CN1185555C - 图像形成装置和斑纹检测方法 - Google Patents

Abstract

提供可以用少的光量S/N良好地检测来自调色剂斑纹的反射光，同时，可以在有限的时间、有限的中间转印体或转印材料长度内正确地检测调色剂斑纹的色调或浓度，色再现性好，而不会浪费调色剂的图像形成装置、调色剂斑纹检测方法。根据利用同步电路102的、检测在转印材料1上形成的位置检测用调色剂斑纹104的定时，对用于控制在转印材料1上形成的调色剂像的浓度、灰度、色调中的至少一者的、检测调色剂斑纹105的存储式传感器101的检测动作进行控制。

Description

图像形成装置和斑纹检测方法

技术领域

本发明涉及电子照相式、静电存储式等的复印机、打印机等的图像形成装置，特别是涉及其调色剂像的浓度，灰度特性、色调的改良。

现有技术

图13A是使用光电二极管的、检测来自调色剂的反射光的传感器的例子。图13B是使光电二极管的输出电流变换成电压的电路的例子。201是光电二极管，102是作为光源的LED，104是在转印材料上形成的检测对象的调色剂像(以下，叫做调色剂斑纹)。来自调色剂斑纹的反射光206入射到光电二极管上，产生光电流。光电流借助于电阻202被变换成电压V203。该电压V203实时地反映调色剂面的反射光量。

图14的框图示出了现有的存储式线传感器的结构。204是传感器阵列，205是读出电路，206是复位电路。207～209、220，是对表面进行了遮光的像素(黑像素)。210～219是对光进行反应的像素。207、220是归因于位于端部而形成的传感器并且兼用作吸收特性的参差的虚设像素。在这里虽然为简化起见示出了对光进行反应的像素为10个像素的例子，但是，可以根据需要来决定有效像素个数。黑像素尽管示出的是在前半有3位在后半有1位的例子，但是取决于像素间的光的漏泄比率或所使用的系统的要求，位数可以增减。

图15的时序图示出了图14所示的存储式线传感器的动作。在借助于复位脉冲221使传感器复位后，解除复位，开始进行存储。在存储期间，传感器的存储电容(未画出来)用与入射光量对应的光电流进行充电。但是，已被遮光的位的存储电容则借助于在传感器中发生的暗电流进行充电。在经过了预定时间ta后，借助于传送脉冲222传感器的输出被一揽子地传送给读出电路205，并根据由读出电路205内的移位寄存器产生的移位脉冲223，作为输出信号224串行地按每一个像素224输出。这时，采用将与黑像素208对应的输出作为暗时输出的代表，从那以后的有效像素的输出中将其减去的办法，就可以得到对由传感器暗电流产生的误差量进行了修正的信号。

用图16对作为多色图像形成装置的彩色激光打印机的整体结构，说明其概略。彩色激光打印机是这样的打印机：在图像形成部分中，借助于根据图像信号形成的图像光形成静电潜像，使该静电潜像显影形成可视图像，然后把该彩色可视图像转印到作为记录媒体的转印材料上，接着，使彩色可视图像定影。图像形成部分由并排配置了显影色的个数的工作站(station)各自的感光鼓5Y、5M、5C、5K，作为一次带电装置的注入带电装置7Y、7M、7C、7K，显影装置8Y、8M、8C、8K，调色剂盒11Y、11M、11C、11K，中间转印体12、供纸部分、转印部分和定影部分13构成。

感光鼓5Y、5M、5C、5K的构成为在铝圆筒的外周上涂敷有机光传导层，向其传达未画出来的驱动电机的驱动力并进行旋转，驱动电机根据图像形成动作使感光鼓5Y、5M、5C、5K逆时针方向旋转。向感光鼓5Y、5M、5C、5K照射的暴光光从扫描部分10Y、10M、10C、10K送出，采用对感光鼓5Y、5M、5C、5K的表面选择性地暴光的办法，就可以依次形成静电潜像。

作为一次带电装置，按每一个工作站备有用来使黄色(Y)、深红色(M)、青色(C)、黑色(K)的感光鼓带电的4个注入带电器7Y、7M、7C、7K，在各个注入带电器中具备空心轴7YS、7MS、7CS、7KS。

作为显影装置，为了使上述静电潜像可视化，按每一个工作站具备进行黄色(Y)、深红色(M)、青色(C)、黑色(K)的显影的4个显影器8Y、8M、8C、8K，在各个显影器中设置空心轴8YS、8MS、8CS、8CK。另外，每一个显影器都被安装为对于装置本体可以装卸。

中间转印体12，是张架在驱动辊子18a和从动辊子18b、18c上的无端带状体，与感光鼓5Y、5M、5C、5K接触，在彩色图像形成时，向顺时针方向进行旋转，借助于各色用的一次转印辊子6Y、6M、6C、6K的作用依次接受转印。

在作为供纸装置(供纸口)的供纸箱2或供纸托盘3中收容转印材料1，转印材料1在由供纸辊子4和输送辊子24等构成的输送路径25上进行输送到达阻挡辊子23。这可以用阻挡前传感器19进行检测。

在图像形成时，借助于阻挡前传感器19，与中间转印体12上的彩色可视图像到达转印区的定时相一致地，使转印材料1的输送停止预定时间。转印材料1采用用阻挡辊子23向转印区供纸，使2次转印辊子9与中间转印体12接触以夹持输送转印材料1的办法，同时向转印材料1上重叠转印中间转印体12上的彩色可视图像。

2次转印辊子9，在把彩色可视图像转印到中间转印体12上的期间内，如实线所示要使之触碰到中间转印体12上，但是在打印结束时，则离开一个间隔到虚线所示的位置。

定影部分13，边输送转印材料1，边使已转印的彩色可视图像定影。如图16所示，具备加热转印材料1的定影辊子14和用来使转印材料1压触到定影辊子14上的加压辊子15。定影辊子14和加压辊子15被形成为中空状，在内部分别内置有加热器16、17。就是说，保持彩色可视图像的转印材料1，在用定影辊子14和加压辊子15进行输送的同时，采用加热和加压力的办法把调色剂定影到转印材料表面上。

可视图像定影后的转印材料1，此后借助于未画出来的排出辊子向未画出来的排纸部分排出，结束图像形成动作。由定影部分13进行的转印材料1的排纸，可以用定影排纸传感器进行检测。

清扫装置21，贮存把在中间转印体12上形成的4色的彩色可视图像转印到转印材料1上之后的废弃调色剂。

色偏差检测装置22，采用在转印材料1上形成色偏差检测图形，检测各色间的主扫描、副扫描方向的偏差量，对图像数据进行微调整的办法，施加反馈，以便减小色偏差。

在使用上述图像形成装置时，当归因于环境的变化或长时间使用在装置各个部分中产生了变动时，要得到的图像的浓度和色调就会变动。特别是在电子照相式的彩色图像形成装置的情况下，由于哪怕是些许的浓度变动也会存在着色彩平衡崩溃的可能性，故需要始终保持恒定的浓度、灰度和色调。

于是，对于各色的调色剂，都具有与绝对湿度对应的数种的暴光量和显影偏置等的工艺条件，和查表法(LUT)等的灰度修正装置，根据用未画出来的温湿度传感器测定的绝对湿度，选择该时的工艺条件或灰度修正值。

此外，为了即便是在使用中装置各个部分发生了变动也可以得到恒定的浓度、灰度、色调(也可以叫做图像形成特性)，采用用各色的调色剂在中间转印体上制作成浓度检测用的调色剂斑纹，用配置在与色偏差检测装置22同等的位置上的光学传感器，检测该调色剂斑纹，并根据其结果，给暴光量、显影偏置等的工艺条件加上反馈进行浓度控制的办法，结果就变成为可以得到稳定的图像。

但是，要是在图像形成装置中为了得到稳定的图像，使用现有例的传感器，进行定影后的纸上的调色剂斑纹的色调或中间转印体上的调色剂斑纹的浓度检测，则存在着如下的问题。

首先，在使用图13A所示的光电二极管的情况下，由于将在受光部分中发生的光电流不加变动地进行IV(电流→电压)变换，故难于确保为了得到S/N充分好的传感器输出的光量。在使用来自调色剂斑纹的漫反射光进行中间转印体上的调色剂浓度的检测的情况下，由于检测除去正反射光之外的反射光光量将减少。此外，为了进行γ校正必须对来自各种各样的反射率的调色剂的反射光进行检测，也需要读出反射率低的斑纹，在该情况下，入射到传感器上的光量还会更低。

此外，在为了检测纸上的调色剂的色调，通过叫做RGB的滤色片选择性地检测漫反射光的情况下，采用限制要入射到传感器的一个像素上的波段的办法，光量还会进一步减少。此外，在检测使用衍射光栅等分光后的光的情况下，由于将向传感器的各个像素入射波段更窄的光，故光量将大幅度底减少。

如果加大IV变换用的电阻值，尽管电压可以增大，但是，或者是在电阻中产生的随机噪声会增加，或者是变得易于受外来的噪声的影响，故在S/N方面不大会得到改善。此外，如果用透镜聚光，则还存在着尽管入射到传感器上的光量会增加，但是光学系统将变得复杂起来，使成本提高的问题。

另一方面，在使用图14所示的存储式的传感器的情况下，由于把在受光部分中发生的光电流存储在存储电容中后进行读出，故即便是不能确保充分的光量也可以得到良好的S/N。但是，由于在实时下的入射光量的变化不能检测，故不能检测要检测的调色剂斑纹的开头位置。为此，就必须用在感光鼓上形成检测用斑纹的静电电容的定时来决定传感器的存储开始定时，就必须考虑调色剂斑纹到达传感器的检测区的时间的参差，形成大的调色剂斑纹。因此，在为了检测调色剂的浓度而读出中间转印体上的调色剂斑纹的情况下，就会引起归因于调色剂斑纹的尺寸加大，使得检测时间变长从而可使用性降低或增加无用的调色剂而使经济性降低这样的问题。另一方面，在读出定影后的纸上的调色剂斑纹的情况下，则存在着可以打印到预定的纸尺寸内的调色剂斑纹的个数减少，可以检测出的信息减少，相应的图像形成装置的色稳定化控制的精度降低的问题。

发明内容

本发明就是在这样的状况下做出的，目的在于提供可以用少的光量，S/N良好地检测来自调色剂斑纹的反射光，同时，可以在受限制的时间、受限制的中间转印体或转印材料的长度内，正确地检测调色剂斑纹的色调和浓度而不会浪费调色剂，且再现性好的图像形成装置和调色剂斑纹检测方法。

本发明的特征在于，提供一种图像形成装置，包括：用来形成图像的图像形成部件；使得用该图像形成部件形成图像形成特性检测用斑纹和位置检测用斑纹的斑纹形成部件；以控制图像形成条件为目的，用光存储式传感器检测用上述图像形成部件形成的图像形成特性检测用斑纹的第1检测部件；用能实时检测入射光量检测用上述图像形成部件形成的上述位置检测用斑纹的第2检测部件；和与上述第2检测部件检测出上述位置检测用斑纹同步地，使上述第1检测部件的存储动作开始的控制部件。

此外，本发明提供一种用光存储式第1传感器和能实时检测入射光量的第2传感器检测用来控制图像形成装置的图像形成特性的斑纹的方法，该方法包括如下的步骤：用上述图像形成装置使之形成图像形成特性检测用斑纹和位置检测用斑纹的步骤；用上述第2传感器检测用上述图像形成装置形成的位置检测用斑纹的步骤；与上述第2传感器检测出上述位置检测用斑纹同步地，使上述第1传感器的存储动作开始的步骤；以及用上述第1传感器检测用上述图像形成装置形成的图像形成特性检测用斑纹，取得关于上述图像形成装置的图像形成特性的信息的步骤。

本发明的其它的目的、结构和效果，可以从以下的详细的说明和附图中了解清楚。

附图说明

图1示出了实施例1的整体结构。

图2示出了存储式传感器、同步电路、光源、调色剂斑纹的位置关系。

图3示出了同步电路的结构。

图4示出了作为光源的LED的驱动电路。

图5示出了存储式传感器的电路结构。

图6的时序图示出了存储式传感器和同步电路的动作。

图7示出了在实施例2中使用的调色剂斑纹。

图8的时序图示出了实施例2的动作。

图9示出了在实施例3中使用的调色剂斑纹。

图10的时序图示出了实施例3的动作。

图11的框图示出了在实施例4中使用的存储式传感器和同步电路的结构。

图12是在同一半导体衬底上实现存储式传感器和同步电路的器件的剖面图。

图13A和图13B是使用现有的光电二极管的传感器的说明图。

图14的框图示出了现有的存储式线传感器的结构。

图15的时序图示出了图14的线传感器的动作。

图16示出了现有的图像形成装置的结构。

具体实施方式

以下用图像形成装置的实施例详细地说明本发明的实施形式。另外，本发明并不限于以装置的形式实施，如果得到实施例的说明的支持，也可以以方法的形式实施。

[实施例]

(实施例1)

图1示出了作为实施例1的‘图像形成装置’的硬件结构。除了把后述的同步电路和存储式传感器的配置在26的位置上这一点之外，与图16是同样的，故援用图16的说明。

图2示出了同步电路、存储式传感器、电源、调色剂斑纹的关系。图3示出了决定存储式传感器的动作定时的同步电路的结构。图4示出了作为光源的LED的驱动电路。图5示出了存储式传感器的结构。图6示出了用本实施例进行调色剂斑纹的检测时的(表示存储式传感器和同步电路的动作的)时序图。

首先说明图2。101是将在图5中示出细节的存储式传感器。102是将在图3中示出具体例的同步电路。103同样是将在图4中示出具体例的光源。从光源103发出来的光以大约45度入射到在转印材料1上形成的位置检测用调色剂斑纹104或色调或浓度检测用的调色剂斑纹105上，在调色剂面处进行漫反射，在上表面上扩展。存储式传感器101检测该反射光的漫反射成分。图3的同步电路，由比较器110和用电阻分割形成恒压V116的电阻108和109，光电二极管141和使在光电二极管中发生的光电流进行IV变换的电阻107构成。监视转印材料上的光量的光电二极管141，由于只要能检测出位置检测用调色剂斑纹的有无即可，故不需要装设滤色片，因而不存在由滤色片引起的入射光量的降低。与由多个像素构成的存储式传感器不同，传感器由于用一个即可，故也不需要过分减小光电二极管的面积，因而不会产生光量不足的现象。此外，由于也不需要良好的S/N，故用使用通常的光电二极管(也可以是光电晶体管)的传感器就可以实现足够的功能。

在这里，在光电二极管141接受来自例如作为转印材料的纸的反射光的情况下，由于与来自调色剂的反射光比较光电流大，故阴极一侧的电压V115对于参考电压来说足够地小，比较器的输出V111将变成为低电平。其次，当接受来自位置检测用的调色剂斑纹104的反射光时，在光电二极管141中产生的光电流减少，V115上升，比较器110翻转，V111变成为高电平。此外，当位置检测用的调色剂斑纹进行移动，变成为再次接受来自纸的反射光时，比较器就再次翻转，V111变成为低电平。因此，在从V111由高变成为低的定时开始，在预定时间(位置检测用调色剂斑纹和接着进行的色调或浓度检测用的调色剂斑纹的时间间隔)之后，如果开始进行存储式传感器的存储，则可以进行正确地与调色剂斑纹相一致的检测。如上所述，采用监视同步电路的输出的办法，就可以正确地知道驱动存储式传感器的定时。

如图4所示，光源由LED142和限流电阻112、切换LED的通断的NMOSFET113构成。在控制信号φL为低时，NMOSFET113就变成为OFF，电流不向LED141流，不发光。反之，在控制信号φL为高时，NMOSFET113就变成为ON，电流从光源向LED流，光源发光。因此，采用切换φL的高低的办法就可以选择光源的发光或不发光。在观看调色剂的色调的情况下，作为光源就要使用象白色的LED那样在可视光整个区域内都具有光谱的那种光源。在仅仅要检测调色剂的浓度的情况下，则没有必要是白色的，用红外的LED即可。

其次，用图5对存储式传感器进行说明。121是本申请人提出的双极型的存储式传感器BASIS(BAse Stored Image Sensor)的一个像素的等效电路图。124是对光进行检测的高电流放大倍数的双极晶体管，125是基极-集电极间的电容，起着存储电荷的作用。126是根据基极复位信号φbr使基极电压复位为Vbb的PMOSFET，127是根据发射极复位信号φer进行发射极复位的NMOSFET，128是用来根据传送信号φt向电容129一揽子地传送各个传感器的输出的NMOSFET，130是用来根据移位寄存器132的输出φsr1向输出线Vout输出已经传送给电容129的电荷的NMOSFET，131是用来根据输出线信号φhr使输出线Vout复位到电压Vhr的NMOSFET。

在图5中，采用与RGB各色对应地设置3个像素的量(121、122、123)的传感器，并在各个像素的表面上设置片上滤色片的办法，使得可以在反射光之中检测R、G、B这3色的信号。采用对输出到输出线Vout上的信号进行AD转换的办法，就可以得到对在被调色剂面反射的反射光之内与R、G、B的各个波长对应的光进行了预定时间存储的信号。另外，各个驱动信号由控制本图像形成装置的动作的CPU等(未画出来)供给。

用图6的时序图说明同步电路和存储式传感器的动作。在转印材料1(在这里设为纸)上形成调色剂斑纹。当在使φL为高，使光源变成为ON后，在时刻t1处，在使定影后的纸的顶端到达含有同步电路的传感器部分时，光电二极管141接受来自纸面的反射光，V111变成为低。其次，在时刻t2处，当位置检测用调色剂斑纹到达传感器的检测区后，同步电路102的比较器输出翻转，输出V111变成为高。在时刻t3处，当检测用调色剂斑纹从传感器的检测区出来后，同步电路102的比较器输出翻转，输出V111变成为低。CPU检测该第2次的V111的下降边，使存储式传感器101的动作开始，借助于此，就可以进行与调色剂斑纹的位置相一致的存储定时的设定。具体地说，在接受到V111的下降边后，产生预定的脉冲宽度的传感器复位脉冲φbr和φer，进线传感器101的复位。就是说，如果使φbr变成为低，则PMOSFET126变成为ON，晶体管124的基极被复位到Vbb。如果使φer变成为高，则NMOSFET127变成为ON，晶体管124的发射极大体上被复位到Vbb。晶体管124的基极电位与发射极电相对应地降低。在时刻t4当使φer变成为低时，晶体管124的发射极、基极都将变成为悬浮状态，传感器开始进行存储。

在经过了预定的存储时间后，在时刻t5输出φ5，把所存储的信号传送给电容129，结束存储。然后，使移位寄存器132动作，使NMOS130变成为ON，把传感器的输出读出到Vout上。被读出的信号，用AD转换器(未画出来)进行AD转换，并存储在控制本图像形成装置的动作的CPU(未画出来)的存储器内。在读出了一个传感器的输出后，输出线采用使φhr变成为高的办法，借助于NMOSFET131被复位到Vhr。移位寄存器一个接一个地使φsr1、φsr2变成为ON，然后读出与G、B的滤色片对应的传感器输出。

在读出了与一个调色剂斑纹对应的信号后，采用用相当于调色剂斑纹的长度的tp(用斑纹的输送方向的速度除斑纹的长度得到的时间)的周期反复进线传感器复位、信号的存储、读出，不断读取色调或浓度检测用的多个调色剂斑纹的办法，就可以得到作为本图像形成装置的各种控制的基础的数据。

在把上述同步电路和存储式传感器用作检测定影后的纸上的调色剂的颜色或检测定影后的调色剂斑纹的浓度的浓度传感器的情况下，要配置在图1的定影部分13和排纸口(未画出来)的中间26的位置上。在进行检测的情况下，在把位置检测用斑纹和检测对象的调色剂斑纹转印定影到转印材料1上之后，把转印材料1输送到传感器的检测范围内。即便是是输送时间存在着不均匀，采用用同步部件检测位于调色剂斑纹之前的位置检测用斑纹到达的定时的办法，就可以对与调色剂斑纹的位置相一致的存储式传感器的驱动进行控制，由于不再需要在检测用的调色剂斑纹的尺寸上具有宽余量，故在有限的纸的长度的范围内可以打印多个检测用斑纹。此外，由于使用的是存储式传感器，故与原样不变地读出光电流的IV变换值的传感器比较，即便是用漫反射光的很少的光量也可以进行S/N高的检测而没有因加上透镜，或者设置多个光源来提高光量等而产生的成本的提高。

可以用存储式传感器进行这样的控制：从读取来自已定影于转印材料1上的调色剂斑纹的反射光的RGB的各个传感器的输出，给和与各色的调色剂对应的绝对湿度对应的数种的暴光量或显影偏置等的工艺条件、查表法等的灰度修正部件加上反馈，使得在转印材料上出现所希望的色调。这时，可以采用增加斑纹数的办法，使以更多的信息为基础的控制成为可能，从而实现色稳定化控制的精度的改善。

此外，在作为检测定影前的中间转印体上的调色剂浓度的浓度传感器使用的情况下，由于并不是要检测颜色，故作为传感器来说，没有必要载置滤色片，像素既可以是一个，也可以设置多个传感器以便使因斑纹的位置引起的参差平均化。进行设置的位置，把本传感器配置在以往一直配置浓度传感器或色偏差检测部件的22的位置上。在该情况下，也是采用用同步部件检测在斑纹之前的位置检测用斑纹到达传感器的检测范围的定时的办法，与斑纹的位置相一致起来进行存储式传感器的控制成为可能，由于在检测用的斑纹的尺寸上不再需要具有宽余量，故使得用更短时间、更少的调色剂量测定必要斑纹个数成为可能，给暴光量、显影偏置等的工艺条件加上反馈，进行浓度控制，不仅可以得到稳定图像，还可以提高可用性。另外，其它的图像形成装置的动作，由于与图16的现有例是相同故予以省略。作为调色剂斑纹来说，在中间转印体上可以使用单色的调色剂斑纹，而在转印材料上则可以使用单色或混色的调色剂斑纹。

如上所述，采用使用存储式传感器的办法，就可以在来自调色剂斑纹的少的漫反射光之中，通过滤色片或者是进行分光，即便是光量更少的信号，也可以进行S/N良好的检测。此外，采用设置位置检测用斑纹并用同步电路进行检测的办法，还可以正确地检测色调或浓度检测用斑纹到达传感器的检测区，使得在调色剂斑纹的长度内也可以不设置宽余量，可以用更少的调色剂量、更少的时间进行检测。因此，可以实现图像形成装置的色稳定性的提高和可用性的提高。

另外，在这里示出了在检测调色剂的颜色的情况下装载了RGB这3个滤色片的传感器的例子。但是，传感器并不限定于3个，为了改善对称性，也可以在两侧设置多个虚设像素或设置与RGB各个滤色片对应的多个像素，取这些输出之和或平均，使调色剂斑纹的位置方面的不均匀平均化，进行使之提高精度这样的控制，这是不言而喻的。此外，滤色片透过的波长也并不限于RGB。还有，即便是在设置作成为使得与使用衍射光栅或棱镜的分光测光方式对应，入射不同的波长范围的光的多个传感器的线传感器，或切换R·G·B的LED这样的不同的发光波长的光源，用一个传感器测定调色剂斑纹的反射光的情况下，也具有同样的效果，这是不言而喻的。此外，在这里作为存储式的传感器示出的是BASIS的例子。但是，并不限于特定的传感器，只要是存储式传感器，不言而喻也可以是CMOS传感器或CCD之类的传感器。此外，在这里虽然例示的是串联方式的图像形成装置的例子，但是本发明的调色剂斑纹的检测方法并不限于串联方式，在一个感光鼓方式的图像形成中也具有同样的效果。

如上所述，倘采用本实施例，由于使用存储式的传感器进行纸上或中间转印体上的调色剂色调或浓度检测，即便是用来自调色剂斑纹的少的漫反射光，特别是因透过滤色片光量减少，或因透过衍射光栅或棱镜进行分光光量减少了的光，也可以检测S/N良好的信号。此外，采用把位置检测用调色剂斑纹配置在调色剂斑纹之前，同时设置读取该位置检测用斑纹的同步电路的办法，由于可以正确地知道检测色调或浓度的斑纹到达传感器的检测区的定时，故不再需要在调色剂斑纹的大小方面具有宽余量，故可以用有限的时间、有限的中间转印体或转印材料的长度设置更多的斑纹，在可以提高可用性的同时，还可以增加可以在色稳定控制中使用的信息量。归因于这些，就可以提供色稳定性更好而不会降低可用性的图像形成装置。

(实施例2)

图7示出了在作为实施例2的‘图像形成装置’中使用的调色剂斑纹的例子，图8示出了本实施例的动作的时序图。在上述实施例1中，做成为用同步电路检测开头的位置检测用斑纹，然后，为了进行此后的检测用斑纹读取，要对存储式传感器的动作进行控制。在该情况下，例如由于驱动转印材料的辊子的磨损等的原因而发生滑动，在检测过程中纸输送速度变了时，检测调色剂斑纹的位置和传感器信号的定时就会偏离，此后的所有的数据都将变成为不合格，如果原样不变地进行图像形成装置的颜色修正，则将产生输出异常的图像的问题。此外，即便是假定从所测定的值中检测到了异常，进行再次修改斑纹重新选定修正用的数据，也会增加与上述修正等的量相应的量的不能打印的时间，结果变成为额外地消耗转印材料，故可用性降低。

于是，在本实施例中，提供设置多个位置检测用的斑纹，即便是发生了输送不均匀也不会产生误检测的装置。就是说，如图7所示，在色调或浓度检测用调色剂斑纹152到156等之前一定设置位置检测用的斑纹151。

此外，本实施例的硬件结构，除去调色剂斑纹的形状之外，与实施例1是同样的，故援用图1到图4及其说明，省略说明。

用图8的时序图说明在图7的配置的情况下的动作。最初，当φL变成为高时，LED142发光。在转印材料1未达到传感器的检测区的状态下，光就不会向同步电路102的传感器入射，监视器输出115变成为高。在时刻t1处，当已转印上调色剂斑纹的转印材料1到达含有同步电路102的传感器的检测区时，接受来自转印材料1的反射光后，监视器115的输出V115变成为低。在时刻t2处当位置检测用的调色剂斑纹到达检测区后，由于反射光归因于调色剂斑纹而减少得很大，故监视器输出V115增加，超过了V116，故比较器110的输出翻转，同步电路的输出变成为高。在时刻t3处，当位置检测用调色剂斑纹从传感器的检测区出来后，反射光增加，同步电路102的比较器110的输出翻转，输出V111变成为低。CPU检测该第2次的V111的下降边，控制存储式传感器101的动作，借助于此，可以进行与调色剂斑纹的位置相一致的存储定时的设定。

就存储式传感器101的复位、存储、读出的动作来说，由于与实施例1是相同的，故说明省略。在本例中，由于在色调或浓度检测用的各个调色剂斑纹之前设置有位置检测用的调色剂斑纹，故在与最初的色调或浓度检测用调色剂斑纹对应的传感器的输出结束后，同步电路102就变成为比较器输出V111的监视器状态，在时刻t7处当检测到下一个位置检测用调色剂斑纹的结束(V111的下降边)时，CPU就使存储式传感器101开始复位、存储、读出这样的下一个周期的动作。另外，在色调或浓度检测用的调色剂斑纹的反射率低的情况下，在对调色剂斑纹进行检测的过程中比较器110的输出V111也将变成为高电平(t8到t9之间是其一个例子)。为此，位置检测用调色剂斑纹由于不进行存储故比色调或浓度检测用的调色剂斑纹短也可以，利用这一点，借助于V111的脉冲宽度，判断究竟是来自位置检测用的调色剂斑纹的信号还是来自色调或浓度检测用调色剂斑纹的信号。如图7所示，如果预先在位置检测用调色剂斑纹和色调或浓度检测用调色剂斑纹之间检测来自转印材料1的反射光，则在反射率低的色调或浓度检测用调色剂斑纹和位置检测用的调色剂斑纹之间比较器输出111将变成为低电平一次。在对于脉冲宽度tw1和tw2，即便是超过了与位置检测用的调色剂斑纹的宽度对应的时间也不会跌落到低的情况下，由于知道没有检测到位置检测用调色剂斑纹，故可以防止误动作。

借助于该反复，一直到最后为止与调色剂斑纹到达传感器的检测位置的时间相一致地进行存储式传感器101的动作是可能的，即便是由于辊子的磨损等的原因发生了转印材料1滑动的问题，正确地检测调色剂斑纹的色调和浓度也是可能的，因而可以得到作为图像形成装置的各种控制的基础的数据。

(实施例3)

图9示出了在作为实施例3的‘图像形成装置’中使用的调色剂斑纹的例子，图10示出了本实施例的动作的时序图。

本实施例也与实施例2同样，提供设置多个位置检测用的斑纹，即便是发生了输送不均匀也不会发生误检测的装置。就是说，如图9所示，每对应多个色调或浓度检测用调色剂斑纹都设置有检测用调色剂斑纹。

另外，本实施例的硬件结构，除了调色剂斑纹的形状之外与实施例是同样的，故援用图1到图4及其说明，省略说明。

用图10的时序图说明在图9的配置的情况下的动作。在实施例2中，在对应每一个色调或浓度检测用调色剂斑纹都设置了位置检测用调色剂斑纹。但是，由于输送偏差并不那么频繁地发生，如果位置检测用调色剂斑纹的个数多，则将招致可以画在一张纸上的色调或浓度检测用斑纹的减少，故在本实施例中作为在一连串的调色剂斑纹内设置多个位置检测用调色剂斑纹的例子，示出了每隔3个斑纹进行设置的例子。首先，使φL为高，使LED142发光。在转印材料1未到达传感器的检测区的状态下，光不向同步电路的传感器入射，监视器输出V115变成为高。在时刻t1处当已转印上调色剂斑纹的转印材料1到达含有同步电路102的传感器的检测区时，接受到来自转印材料1的反射光后监视器输出V115将变成为低。在时刻t2处，当位置检测用调色剂斑纹到达检测区时，归因于调色剂斑纹，由于反射光减少得很多，监视器输出V115增加并超过了V116，故比较器110的输出翻转，同步电路102的输出V111变成为高。在时刻t3处，当位置检测用的调色剂斑纹出了传感器的检测区时反射光增加，同步电路102的比较器110的输出翻转，输出V111变成为低。CPU检测该第2次的V111的下降边，控制存储式传感器101的动作，借助于此，就可以进行与色调或浓度检测用调色剂斑纹的位置相一致的存储定时。

就存储式传感器的复位、存储、读出的动作来说，由于与实施例1是相同的，故说明省略。在本例中，由于对应每3个调色剂斑纹都设置有位置检测用的调色剂斑纹，故在与最初的色调或浓度检测用调色剂斑纹对应的传感器的输出结束后，再进行2次由中间转印体12的速度和一个调色剂斑纹的大小和间隔决定的预定的时间间隔，反复进行存储式传感器101的复位、和来自调色剂斑纹的信号的存储和读出。然后，同步电路102就变成为比较器输出V111的监视器状态，在时刻t11处当检测到下一个位置检测用调色剂斑纹的结束(V111的下降边)时，CPU就使存储式传感器101开始复位、存储、读出这样的下一个周期的动作。另外，在色调或浓度检测用的调色剂斑纹的反射率低的情况下，在对调色剂斑纹进行检测的过程中比较器110的输出V111也将变成为高电平(t8到t9之间是其一个例子)。为此，位置检测用调色剂斑纹由于不进行存储故比色调或浓度检测用的调色剂斑纹短也可以，利用这一点，借助于V111的脉冲宽度，判断究竟是来自位置检测用的调色剂斑纹的信号还是来自色调或浓度检测用调色剂斑纹的信号。如图10的时刻t9到t10所示，如果预先在位置检测用调色剂斑纹和色调或浓度检测用调色剂斑纹之间检测来自转印材料1的反射光，则在反射率低的色调或浓度检测用调色剂斑纹和位置检测用的调色剂斑纹之间比较器输出111将变成为低电平一次。就像tw2那样，即便是超过了与位置检测用的调色剂斑纹的宽度对应的时间也不会跌落到低的情况下，由于知道没有检测到位置检测用调色剂斑纹，故可以防止误动作。

借助于该反复，最小限度地抑制色调或浓度检测用斑纹的个数的减少，一直到最后为止与调色剂斑纹到达传感器的检测位置的时间相一致地进行存储式传感器101的动作是可能的，即便是由于辊子的磨损等的原因发生了转印材料1滑动的问题，正确地检测调色剂斑纹的色调和浓度也是可能的，因而可以得到作为图像形成装置的各种控制的基础的数据。

(实施例4)

图11示出了要在实施例4中使用的存储式传感器和同步电路的框图。在本实施例中，做成为在同一半导体衬底上形成存储式传感器和同步电路。在上所说的3个实施例中，分开来形成存储式传感器和同步电路。在该情况下，由于必须在分开来制造了2种的传感器和同步电路之后再进行装配，故成了成本提高的原因。在本实施例中，减少了这种浪费。

其次，用图11说明结构。121到123是在图5中说明的存储式传感器，在表面上分别装载有RGB的滤色片，在调色剂表面上的反射光之中检测透过了各个滤色片的信号成分。162、163表示具有与121同等的电路结构的虚设块，或者用来得到进行线传感器的暗电流补偿的信号的对表面进行了遮光的黑像素。在这里，虽然画出的是代表1块的量，但是，也可以分别用多个块构成。132是用来依次读出存储式传感器的输出的移位寄存器。165是产生控制传感器的复位或存储的驱动信号的定时产生器(在用未画出来的CPU供给所有的驱动信号的情况下，本电路可以用缓冲器置换)，164是产生传感器的复位电压的基准电压产生器，160是图5的NMOSFET131的读出线复位电路和将传感器输出进行放大或缓冲的电路。161是含有图3所示的光电二极管的同步电路。

为了在同一半导体衬底上形成这些电路，需要使用可以形成NPN晶体管、CMOS晶体管、电阻、电容、二极管的半导体工艺。这可以用在图12中示出了剖面图的BiCMOS器件实现。

在图12中，301是p型半导体衬底，302是p型埋层，304是n型埋层，305是n型外延层，303是p型阱，306是形成NPN晶体管的基极区的浓度低的p型扩散层。307是构成对PMOS的源·漏极、电阻、p型阱或npn的基极的接触区的浓度高的p型扩散层。308是构成对NMOS的源·漏极、NPN晶体管的发射极、外延的接触区的浓度高的n型扩散层。312是用来进行元件隔离的厚的氧化膜区，309是薄的栅极氧化膜，308是用来在n型埋层中用低电阻获得接触的深的n型的扩散层，310形成MOS的栅极和电容的一方的端子的多晶硅。311是在扩散层或多晶硅上形成接触的金属层，313是层间绝缘膜。在图12中，虽然省略了从第1层的金属往上的构造，但是在实用上要叠层上多层布线、保护膜和滤色片等。

在图12之内，区域321示出了多晶硅栅极的PMOS晶体管，区域322示出了多晶硅栅极的NMOS晶体管，区域323示出了以栅极氧化膜为电介质的电容，区域324示出了npn晶体管，区域325示出了使用p型扩散层和n型的外延层的光电二极管，区域326示出了用p型扩散层形成的电阻的构造。本构造可以用制造通常的BASIS的工序实现。在作为存储式传感器使用CMOS传感器的情况下，尽管不再使用区域324的npn晶体管，但是却可以用同样的构造实现。

另外，对于存储式传感器和同步电路的动作来说，由于与实施例1到3是同样的，故说明从略。

归因于使用这样的半导体器件，由于可以在同一芯片上集成同步电路和存储式传感器，不仅可以削减装配价格，还可以消除2个块间的装配位置的误差，故可以使色调或浓度检测用斑纹的宽度的宽余量(在传感器的复位、存储、读出所花费的时间之外，归因于同步电路和存储式传感器的检测位置的误差而必须额外地耗费的斑纹的宽度)变成为最小。

另外，以上的各个实施例的技术，在单色的图像形成装置中，当然也是有用的。

如上所述，倘采用本实施例，由于使用存储式的传感器进行纸(转印材料)上或中间转印体上的调色剂色调或浓度检测(图像形成特性)，即便是用来自调色剂斑纹的少量的漫反射光，特别是因透过滤色片光量减少，或因透过衍射光栅或棱镜进行分光光量减少了的光，也可以检测S/N良好的信号。此外，采用配置位置检测用调色剂斑纹，同时设置读取该位置检测用斑纹的同步电路的办法，由于可以正确地知道检测色调或浓度的斑纹到达传感器的检测区的定时，故不再需要在调色剂斑纹的大小方面具有宽余量，故可以用有限的时间、有限的中间转印体或转印材料的长度设置更多的斑纹，在可以提高可用性的同时，还可以增加可以在色稳定控制中使用的信息量。归因于这些，就可以提供色稳定性更好而不会降低可用性的图像形成装置。

此外，由于对应每一组检测色调或浓度的一个以上的调色剂斑纹都分别设置位置检测用调色剂斑纹，与检测色调或浓度的调色剂斑纹的输送相一致地控制存储式传感器的检测动作，故即便是因为输送不均匀等，在检测色调或浓度的调色剂斑纹到达检测位置的时间方面产生了参差，也不需要使调色剂斑纹的大小具有宽余量，可以在有限的时间、有限的中间转印体或转印材料的长度内，设置更多的斑纹，在可以防止可用性降低的同时，还可以增加可以在色稳定控制中使用的信息量。归因于这些，就可以提供色稳定性更好而不会降低可用性的图像形成装置。

此外，由于在同一半导体衬底上形成存储式传感器和含有可以实时地检测反射光的传感器的同步电路，故可以以低价格检测调色剂的色调或浓度，可以以低价格提供色稳定性好的图像形成装置。

以上，举出若干个优选实施例对本发明进行了说明，但是本发明并不限于这些实施例，显然，在权利要求的范围内种种的变形或应用是可能的。

Claims (15)

1.一种图像形成装置，包括：

用来形成图像的图像形成部件；

使得用该图像形成部件形成图像形成特性检测用斑纹和位置检测用斑纹的斑纹形成部件；

以控制图像形成条件为目的，用光存储式传感器检测用上述图像形成部件形成的图像形成特性检测用斑纹的第1检测部件；

用能实时检测入射光量的光传感器检测用上述图像形成部件形成的上述位置检测用斑纹的第2检测部件；和

与上述第2检测部件检测出上述位置检测用斑纹同步地，使上述第1检测部件的存储动作开始的控制部件。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于：

上述斑纹形成部件，在图像形成特性检测用斑纹群之前，形成单一的上述位置检测用斑纹。

3.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于：

上述斑纹形成部件，在图像形成特性检测用斑纹群中的每一个斑纹之前，形成上述位置检测用斑纹。

4.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于：上述第1检测部件是具有在整个可视光范围内的光谱的光源，和包括分别具有3个以上的分光特性的滤色片的像素的上述光存储式传感器。

5.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于：上述第1检测部件是，具有在整个可视光范围内的光谱的光源、分光部件、和由分别入射用该分光部件分光后的光的多个像素构成的上述光存储式传感器。

6.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于：上述第1检测部件是，3个以上的分别具有不同的光谱的光源，和由不设置限制入射光的波长的滤色片的至少1个的像素构成的上述光存储式传感器。

7.根据权利要求6所述的图像形成装置，其特征在于：对于在上述光存储式传感器中应检测反射光的一个斑纹，对各个光源分别执行在上述3个以上的光源之内仅仅使一个光源发光的状态下进行的用上述光存储式传感器检测调色剂斑纹的反射光的动作。

8.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于：上述第2检测部件包括上述光传感器；使该光传感器的光电流进行电流-电压变换的电路；和对该电路的输出和预定的电压进行比较的比较器。

9.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于：

使上述位置检测用斑纹的输送方向的长度比图像形成特性检测用斑纹的输送方向的长度短，

在上述位置检测用斑纹与上述图像形成特性检测用斑纹之间留出间隔，

上述第2检测部件的光传感器可以检测基底的反射光。

10.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于：上述第1检测部件和上述第2检测部件在同一半导体衬底上形成。

11.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于：上述第1检测部件进行检测的图像形成特性检测用斑纹，是单色或混色的。

12.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于：具有根据上述第1检测部件的检测结果，对调色剂像的浓度、灰度、色调中至少一者进行控制的部件。

13.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于：

上述图像形成部件是在感光体上形成图像，把在感光体上形成的图像转印到中间转印体上，向转印材料上转印该中间转印体上的图像的部件，

上述斑纹形成部件利用上述图像形成部件使之在上述中间转印体上形成图像形成特性检测用斑纹和位置检测用斑纹。

14.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于：

上述图像形成部件是在感光体上形成图像，并把在感光体上形成的图像直接转印到转印材料上的部件，

上述斑纹形成部件使用上述图像形成部件使之在上述转印材料上形成图像形成特性检测用斑纹和位置检测用斑纹。

15.一种用光存储式第1传感器和能实时检测入射光量的第2传感器检测用来控制图像形成装置的图像形成特性的斑纹的方法，该方法包括如下的步骤：

用上述图像形成装置使之形成图像形成特性检测用斑纹和位置检测用斑纹的步骤；

用上述第2传感器检测用上述图像形成装置形成的位置检测用斑纹的步骤；

与上述第2传感器检测出上述位置检测用斑纹同步地，使上述第1传感器的存储动作开始的步骤；以及

用上述第1传感器检测用上述图像形成装置形成的图像形成特性检测用斑纹，取得关于上述图像形成装置的图像形成特性的信息的步骤。

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