発光素子の各発光素子チップの並びを位置検出素子の長手方向と直交する方向としたカラーセンサの概略図であり、図８（ｃ）は３原色発光素子の各発光素子チップを三角形状に配置した構成としたカラーセンサの概略図である。なお、図８では、レンズ、光フィルタなどの光学系部品、及び光出力調整手段を構成する部品は省略して図示してある。
【０１１２】
本例のカラーセンサ１は、１つの基板上の一端側に、３原色発光素子１１Ｔが配置され、他端側に位置検出素子２１（又は受光素子アレイ）が配置されて構成されている。３原色発光素子１１Ｔは、３種類の発光素子チップ（赤色発光素子チップ１３Ｒ、緑色発光素子チップ１３Ｇ、青色発光素子チップ１３Ｂ）が１つのパッケージに収納された発光素子である。
【０１１３】
３原色発光素子１１Ｔにおける各発光素子チップの配置は、被検出物９０の形態によって適した配置とされる。例えば、図８（ａ）に示すにように、各発光素子チップの並びを位置検出素子２１の長手方向と一致させてもよいし、図８（ｂ）に示すように、各発光素子チップの並びを位置検出素子２１の長手方向と直交する方向としてもよいし、図８（ｃ）に示すように、各発光素子チップを三角形の頂点に位置するように配置してもよい。
【０１１４】
また、この構成の場合は、光を受光する位置検出素子２１が共通であるため、被検出物９０の色調を検出する場合においては、各波長の光ごとにタイミングをずらして発光させて、このタイミングに同調させて各波長の光が検出される。
【０１１５】
このような構成によれば、投光部１０を１個の発光素子で構成することができるので、部品数を少なくすることができる。
【０１１６】
図９は、３個の発光素子チップと１個の位置検出素子チップを１つのパッケージに収納したカラーセンサを示し、図９（ａ）は各発光素子チップの並びを位置検出素子チップの長手方向と一致させたカラーセンサの概略図であり、図９（ｂ）は各発光素子チップの並びを位置検出素子チップの長手方向と直交する方向としたカラーセンサの概略図であり、図９（ｃ）は各発光素子チップを三角形状に配置した構成としたカラーセンサの概略図である。なお、図９では、レンズ、光フィルタなどの光学系部品、及び光出力調整手段を構成する部品は省略して図示してある。
【０１１７】
本例のカラーセンサ１は、１つのステム５１上の一端側に３種類の発光素子チップ（赤色発光素子チップ１３Ｒ、緑色発光素子チップ１３Ｇ、青色発光素子チップ１３Ｂ）が配置され、他端側に位置検出受光素子チップ、例えば、位置検出素子チップ２２又は受光素子アレイチップが配置されて構成されている。
【０１１８】
各発光素子の配置は、被検出物９０の形態によって適した配置とされる。例えば、図９（ａ）に示すにように、各発光素子チップの並びを位置検出素子チップ２２の長手方向と一致させてもよいし、図９（ｂ）に示すように、各発光素子チップの並びを位置検出素子チップ２２の長手方向と直交する方向としてもよいし、図９（ｃ）に示すように、各発光素子チップを三角形の頂点に位置するように配置してもよい。
【０１１９】
また、この構成の場合は、光を受光する位置検出素子チップ２２が共通であるため、被検出物９０の色調を検出する場合においては、各波長の光ごとにタイミングをずらして発光させて、このタイミングに同調させて各波長の光が検出される。
【０１２０】
このような構成によれば、全体を１個の素子で構成することができるので、カラーセンサ１を小型にすることができる。また、本例の構成の場合は、位置検出素子チップ２２に、Ｉ１及びＩ２を増幅する増幅器３１，３１、Ｉ１＋Ｉ２の演算を行う受光量演算回路３２、Ｉ１／Ｉ２の演算を行う距離演算回路３３などを形成してもよい。このような構成にすれば、更に、全体としてカラーセンサ１を小型にすることができる。
【０１２１】
図１０は、１個の発光素子チップと１個の位置検出素子チップを１つのパッケージに収納した素子を３個並置して構成されたカラーセンサの概略図である。なお、図１０では、レンズ、光フィルタなどの光学系部品、及び光出力調整手段を構成する部品は省略して図示してある。
【０１２２】
本例のカラーセンサ１は、検出する光が異なる３個の個別の検出素子（特定の色を検出する素子）からなる。具体的には、赤色の光を検出する赤色検出素子と、緑色の光を検出する緑色検出素子と、青色の光を検出する青色検出素子とを並列させて構成されている。
【０１２３】
各色検出素子は、１個の矩形ステム５１上の一端側に１個の発光素子チップが配置され、他端側に１個の位置検出素子チップ２２（又は受光素子アレイチップ）が配置されて構成されている。具体的には、赤色検出素子は、赤色発光素子チップ１３Ｒと位置検出素子チップ２２Ｒとから構成され、緑色検出素子は、緑色発光素子チップ１３Ｇと位置検出素子チップ２２Ｇとから構成され、青色検出素子は、青色発光素子チップ１３Ｂと位置検出素子チップ２２Ｂとから構成されている。
【０１２４】
このような構成によれば、カラーセンサ１は個別の独立した検出素子から構成されるので、被検出物９０の色調に応じたカラーセンサ１を容易に組立てることができる。また、各構成要素は素子からなるので、カラーセンサ１を小型にすることができる。
【０１２５】
図１１は、３個の発光素子チップと３個の位置検出素子チップを１つのパッケージに収納したカラーセンサの概略図である。なお、図１１では、レンズ、光フィルタなどの光学系部品、及び光出力調整手段を構成する部品は省略して図示してある。
【０１２６】
本例のカラーセンサ１は、１個の矩形ステム５１上の一端側に３種類の発光素子チップ（赤色発光素子チップ１３Ｒ、緑色発光素子チップ１３Ｇ、青色発光素子チップ１３Ｂ）が配置され、他端側に３種類の位置検出素子チップ２２（赤色位置検出素子チップ２２Ｒ、緑色位置検出素子チップ２２Ｇ、青色位置検出素子チップ２２Ｂ）が配置されて構成されている。
【０１２７】
３個の発光素子チップ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂの並び方向は、３個の位置検出素子チップ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂの並び方向と同一方向とされ、且つ、その発光素子チップ同士の間隔は、位置検出素子チップ同士の間隔と同一とされている。この配置により、各発光素子チップからの光が、対向する位置検出素子チップ２２に効率的に検出されるようになっている。
【０１２８】
このような構成によれば、同時に３種類の色を検出することができるので、短時間で被検出物９０の色調を検出することができる。また、３種類の発光素子チップ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ及び３個の位置検出素子チップ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂを１つのパッケージに収納しているので、カラーセンサ１を小型にすることができる。
【０１２９】
ところで、以上に説明した種々の形態のカラーセンサ１は、カラー複写機によって複写された複写物の色調を検出するセンサとして用いてもよい。
【０１３０】
例えば、カラートナーをシートに転写することで被複写物の複写を行うカラー複写機において、上記のカラーセンサは、複写物が所定の色調で複写されているか検出するためのセンサとして用いられる。
【０１３１】
さらに、カラー複写機においては、カラーセンサ１を用いて、被複写物が所定の色調で複写されるようにカラートナーを制御するようにしてもよい。
【０１３２】
具体的には、カラー複写機において、カラーセンサ１は、被複写物であるシートの搬送経路に沿って配置され、そして、カラー複写機によって所定の色調のシートを複写する場合において、複写時に取得された原画像データと、カラーセンサ１により取得された被複写物の色調データとを比較することにより色ずれを検出してカラートナー量の過不足を算出し、カラートナーのドラムへの転写量を制御するように、構成されている。
【０１３３】
このようなカラー複写機によれば、複写する際において被複写物が搬送経路に沿って搬送される場合において、基準位置からずれる場合であっても、上記のカラーセンサにより、基準位置からのずれに影響されずに被複写物の色調を検出することができ、そして、検出された色調と原画像データとを比較することにより色ずれを検出して、カラートナーのドラムへの転写量を制御するので、色調の再現性を高くして複写することができる。
【０１３４】
また、カラートナーの転写量の制御において、カラーセンサと共に、ドラムに付着するカラートナーの濃度を検出するカラートナー濃度センサを用い、カラーセンサによる色ずれの検出に基づいて算出されるカラートナー量の過不足のみならず、カラートナー濃度センサにより検出されたカラートナーの濃度のデータを考慮して、カラートナーのドラムへの転写量を制御してもよい。
【０１３５】
このような構成によれば、被複写物の色調を検出するカラーセンサからの出力のみならずカラートナー濃度にも基づいてカラートナーのドラムへの転写量を制御することから、カラートナー濃度により生じる色調ズレが補正されるので、更に、色調の再現性を高くして複写することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本発明の実施の形態に係るカラーセンサの使用状態を示し、図１（ａ）は側面視して光路を説明した説明図であり、図１（ｂ）は平面視して受光部における光スポットの移動状態を説明した説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るカラーセンサの回路の一例を示す回路ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るカラーセンサの回路の他の例を示した回路ブロック図である。
【図４】発光素子の電流を制御する電流制御回路の概略図である。
【図５】位置検出素子における光スポットの位置とカラーセンサの出力の関係を説明した説明図である。
【図６】３種類のセンサを並置して構成されたカラーセンサの概略図である。
【図７】３種類の発光素子と１個の位置検出素子からなるカラーセンサを示し、図７（ａ）は各発光素子の並びを位置検出素子の長手方向と一致させたカラーセンサの概略図であり、図７（ｂ）は各発光素子の並びを位置検出素子の長手方向と直交する方向としたカラーセンサの概略図であり、図７（ｃ）は各発光素子を三角形状に配置した構成としたカラーセンサの概略図である。
【図８】３原色発光素子と１個の位置検出素子からなるカラーセンサを示し、図８（ａ）は３原色発光素子の各発光素子チップの並びを位置検出素子の長手方向と一致させたカラーセンサの概略図であり、図８（ｂ）は３原色発光素子の各発光素子チップの並びを位置検出素子の長手方向と直交する方向としたカラーセンサの概略図であり、図８（ｃ）は３原色発光素子の各発光素子チップを三角形状に配置した構成としたカラーセンサの概略図である。
【図９】３個の発光素子チップと１個の位置検出素子チップを１つのパッケージに収納したカラーセンサを示し、図９（ａ）は各発光素子チップの並びを位置検出素子チップの長手方向と一致させたカラーセンサの概略図であり、図９（ｂ）は各発光素子チップの並びを位置検出素子チップの長手方向と直交する方向としたカラーセンサの概略図であり、図９（ｃ）は各発光素子チップを三角形状に配置した構成としたカラーセンサの概略図である。
【図１０】１個の発光素子チップと１個の位置検出素子チップを１つのパッケージに収納した素子を３個並置して構成されたカラーセンサの概略図である。
【図１１】３個の発光素子チップと３個の位置検出素子チップを１つのパッケージに収納したカラーセンサの概略図である。
【符号の説明】
【０１３７】
１            カラーセンサ
１０          投光部
１１Ｗ        白色発光素子、１１Ｒ  赤色発光素子、１１Ｇ  緑色発光素子、
１１Ｂ        青色発光素子、１１Ｔ  ３原色発光素子
１３Ｒ        赤色発光素子チップ、１３Ｇ  緑色発光素子チップ、
１３Ｂ        青色発光素子チップ
２０          受光部
２１          位置検出素子、２２  位置検出素子チップ
３１          増幅器
３２          受光量演算回路（受光量演算部）
３３          距離演算回路（距離演算部）
３４          補正値演算回路（補正値演算部）
３５          駆動回路
３６          電流制御回路
４０          光出力調整手段
４１          光出力調整回路（光出力調整部）
９０          被検出物
９１          基準反射物
９８          光スポット
【図１】
2008261795.tif 000003
【図２】
2008261795.tif 000004
【図３】
2008261795.tif 000005
【図４】
2008261795.tif 000006
【図５】
2008261795.tif 000007
【図６】
2008261795.tif 000008
【図７】
2008261795.tif 000009
【図８】
2008261795.tif 000010
【図９】
2008261795.tif 000011
【図１０】
2008261795.tif 000012
【図１１】
2008261795.tif 000013