(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端ベルト上に転写されたトナー像を転写材上に形成する画像形成装置であって、
画像形成特性検出用のトナーパッチと位置検出用のトナーパッチを、前記無端ベルト上または前記転写材上に形成するトナーパッチ形成手段と、
前記画像形成特性検出用のトナーパッチに光を照射したときの反射光を検出する蓄積型センサからなる第１光検出手段と、
前記位置検出用のトナーパッチに光を照射したときの反射光に応じたフォトカレントをリアルタイムに出力する光センサと前記リアルタイムに出力されたフォトカレントを検出結果としての電圧に変換する回路とを含む第２光検出手段と、
前記第２光検出手段で検出した前記位置検出用のトナーパッチの検出タイミングに基づき、前記第１光検出手段の検出動作を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記トナーパッチ形成手段は、複数の前記画像形成特性検出用のトナーパッチと複数の前記位置検出用のトナーパッチとを形成し、前記複数の位置検出用のトナーパッチの夫々には、少なくとも１以上の前記画像形成特性検出用のトナーパッチが対応していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像形成装置において、前記トナーパッチ形成手段は、前記無端ベルト上または前記転写材上に、前記位置検出用のトナーパッチを画像形成特性検出用のトナーパッチ毎に形成し、前記制御手段は、前記第２光検出手段で検出した各位置検出用のトナーパッチの検出タイミングに基づき、前記第１光検出手段の検出動作を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２に記載の画像形成装置において、前記トナーパッチ形成手段は、前記無端ベルト上または前記転写材上に、前記位置検出用のトナーパッチを複数の画像形成特性検出用のトナーパッチ毎に形成し、前記制御手段は、前記第２光検出手段で検出した各位置検出用のトナーパッチの検出タイミングに基づき、前記第１光検出手段の検出動作を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記第１光検出手段は、可視光全体にわたるスペクトルを持つ光源と、３つ以上の分光特性をもつフィルタをそれぞれ備えた画素を有する蓄積型センサであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記第１光検出手段は、可視光全体にわたるスペクトルを持つ光源と、分光手段と、この分光手段により分光された光がそれぞれ入射する複数の画素からなる蓄積型センサであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記第１光検出手段は、３つ以上のそれぞれ異なる分光特性をもつ光源と、入射光の波長を制限するフィルタを設けない１つの以上の画素からなる蓄積型センサであり、前記蓄積型センサで反射光を検出すべき１つのトナーパッチにつき、前記複数の光源のうち１つの光源のみの点灯状態での蓄積型センサのトナーパッチからの反射光の検出を、全ての光源についてそれぞれ実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記位置検出用のトナーパッチの搬送方向の長さを前記画像形成特性検出用のトナーパッチの搬送方向の長さより短くし、前記位置検出用のトナーパッチと前記画像形成特性検出用のトナーパッチの間に、間隔をあけ前記無端ベルトまたは前記転写材からの反射光を前記第２光検出手段が受光できるようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記第１光検出手段と前記第２光検出手段を同一半導体基板上に形成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記画像形成特性検出用のトナーパッチは、前記無端ベルト上の単色のトナーパッチ、または、転写材上の単色または混色のトナーパッチであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記第１光検出手段から得られた信号に基づき、トナー像の濃度、階調性、色味の少なくとも一つの制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記第１及び第２光検出手段は、前記転写材の排出口と前記トナー像を転写材に定着させる定着手段との間に設置されていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式、静電記憶方式等の複写機、プリンタなどの画像形成装置に関し、特に、そのトナー像の濃度、階調性、色味の改善に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
図１３（ａ）はフォトダイオードを用いたトナーからの反射光を検出するセンサの例である。図１３（ｂ）はフォトダイオードの出力電流を電圧に変換する回路の例である。２０１はフォトダイオードであり、１０２は光源となるＬＥＤで、１０４は転写材１上に形成された検出対象のトナー像（以下トナーパッチという）である。トナーパッチからの反射光２０６はフォトダイオード２０１に入射しフォトカレントが発生する。フォトカレントは抵抗２０２により電圧Ｖ２０３に変換される。この電圧Ｖ２０３はトナー面の反射光量をリアルタイムに反映している。
【０００３】
図１４は従来の蓄積型のラインセンサの構成を示すブロック図である。２０４はセンサアレイ、２０５は読み出し回路、２０６はリセット回路である。２０７〜２０９，２２０は表面を遮光した画素（ダーク画素）である。２１０〜２１９は光に反応する画素である。２０７，２２０は端部に位置することによるセンサで特性のばらつきを吸収するダミー画素を兼ねる。ここでは簡単のため光に反応する画素が１０画素の例を示したが必要に応じて有効画素数は決定される。ダーク画素は前半に３ビット、後半に１ビットの例を示したものの、画素間の光の漏れこみ度合いや使用するシステムの要請によってビット数は増減される。
【０００４】
図１５は図１４に示す蓄積型ラインセンサの動作を示すタイミングチャートである。リセットパルス２２１によりセンサをリセットした後、リセットを解除し蓄積を開始する。蓄積の間、センサの蓄積容量（図示せず）は入射光量に応じたフォトカレントで充電される。ただし、遮光されたビットはセンサで発生する暗電流により蓄積容量が充電される。所定時間ｔａ蓄積後、転送パルス２２２によりセンサの出力は一括して読み出し回路２０５に転送され、読み出し回路２０５内のシフトレジスタによるシフトパルス２２３に基づき１画素ごとに出力信号２２４としてシリアルに出力される。この際、ダーク画素２０８に対応した出力を暗時出力の代表とし、それ以降の有効画素の出力から減算することにより、センサの暗電流による誤差分を補正した信号が得られる。
【０００５】
図１６を用いて、多色画像形成装置としてのカラーレーザプリンタの全体構成について、その概略を説明する。カラーレーザプリンタは、画像形成部において画像信号に基づいて形成される画像光により静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して可視画像を形成し、更に、このカラー可視画像を記録媒体である転写材へ転写し、ついでカラー可視画像を定着させるものである。画像形成部は、現像色の数だけ並置したステーション毎の感光ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ、一次帯電手段としての注入帯電手段７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ、現像手段８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ、トナーカートリッジ１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ、１１Ｋ、中間転写体１２、給紙部、転写部および定着部１３によって構成されている。
【０００６】
感光ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、アルミシリンダの外周に有機光導伝層を塗布して構成し、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されて回転するもので、駆動モータは感光ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋを画像形成動作に応じて反時計周り方向に回転させる。感光ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋへの露光光はスキャナ部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋから送られ、感光ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面に選択的に露光することにより、順次静電潜像が形成される。
【０００７】
一次帯電手段として、ステーション毎にイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の感光ドラムを帯電させるための４個の注入帯電器７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋを備え、各注入帯電器にはスリーブ７ＹＳ、７ＭＳ、７ＣＳ、７ＫＳが具備されている。
【０００８】
現像手段として、前記静電潜像を可視化するために、ステーション毎にイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の現像を行う４個の現像器８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋとを備え、各現像器にはスリーブ８ＹＳ、８ＭＳ、８ＣＳ、８ＣＫが設けられている。尚、各々の現像器は装置本体に対して脱着可能に取り付けられている。
【０００９】
中間転写体１２は、駆動ローラ１８ａ、および従動ローラ１８ｂ、１８ｃに張設された無端ベルト体であって、感光ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋに接触しており、カラー画像形成時に時計周り方向に回転し、各色用の一次転写ローラ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの作用によって順次転写を受ける。
【００１０】
給紙手段（給紙口）としての給紙カセット２または給紙トレー３には転写材１が収容されており、転写材１は給紙ローラ４および搬送ローラ２４などにより構成される搬送路２５を搬送されてレジストローラ２３に到達する。これはレジ前センサ１９によって検知される。
【００１１】
画像形成時には、レジ前センサ１９によって中間転写体１２上のカラー可視画像が転写領域に到達するタイミングを合わせられて、所定時間、転写材１の搬送を停止させる。転写材１がレジストローラ２３から転写領域に給紙され、中間転写体１２に２次転写ローラ９が接触して転写材１を挟持し搬送することにより転写材１に中間転写体１２上のカラー可視画像を同時に重畳転写する。
【００１２】
２次転写ローラ９は、中間転写体１２上にカラー可視画像を重畳転写している間は実線にて示すように中間転写体１２に当接させるが、印字処理終了時は、点線にて示す位置に離間する。
【００１３】
定着部１３は、転写材１を搬送させながら、転写されたカラー可視画像を定着させるものであり、図１６に示すように転写材１を加熱する定着ローラ１４と転写材１を定着ローラ１４に圧接させるための加圧ローラ１５とを備えている。定着ローラ１４と加圧ローラ１５は中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ１６、１７が内蔵されている。すなわち、カラー可視画像を保持した転写材１は定着ローラ１４と加圧ローラ１５により搬送されるとともに、熱および圧力を加えることによりトナーが転写材表面に定着される。
【００１４】
可視画像定着後の転写材１は、その後図示しない排出ローラによって図示しない排紙部に排出して画像形成動作を終了する。転写材１の定着部１３からの排紙は定着排紙センサ２０によって検知される。
【００１５】
クリーニング手段２１は、中間転写体１２上に形成された４色のカラー可視画像を転写材１に転写した後の廃トナーを蓄える。
【００１６】
色ずれ検出手段２２は、転写材１上に色ずれ検出パターンを形成し、各色間の主走査、副走査方向のずれ量を検出し、画像データを微調整することにより色ずれ低減させるようにフィードバックをかける。
【００１７】
前記画像形成装置を使用する際、環境の変化や長時間の使用による装置各部に変動が生じると、得られる画像の濃度や色度が変動してしまう。特に電子写真方式のカラー画像形成装置の場合、わずかな濃度変動でもカラーバランスが崩れてしまう恐れがあるので、常に一定の濃度、階調性、色味を保つ必要がある。
【００１８】
そこで、各色のトナーに対して絶対湿度に対応した数種類の露光量や現像バイアスなどのプロセス条件、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）などの階調補正手段をもち、図示しない温湿度センサによって測定された絶対湿度に基づいて、その時のプロセス条件や階調補正値を選択している。
【００１９】
また、使用中装置各部に変動が起こっても一定の濃度、階調性、色味（画像形成特性ということもできる）が得られるように、各色のトナーで濃度検知用のトナーパッチを中間転写体上に作成し、このトナーパッチを色ずれ検出手段２２と同等の位置に配置した光学センサで検知し、その結果より露光量、現像バイアスなどのプロセス条件にフィードバックをかけて濃度制御を行うことで安定した画像を得るようにしている。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、画像形成装置において安定した画像を得るため、従来例のセンサを用いて、定着後の紙上のトナーパッチの色味や中間転写体上のトナーパッチの濃度の検出を行うには次のような問題があった。
【００２１】
まず、図１３（ａ）に示すフォトダイオードを用いたセンサでは、受光部で発生するフォトカレントをそのままＩＶ（電流→電圧）変換しているため、十分Ｓ／Ｎの良いセンサ出力を得るための光量を確保することが難しい。トナーパッチからの乱反射光を用いて中間転写体上のトナー濃度の検出を行う場合、正反射光を除いた反射光を検出するため光量は減少する。また、γ補正のためには様々な反射率のトナーからの反射光を検出しなければならず、反射率の低いパッチも読む必要がありこの場合センサに入射する光量はさらに低くなる。
【００２２】
また、紙上のトナーの色味を検出するため、乱反射光をＲＧＢといったカラーフィルタを介して選択的に検出する場合、センサの１つの画素に入射する波長領域が制限されることにより光量はさらに低下する。また、回折格子等を用いて分光した光を検出する場合、センサの各画素にはより狭い波長領域の光が入射するため光量は大幅に減少してしまう。
【００２３】
ＩＶ変換用の抵抗値を大きくすれば電圧は大きく出来るものの、抵抗で発生するランダムノイズが増加したり、外来ノイズの影響を受けやすくなったりしてＳ／Ｎ的にはあまり改善できない。また、レンズを用いて集光すればセンサに入射する光量を増やすことができるものの、光学系が複雑になりコストアップしてしまうという問題がある。
【００２４】
一方、図１４に示す蓄積型のセンサを用いた場合、受光部で発生するフォトカレントを蓄積容量に蓄積し読み出すため、十分な光量が確保できなくても良好なＳ／Ｎが得られる。しかし、リアルタイムでの入射光量の変化は検出できないため、検出すべきトナーパッチの先頭位置検出ができない。このため、感光ドラムに検出用パッチの静電潜像を形成するタイミングからセンサの蓄積開始タイミングを決めなければならず、センサの検出エリアにトナーパッチが到着する時間バラツキを考慮して、大きなトナーパッチを形成する必要がある。従って、トナーの濃度を検出するため中間転写体上のトナーパッチを読む場合、トナーパッチのサイズを大きくすることにより検出時間が長くなりユーザビリティが低下したり、無駄なトナーが増加し経済性が低下するという問題が起こる。一方定着後の紙上のトナーパッチを読む場合、所定の紙サイズ内に打てるトナーパッチの数が少なくなってしまい、検出できる情報が少なくなり、該当する画像形成装置の色安定化制御の精度が低下してしまうという問題がある。
【００２５】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、少ない光量でトナーパッチのからの反射光をＳ／Ｎよく検出するとともに、トナーを無駄にすることなく、限られた時間、限られた中間転写体や転写材の長さの中でトナーパッチの色味や濃度を正確に検出することを可能とし色再現性のよい画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、画像形成装置を次の（１）ないし（１２）のとおりに構成する。
【００２７】
（１）無端ベルト上に転写されたトナー像を転写材上に形成する画像形成装置であって、
画像形成特性検出用のトナーパッチと位置検出用のトナーパッチを、前記無端ベルト上または前記転写材上に形成するトナーパッチ形成手段と、
前記画像形成特性検出用のトナーパッチに光を照射したときの反射光を検出する蓄積型センサからなる第１光検出手段と、
前記位置検出用のトナーパッチに光を照射したときの反射光に応じたフォトカレントをリアルタイムに出力する光センサと前記リアルタイムに出力されたフォトカレントを検出結果としての電圧に変換する回路とを含む第２光検出手段と、
前記第２光検出手段で検出した前記位置検出用のトナーパッチの検出タイミングに基づき、前記第１光検出手段の検出動作を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
（２）前記（１）に記載の画像形成装置において、前記トナーパッチ形成手段は、複数の前記画像形成特性検出用のトナーパッチと複数の前記位置検出用のトナーパッチとを形成し、前記複数の位置検出用のトナーパッチの夫々には、少なくとも１以上の前記画像形成特性検出用のトナーパッチが対応していることを特徴とする画像形成装置。
（３）前記（２）に記載の画像形成装置において、前記トナーパッチ形成手段は、前記無端ベルト上または前記転写材上に、前記位置検出用のトナーパッチを画像形成特性検出用のトナーパッチ毎に形成し、前記制御手段は、前記第２光検出手段で検出した各位置検出用のトナーパッチの検出タイミングに基づき、前記第１光検出手段の検出動作を制御することを特徴とする画像形成装置。
（４）前記（２）に記載の画像形成装置において、前記トナーパッチ形成手段は、前記無端ベルト上または前記転写材上に、前記位置検出用のトナーパッチを複数の画像形成特性検出用のトナーパッチ毎に形成し、前記制御手段は、前記第２光検出手段で検出した各位置検出用のトナーパッチの検出タイミングに基づき、前記第１光検出手段の検出動作を制御することを特徴とする画像形成装置。
（５）前記（１）ないし（４）のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記第１光検出手段は、可視光全体にわたるスペクトルを持つ光源と、３つ以上の分光特性をもつフィルタをそれぞれ備えた画素を有する蓄積型センサであることを特徴とする画像形成装置。
（６）前記（１）ないし（４）のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記第１光検出手段は、可視光全体にわたるスペクトルを持つ光源と、分光手段と、この分光手段により分光された光がそれぞれ入射する複数の画素からなる蓄積型センサであることを特徴とする画像形成装置。
（７）前記（１）ないし（４）のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記第１光検出手段は、３つ以上のそれぞれ異なる分光特性をもつ光源と、入射光の波長を制限するフィルタを設けない１つの以上の画素からなる蓄積型センサであり、前記蓄積型センサで反射光を検出すべき１つのトナーパッチにつき、前記複数の光源のうち１つの光源のみの点灯状態での蓄積型センサのトナーパッチからの反射光の検出を、全ての光源についてそれぞれ実行することを特徴とする画像形成装置。
（８）前記（１）ないし（４）のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記位置検出用のトナーパッチの搬送方向の長さを前記画像形成特性検出用のトナーパッチの搬送方向の長さより短くし、前記位置検出用のトナーパッチと前記画像形成特性検出用のトナーパッチの間に、間隔をあけ前記無端ベルトまたは前記転写材からの反射光を前記第２光検出手段が受光できるようにしたことを特徴とする画像形成装置。
（９）前記（１）ないし（８）のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記第１光検出手段と前記第２光検出手段を同一半導体基板上に形成したことを特徴とする画像形成装置。
（１０）前記（１）ないし（９）のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記画像形成特性検出用のトナーパッチは、前記無端ベルト上の単色のトナーパッチ、または、転写材上の単色または混色のトナーパッチであることを特徴とする画像形成装置。
（１１）前記（１）ないし（１０）のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記第１光検出手段から得られた信号に基づき、トナー像の濃度、階調性、色味の少なくとも一つの制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
（１２）前記（１）ないし（１０）のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記第１及び第２光検出手段は、前記転写材の排出口と前記トナー像を転写材に定着させる定着手段との間に設置されていることを特徴とする画像形成装置。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を画像形成装置の実施例により詳しく説明する。なお、本発明は、装置の形に限らず、実施例の説明に裏付けられて、方法の形で実施することもできる。
【００４２】
【実施例】
(実施例１)
図１に実施例１である“画像形成装置”のハードウエア構成を示す。後述の同期回路と蓄積型センサを２６の位置に配置する点以外は、図１６と同様なので、図１６の説明を援用する。
【００４３】
図２に同期回路、蓄積型センサ、光源、トナーパッチの関係を示す。図３に蓄積型センサの動作タイミングを決める同期回路の構成を示す。図４に光源となるＬＥＤの駆動回路を示す。図５に蓄積型センサの構成を示す。図６に本実施例を用いてトナーパッチの検出を行う際の（蓄積型センサと同期回路の動作を示す）タイミングチャートを示す。
【００４４】
まず図２について説明する。１０１は詳細を図５に示す蓄積型センサである。１０２は図３に具体例を示す同期回路である。１０３は同じく図４に具体例を示す光源である。光源１０３から発せられた光は約４５°で転写材１の上に形成された位置検出用トナーパッチ１０４や色味や濃度検出用のトナーパッチ１０５に入射し、トナー面で乱反射し上面に広がる。蓄積型センサ１０１はこの反射光の乱反射成分を検出する。図３の同期回路はコンパレータ１１０と抵抗分割により定電圧Ｖ１１６を作る抵抗１０８と１０９、フォトダイオード１４１とフォトダイオードで発生する光電流をＩＶ変換する抵抗１０７より構成されている。転写材上の光量をモニタするフォトダイオード１４１は、単に位置検出用のトナーパッチの有り無しを検出できればよいため、カラーフィルタを載せる必要は無くフィルタによる入射光量の低下は無い。複数画素からなる蓄積型センサと違って、センサは１つでよいためフォトダイオードの面積を必要以上に小さくする必要も無く光量不足は起こらない。また、良好なＳ／Ｎも必要としないため、通常のフォトダイオード（フォトトランジスタでも良い）を用いたセンサで十分機能を果たすことが出来る。
【００４５】
ここでフォトダイオード１４１が例えば転写材としての紙からの反射光を受けている場合、光電流はトナーからの反射光に比較し大きいためカソード側の電圧Ｖ１１５はリファレンス電圧に対して十分小さく、コンパレータの出力Ｖ１１１はロウレベルとなる。次に位置検出用のトナーパッチ１０４からの反射光を受けるとフォトダイオード１４１で発生する光電流が減少しＶ１１５は上昇しコンパレータ１１０は反転しＶ１１１はハイとなる。さらに、位置検出用のトナーパッチが移動し、再び紙からの反射光を受けるようになると、コンパレータは再度反転しＶ１１１はロウとなる。従ってＶ１１１がハイからロウになるタイミングから所定時間（位置検出用のトナーパッチと引き続く色味や濃度検出用のトナーパッチの時間間隔）後に、蓄積型センサの蓄積を開始すれば、正確にトナーパッチに合わせた検出が可能となる。この様に同期回路の出力をモニタすることにより、蓄積型センサを駆動させるタイミングを正確に知ることができる。
【００４６】
図４に示すように光源はＬＥＤ１４２と電流制限抵抗１１２、ＬＥＤのオン・オフを切り替えるＮＭＯＳＦＥＴ１１３から成る。制御信号φＬがロウの時、ＮＭＯＳＦＥＴ１１３はオフし、ＬＥＤ１４２には電流が流れず消灯する。逆に制御信号φＬがハイのときＮＭＯＳＦＥＴ１１３がオンし、電源からＬＥＤに電流が流れ光源は点灯する。従ってφＬのハイ・ロウを切り替えることにより光源の点灯・消灯を選択することが出来る。トナーの色味をみる場合光源としては、白色ＬＥＤのように可視光全域にスペクトルを持つような光源を用いる。トナーの濃度のみを検出する場合、赤外のＬＥＤでよく白色である必要は無い。
【００４７】
次に蓄積型センサについて図５を用いて説明する。１２１は本願人により提案されているバイポーラタイプの蓄積型センサＢＡＳＩＳ（ＢＡｓｅ  Ｓｔｏｒｅｄ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ）の１画素の等価回路図の例である。１２４は光を検出する高電流増幅率のバイポーラトランジスタであり、１２５はベース−コレクタ間の容量で電荷を蓄積する役割を果たす。１２６はベースリセット信号φｂｒに基づきベース電圧をＶｂｂにリセットするＰＭＯＳＦＥＴ、１２７はエミッタリセット信号φｅｒに基づきエミッタリセットを行うＮＭＯＳＦＥＴ、１２８は転送信号φｔに基づき各センサの出力を容量１２９に一括して転送するためのＮＭＯＳＦＥＴ、１３０は容量１２９に転送された電荷をシフトレジスタ１３２の出力φｓｒ１に応じて出力ラインＶｏｕｔに出力するためのＮＭＯＳＦＥＴ、１３１は出力ラインリセット信号φｈｒに基づき出力ラインＶｏｕｔを電圧ＶｈｒにリセットするためのＮＭＯＳＦＥＴである。
【００４８】
図５では本センサをＲＧＢ各色に対応して３画素分（１２１，１２２，１２３）設けており、各画素の表面にオンチップカラーフィルタを設けることにより、反射光のうちＲ、Ｇ、Ｂ３色の信号を検出することが可能となる。出力ラインＶｏｕｔに出力された信号をＡＤ変換することにより、トナー面で反射した反射光のうちＲ、Ｇ、Ｂの各波長に対応した光を所定時間蓄積した信号を得ることができる。なお、各駆動信号は本画像形成装置の動作を制御するＣＰＵ等（図示せず）から供給される。
【００４９】
図６のタイミングチャートを用いて同期回路と蓄積型センサの動作を説明する。転写材１（ここでは紙とする）にトナーパッチを形成する。φＬをハイとし光源をオンした後、時刻ｔ１で同期回路を含むセンサ部に定着後の紙の先端が達すると、フォトダイオード１４１は紙面からの反射光を受け、Ｖ１１１はロウとなる。次に時刻ｔ２でセンサの検出エリアに位置検出用トナーパッチが到着すると、同期回路１０２のコンパレータ出力が反転し出力Ｖ１１１はハイとなる。時刻ｔ３において検出用トナーパッチがセンサの検出エリアから出ると、同期回路１０２のコンパレータ出力が反転し出力Ｖ１１１はロウとなる。ＣＰＵがこの２回目のＶ１１１の立下りを検出し蓄積型のセンサ１０１の動作を開始させることにより、トナーパッチの位置に合わせた蓄積タイミングの設定が可能となる。具体的にはＶ１１１の立ち下がりを受けて、所定のパルス幅のセンサリセットパルスφｂｒとφｅｒを生成しセンサ１０１のリセットを行う。即ちφｂｒをロウとするとＰＭＯＳＦＥＴ１２６がオンしトランジスタ１２４のベースはＶｂｂにリセットされる。φｅｒをハイとするとＮＭＯＳＦＥＴ１２７がオンしトランジスタ１２４のエミッタはほぼＶｅｂにリセットされ、トランジスタ１２４のベース電位はエミッタ電位に応じて低下する。時刻ｔ４でφｅｒをロウとするとトランジスタ１２４はエミッタ、ベースともフローティング状態となりセンサは蓄積を開始する。
【００５０】
所定の蓄積時間ｔｓ経過後、時刻ｔ５においてφｔを出力し蓄積された信号を容量１２９に転送し蓄積を終了する。その後シフトレジスタ１３２を動作させ、ＮＭＯＳ１３０をオンし、センサの出力をＶｏｕｔに読み出す。読み出された信号はＡＤ変換器（図示せず）でＡＤ変換され本画像形成装置の動作を制御するＣＰＵ（図示せず）のメモリに収納される。１つのセンサの出力を読み出した後、出力ラインはφｈｒをハイとすることによりＮＭＯＳＦＥＴ１３１によってＶｈｒにリセットされる。シフトレジスタは次々にφｓｒ２、φｓｒ３をオンし引き続くＧ、Ｂのフィルタ対応したセンサ出力を読み出す。
【００５１】
ひとつ目のトナーパッチに対応する信号を読み出した後は、トナーパッチの長さに相当する時間間隔ｔｐ（パッチの搬送方向の速度でパッチの長さを割って得られる時間）の周期でセンサリセット、信号の蓄積、読み出しを繰り返し、色味や濃度検出用の複数のトナーパッチを読み取っていくことにより、本画像形成装置の各種制御の基となるデータを得ることが出来る。
【００５２】
前述の同期回路と蓄積型センサを、定着後の紙上トナーの色を検出するセンサや定着後のトナーパッチの濃度を検出する濃度センサとして使用する場合、図１の定着部１３と排紙口（図示せず）の中間２６の位置に配置する。検出を行う場合、転写材１に位置検出用のパッチと検出対象のトナーパッチを転写・定着後、転写材１はセンサの検出範囲に搬送されてくる。搬送時間にむらがあってもトナーパッチに先立つ位置検出用パッチの到着するタイミングを同期手段によって検出することにより、トナーパッチの位置に合わせた蓄積型センサの駆動の制御が可能となり、検出用のトナーパッチのサイズにマージンを見る必要がなくなるため、限られた紙の長さの範囲内に多くの検出用パッチを打つことが出来る。また、蓄積型センサを用いているので、光電流のＩＶ変換値をそのまま読み出すタイプのセンサに比較しレンズをつけたり、複数の光源を設け光量をアップするなどのコストアップ無しに、乱反射光のわずかな光量でもＳ／Ｎの高い検出が可能となる。
【００５３】
蓄積型センサにて転写材１に定着されたトナーパッチからの反射光を読み取ったＲＧＢの各センサの出力から、各色のトナーに対応した絶対湿度に応じた数種類の露光量や、現像バイアスなどのプロセス条件、ルックアップテーブルなどの階調補正手段にフィードバックをかけ、転写材上に所望の色味を出すように制御できる。この際、パッチ数を増やせることによりより多くの情報に基づいた制御が可能となり、色安定化制御の精度向上が図れる。
【００５４】
また定着前の中間転写体上のトナー濃度を検出する濃度センサとして用いる場合、色を検出するわけではないのでセンサとしてはカラーフィルタを載せる必要が無く、画素は一つでもよいしパッチの位置によるバラツキを平均化するため、複数個のセンサを設けてもよい。設置する位置は従来から濃度センサや色ずれ検出手段が置かれてきた２２の位置に本センサを配置する。この場合も濃度検出用パッチに先立つ位置検出用パッチがセンサの検出範囲に到着するタイミングを、同期手段によって検出することにより、パッチの位置に合わせて蓄積型センサの駆動の制御が可能となり、検出用のパッチのサイズにマージンを見る必要がなくなるため、より短時間、より少ないトナー量で必要なパッチ数の測定が可能となり、露光量、現像バイアスなどのプロセス条件にフィードバックをかけて濃度制御を行い安定した画像を得ることが出来るだけでなく、ユーザビリティを向上させることが出きる。なお、その他の画像形成装置の動作は図１６の従来例と同じため省略する。トナーパッチとしては、中間転写体上には単色のトナーパッチが、転写材上には単色または混色のトナーパッチが用いられる。
【００５５】
以上説明したように、蓄積型センサを用いることにより、トナーパッチからの少ない乱反射光のうちカラーフィルタを介したり、分光されたりしてさらに光量が減った信号でもＳ／Ｎの良い検出ができる。さらに、位置検出用パッチを設け同期回路で検出することより色味や濃度の検出用パッチがセンサの検出エリアに到達したことを正確に検出でき、トナーパッチの長さに余分なマージンを設けなくて良くなり、より少ないトナー量、少ない時間で検出が可能となる。このため、画像形成装置の色安定性の向上とユーザビリティの向上が実現できる。
【００５６】
なおここではトナーの色を検出する場合ＲＧＢの３つのフィルタを載せた３つのセンサの例を示した。しかし、センサは３つに限定されず対称性をよくするため両側に複数のダミー画素を設けたり、ＲＧＢの各フィルタに対応した画素を複数設け、それらの出力の和や平均をとってトナーパッチの位置的むらを平均化して精度を向上させるような制御を行っても良いことは言うまでもない。また、フィルタの透過する波長もＲＧＢに限ったものではない。さらに回折格子やプリズムを用いる分光測光方式に対応し異なる波長範囲の光が入射するようにした多数のセンサを設けたラインセンサや、Ｒ・Ｇ・ＢのＬＥＤといったの異なる発光波長の光源を切り替えて１つのセンサでトナーパッチの反射光を測定する場合でも同様の効果があることは言うまでも無い。また、ここでは蓄積型のセンサとしてＢＡＳＩＳの例を示した。しかし、特にセンサの種類によらす、蓄積型センサであればＣＭＯＳセンサやＣＣＤのようなセンサであってもよいことは言うまでも無い。また、ここではタンデム方式の画像形成装置の例を示したものの、本発明のトナーパッチの検出方法はタンデム方式に限ったものではなく、１ドラム方式の画像形成でも同様の効果がある。
【００５７】
以上説明したように、本実施例によれば、蓄積型のセンサを用い紙上や中間転写体上のトナーの色味や濃度検出を行うため、トナーパッチからの少ない乱反射光、特にカラーフィルタを透過して光量が減ったり、回折格子やプリズムを透過して分光されて光量が減った光でもＳ／Ｎの良い信号を検出できる。さらに、トナーパッチの先頭に位置検出用パッチを配置すると共に、この位置検出用パッチを読み取る同期回路を設けることにより、色味や濃度を検出するパッチがセンサの検出エリアに到達したタイミングを正確に知ることができるため、トナーパッチの大きさにマージンもたせる必要が無くなり、限られた時間、限られた中間転写体や転写材の長さでより多くのパッチを設けることができ、ユーザビリティを向上させるともに色安定制御に使える情報量を増やすことができる。これらによりユーザビリティを低下させることなしに色安定性のよい画像形成装置を提供できる。
【００５８】
(実施例２)
図７に、実施例２である“画像形成装置”で使用するトナーパッチの例を示し、図８に、本実施例の動作のタイミングチャートを示す。前記実施例１では、先頭の位置検出用パッチを同期回路で検出して、それ以降の検出用パッチ読み取りのため蓄積型センサの動作を制御するようにしていた。この場合、例えば転写材を駆動するローラの磨耗等の原因でスリップが発生し、検出最中に紙搬送の速度が変動するとトナーパッチの位置とセンサが信号を検出するタイミングがずれて、それ以降の全てのデータが不良となってしまい、このまま画像形成装置の色補正を行うと異常な画像が出力されてしまうという問題が発生する。また、測定された値からデータの異常を検知し再度パッチを打ち直して補正用のデータの取り直しを行ったとしても、その分プリントできない時間が増加し、転写材も余分に消費することになるためユーザビリティが低下してしまう。
【００５９】
そこで、本実施例では、位置検出用のパッチを複数設け、搬送むらが発生しても誤検知を起こさない装置を提供する。すなわち、図７に示すように、色味や濃度検出用トナーパッチ１５２〜１５６等の前に必ず位置検出用のパッチ１５１を設けている。
【００６０】
なお、本実施例におけるハードウエア構成は、トナーパッチの形状を除いて実施例１と同様なので、図１ないし図４とその説明を援用し、説明を省略する。
【００６１】
図８のタイミングチャートを用いて図７の配置の場合の動作を説明する。最初にφＬをハイとしＬＥＤ１４２を点灯する。転写材１がセンサの検出エリアに達しない状態では、同期回路１０２のセンサ１４１に光が入射せず、モニタ出力Ｖ１１５はハイとなる。時刻ｔ１においてトナーパッチが転写された転写材１が同期回路１０２を含むセンサの検出エリアに達すると、転写材１からの反射光を受けてモニタ出力Ｖ１１５はロウとなる。時刻ｔ２において位置検出用のトナーパッチが検出エリアに達するとトナーパッチにより反射光が大きく減少するため、モニタ出力Ｖ１１５は増加してＶ１１６を越えるため、コンパレータ１１０の出力は反転し同期回路の出力Ｖ１１１はハイとなる。時刻ｔ３において位置検出用パッチがセンサの検出エリアから出ると反射光が増加し、同期回路１０２のコンパレータ１１０の出力が反転し出力Ｖ１１１はロウとなる。ＣＰＵがこの２回目のＶ１１１の立下りを検出し蓄積型センサ１０１の動作を制御することにより、トナーパッチの位置に合わせた蓄積タイミングの設定が可能となる。
【００６２】
蓄積型センサ１０１のリセット、蓄積、読み出しの動作に関しては実施例１と同じであるので、説明は省略する。本例では色味や濃度検出用の各トナーパッチの前に位置検出用のトナーパッチを設けているため、最初の色味や濃度検出用トナーパッチに対応したセンサの出力の読み出し終了後、同期回路１０２はコンパレータ出力Ｖ１１１のモニタ状態となり、時刻ｔ７において次の位置検出用トナーパッチの終わり（Ｖ１１１の立下り）を検出すると、ＣＰＵは蓄積型センサ１０１にリセット、蓄積、読み出しといった次のサイクルの動作を開始させる。なお、色味や濃度検出用のトナーパッチの反射率が低い場合、トナーパッチを検出中もコンパレータ１１０の出力Ｖ１１１はハイレベルとなる（ｔ８〜ｔ９の間がこの一例）。このため、位置検出用トナーパッチは色味や濃度検出用のトナーパッチよりも蓄積しない分短くて良いことを利用し、Ｖ１１１のパルス幅により位置検出用のトナーパッチからの信号なのか、色味や濃度検出用トナーパッチからの信号なのかを判断する。図７のように位置検出用のトナーパッチと、色味や濃度検出用のトナーパッチの間で転写材１からの反射光を検出するようにしておけば、反射率の低い色味や濃度検出用トナーパッチと、位置検出用のトナーパッチの間で一度コンパレータ出力１１１はロウレベルとなる。パルス幅ｔｗ１とｔｗ２に対して、位置検出用のトナーパッチの幅に対応する時間を超えてもロウにおちない場合、位置検出用トナーパッチを検出していないことが分かるため誤動作を防ぐことが出来る。
【００６３】
この繰り返しによって、最後までトナーパッチがセンサの検知位置に到達する時間に合わせて蓄積型センサ１０１の動作を行うことが可能となり、ローラの磨耗等の原因で転写材１がスリップするといった問題が発生しても、正確にトナーパッチの色味や濃度の検出が可能となり画像形成装置の各種制御の基となるデータが得られる。
【００６４】
(実施例３)
図９に、実施例３である“画像形成装置”で使用するトナーパッチの例を示し、図１０に、本実施例の動作のタイミングチャートを示す。
【００６５】
本実施例も実施例２と同様に、位置検出用のパッチを複数設け、搬送むらが発生しても誤検知を起こさない装置を提供する。すなわち、図９に示すように、複数の色味や濃度検出用トナーパッチごとに位置検出用トナーパッチを設けている。
【００６６】
なお、本実施例におけるハードウエア構成は、トナーパッチの形状を除いて実施例１と同様なので、図１ないし図４とその説明を援用し、説明を省略する。
【００６７】
図１０のタイミングチャートを用いて図９の配置の場合の動作を説明する。実施例２では色味や濃度検出用トナーパッチ毎に位置検出用トナーパッチを設けていた。しかし、搬送ずれはそう頻繁に発生するものではないことと、位置検出用パッチの数が多いと、１枚の紙に書ける色味や濃度検出用パッチの数の減少にもつながるので、本実施例では一連のトナーパッチ内に複数の位置検出用トナーパッチを設ける例として３パッチおきに設けた例を示す。まずφＬをハイとしＬＥＤ１４２を点灯する。転写材１がセンサの検出エリアに達しない状態では、同期回路のセンサに光が入射せず、モニタ出力Ｖ１１５はハイとなる。時刻ｔ１においてトナーパッチが転写された転写材１が同期回路１０２を含むセンサの検出エリアに達すると、転写材１からの反射光を受けてモニタ出力Ｖ１１５はロウとなる。時刻ｔ２において位置検出用のトナーパッチが検出エリアに達すると、トナーパッチにより反射光が大きく減少するため、モニタ出力Ｖ１１５は増加してＶ１１６を越えるため、コンパレータ１１０の出力は反転し同期回路１０２の出力Ｖ１１１はハイとなる。時刻ｔ３において位置検出用トナーパッチがセンサの検出エリアから出ると反射光が増加し、同期回路１０２のコンパレータ１１０の出力が反転し出力Ｖ１１１はロウとなる。ＣＰＵがこの２回目のＶ１１１の立下りを検出し蓄積型センサ１０１の動作を制御することにより、色味や濃度検出用トナーパッチの位置に合わせた蓄積タイミングの設定が可能となる。
【００６８】
蓄積型センサのリセット、蓄積、読み出しの動作に関しては実施例１と同じであるので、説明は省略する。本例では３つのトナーパッチ毎に位置検出用のトナーパッチを設けているため、最初の色味や濃度検出用トナーパッチに対応したセンサの出力の読み出し終了後、さらに２回、中間転写体１２の速度と１つのトナーパッチの大きさと間隔で決まる所定の時間間隔で蓄積型センサ１０１のリセット、トナーパッチからの信号の蓄積と読み出しを繰り返す。その後同期回路１０２はコンバータ出力Ｖ１１１のモニタ状態となり、時刻ｔ１１において次の位置検出用トナーパッチの終わり（Ｖ１１１の立下り）を検出すると、ＣＰＵは蓄積型センサ１０１にリセット、蓄積、読み出しといった次のサイクルの動作を開始させる。なお、色味や濃度検出用トナーパッチの反射率が低い場合、トナーパッチを検出中もコンパレータ１１０の出力Ｖ１１１はハイレベルとなる（ｔ８〜ｔ９の間がこの一例）。このため、位置検出用トナーパッチは色味や濃度検出用のパッチよりも蓄積しない分短くて良いことを利用し、Ｖ１１１のパルス幅により位置検出用トナーパッチからの信号なのか、色味や濃度検出用トナーパッチからの信号なのかを判断する。図１０の時刻ｔ９〜ｔ１０間のように位置検出用トナーパッチと、色味や濃度検出用トナーパッチの間に転写材１からの反射光を検出するようにしておけば、反射率の低い色味や濃度検出用トナーパッチと位置検出用のトナーパッチの間で一度コンパレータ出力１１１はロウレベルとなる。ｔｗ２のように位置検出用のトナーパッチの幅に対応する時間を超えてもロウにおちない場合、位置検出用トナーパッチを検出していないことが分かるため誤動作を防ぐことが出来る。
【００６９】
この繰り返しによって、色味や濃度検出用パッチの数の減少を最小限に抑えて最後までトナーパッチがセンサの検知位置に到達する時間に合わせて蓄積型センサの動作を行うことが可能となり、ローラの磨耗等の原因で転写材がスリップするといった問題が発生しても、正確にトナーパッチの色味や濃度の検出が可能となり画像形成装置の各種制御の基となるデータが得られる。
【００７０】
(実施例４)
図１１に実施例４で用いる蓄積型センサと同期回路のブロック図を示す。本実施例では蓄積型センサと同期回路を同一半導体基板上に形成するようにしている。前述の３つの実施例では蓄積型センサと同期回路を別々に形成している。この場合、２種類のセンサと周辺回路を別々に製造したのち実装しなければならないため、コストアップ要因となる。本実施例ではこの無駄を省いている。
【００７１】
次に図１１を用いて構成を説明する。１２１〜１２３は図５に説明した蓄積型のセンサで、それぞれＲＧＢのフィルタが表面に載っており、トナー表面での反射光のうち各フィルタを透過した信号成分を検出する。１６２、１６３は１２１と同等の回路構成を持ったダミーブロックないしは、センサの暗電流補正を行う信号を得るための表面を遮光したダーク画素を示している。ここでは１ブロック分代表して書いてあるものの、それぞれ複数ブロックから構成しても良い。１３２は蓄積型センサの出力を逐次読み出すためのシフトレジスタである。１６５はセンサのリセットや蓄積を制御する駆動信号を生成するタイミングジェネレータ（駆動信号をＣＰＵ−図示せず−から全て供給する場合は、本回路は入力バッファで置き換えることが出来る）、１６４はセンサのリセット電圧を生成する基準電圧発生回路、１６０は図５のＮＭＯＳＦＥＴ  １３１の読み出しラインリセット回路とセンサ出力を増幅またはバッファする回路を示している。１６１は図３に示したフォトダイオードを含む同期回路である。
【００７２】
これらの回路を同一半導体基板上に形成するためにはＮＰＮトランジスタ、ＣＭＯＳトランジスタ、抵抗、容量、フォトダイオードが形成できる半導体プロセスが必要となる。これは図１２に断面図を示すようなＢｉＣＭＯＳデバイスにより実現できる。
【００７３】
図１２において、３０１はｐ型半導体基板、３０２はｐ型の埋込み層、３０４はｎ型の埋め込み層、３０５はｎ型のエピ層、３０３はｐ型のウエル、３０６はｎｐｎトランジスタのベース領域を形成する、濃度の薄いｐ型の拡散層である。３０７はＰＭＯＳのソース・ドレイン、抵抗、ｐウエルやｎｐｎのベースに対するのコンタクト領域等を構成する濃いｐ型の拡散層である。３０８はＮＭＯＳのソース・ドレイン、ＮＰＮトランジスタのエミッタ、エピに対するコンタクト領域を構成する濃いｎ型の拡散層である。３１２は素子分離のための厚い酸化膜の領域、３０９は薄いゲート酸化膜、３０８はｎ型の埋込み層に低抵抗でコンタクトを取る為の深いｎ型の拡散層、３１０はＭＯＳのゲートと容量の一方の端子を形成するポリシリコンである。３１１は拡散層やポリシリコンにコンタクトをとるメタル層、３１３は層間絶縁膜である。図１２では１層目のメタルより上の構造を省略しているが、実用上は多層配線、保護膜、カラーフィルタ等が積層される。
【００７４】
図１２のうち、領域３２１がポリシリコンゲートのＰＭＯＳトランジスタ、領域３２２がポリシリコンゲートのＮＭＯＳトランジスタ、領域３２３がゲート酸化膜を誘電体とする容量、領域３２４がｎｐｎトランジスタ、領域３２５がｐ型の拡散層とｎ型のエピタキシャル層を用いたフォトダイオード、領域３２６がｐ型拡散層による抵抗の構造を示している。本構造は通常のＢＡＳＩＳを製造する工程で実現できる。蓄積型センサとしてＣＭＯＳセンサを用いる場合、領域３２４のｎｐｎトランジスタは不用となるものの、同様な構造で実現できる。
【００７５】
なお、蓄積型センサと同期回路の動作については実施例１〜３と同一であるので説明を省略する。
【００７６】
このような半導体デバイスを用いることにより、同期回路と蓄積型センサを同一チップ上に集積することができ、実装コストが削減できるだけででなく、２ブロック間の実装位置の誤差がなくなるため、色度や濃度検出用パッチの幅のマージン（センサのリセット、蓄積、読み出しにかかる時間以外で同期回路と蓄積型センサの検出位置の誤差により余分に取らなければならないパッチの幅）を最小にすることができる。
【００７７】
なお以上の各実施例の技術は、モノクロの画像形成装置においても有用であることは勿論である。以上説明したように、蓄積型センサを用い紙（転写材）上や中間転写体上のトナーの色味や濃度検出（画像形成特性検出）を行うため、トナーパッチからの少ない乱反射光、特にカラーフィルタを透過して光量が減ったり、回折格子やプリズムを透過して分光されて光量が減った光でもＳ／Ｎの良い信号を検出できる。さらに、位置検出用のトナーパッチを配置すると共に、この位置検出用のトナーパッチを読み取る同期回路を設けることにより、色味や濃度を検出するトナーパッチがセンサの検出エリアに到達したタイミングを正確に知りことができるため、色味や濃度を検出するトナーパッチの大きさにマージンもたせる必要が無くなり、限られた時間、限られた中間転写体や転写材の長さでより多くのパッチを設けることができ、ユーザビリティを向上させるともに色安定制御に使える情報量を増やすことができる。これらによりユーザビリティを低下させることなしに色安定性のよい画像形成装置を提供できる。また、色味や濃度を検出する一つ以上のトナーパッチごとにそれぞれ位置検出用のトナーパッチを設け、色味や濃度を検出するトナーパッチの搬送に合わせて蓄積型センサの検出動作を制御するため、搬送むら等で検出位置に色味や濃度を検出するトナーパッチが到達する時間にばらつきが生じても、トナーパッチの大きさにマージンもたせる必要が無くなり、限られた時間、限られた中間転写体や転写材の長さでより多くのパッチを設けることができ、ユーザビリティの低下を防ぐとともに色安定制御に使える情報量を増やすことができる。これらによりユーザビリティを低下させることなしに色安定性のよい画像形成装置を提供できる。また、蓄積型センサとリアルタイムに反射光を検出できるセンサを含む同期回路を同一半導体基板上に形成するので低コストでトナーの色味や濃度を検出でき、低コストで色安定性のよい画像形成装置を提供できる。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、少ない光量でトナーパッチのからの反射光をＳ／Ｎよく検出するとともに、トナーを無駄にすることなく、限られた時間、限られた中間転写体や転写材の長さの中でトナーパッチの色味や濃度を正確に検出することを可能とし色再現性のよい画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例１の全体構成を示す図
【図２】  蓄積型センサ、同期回路、光源、トナーパッチの位置関係を示す図
【図３】  同期回路の構成を示す図
【図４】  光源であるＬＥＤの駆動回路を示す図
【図５】  蓄積型センサの回路構成を示す図
【図６】  蓄積型センサと同期回路の動作を示すタイミングチャート
【図７】  実施例２で用いるトナーパッチを示す図
【図８】  実施例２の動作を示すタイミングチャート
【図９】  実施例３で用いるトナーパッチを示す図
【図１０】  実施例３の動作を示すタイミングチャート
【図１１】  実施例４で用いる蓄積型センサと同期回路の構成を示すブロック図
【図１２】  蓄積型センサと同期回路とを同一半導体基板上に実現するデバイスの断面図
【図１３】  従来のフォトダイオードを用いたセンサの説明図
【図１４】  従来の蓄積型ラインセンサの構成を示すブロック図
【図１５】  図１４のラインセンサの動作を示すタイミングチャート
【図１６】  従来の画像形成装置の構成を示す図
【符号の説明】
１０１    蓄積型センサ
１０２    同期回路
１０３    光源
１０４    位置検出用のトナーパッチ
１０５    色味や濃度検出用のトナーパッチ
【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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