JP6652465B2 - Photodetector and image forming apparatus - Google Patents

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本発明は光検出装置及び画像形成装置に関し、例えば画像形成装置において用紙等の媒体に転写されるトナーの濃度を検出するトナー濃度センサに適用して好適なものである。   The present invention relates to a photodetector and an image forming apparatus, and is suitably applied to, for example, a toner density sensor that detects the density of toner transferred to a medium such as paper in an image forming apparatus.

従来、画像形成装置においては、例えば内蔵する露光装置において感光体ドラムの表面に画像を露光し、これにトナーを付着させてトナー画像を生成し、さらに用紙等の媒体に転写して定着させることにより、画像を形成する(すなわち印刷する)ものが広く普及している。   2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus, for example, an image is exposed on the surface of a photoconductor drum by a built-in exposure device, a toner is generated by attaching toner to the surface, and further transferred and fixed on a medium such as paper. Accordingly, those that form (ie, print) an image are widely used.

この画像形成装置のなかには、感光体ドラムの表面等に付着したトナーの濃度を検出するトナー濃度センサを有するものがある。このような画像形成装置では、例えば測定用のパターンが含まれる測定用トナー画像を感光体ドラムの表面に生成させ、該測定用トナー画像におけるトナーの濃度をトナー濃度センサによって検出する。その上で画像形成装置は、検出したトナーの濃度を基に、その後に画像を形成する場合におけるトナーの濃度を増減させることにより、トナーの濃度が適切に調整された画像を形成することができる。   Some of the image forming apparatuses have a toner density sensor that detects the density of toner attached to the surface of a photosensitive drum or the like. In such an image forming apparatus, for example, a measurement toner image including a measurement pattern is generated on the surface of the photosensitive drum, and the toner density in the measurement toner image is detected by a toner density sensor. Then, based on the detected toner density, the image forming apparatus can form an image in which the toner density is appropriately adjusted by increasing or decreasing the toner density in forming an image thereafter. .

トナー濃度センサは、例えば光を発光する発光部及びこの光を受光する受光部を有しており、発光部から感光体ドラムの表面等に向けて光を照射し、このとき反射された光を受光部により受光して、得られた光量に応じた受光信号を生成する。画像形成装置は、この受光信号を所定の基準値と比較すること等により、トナーの濃度を検出することができる。   The toner density sensor has, for example, a light-emitting unit that emits light and a light-receiving unit that receives the light, irradiates light from the light-emitting unit toward the surface of the photosensitive drum, and reflects the light reflected at this time. The light is received by the light receiving unit, and a light receiving signal corresponding to the obtained light amount is generated. The image forming apparatus can detect the toner density by comparing the light receiving signal with a predetermined reference value.

このうちトナー濃度センサの受光部としては、例えばフォトダイオードにより光量に応じた電流を生成し、これを第1のオペアンプを用いた電流-電圧変換回路により電圧に変換し、さらに第2のオペアンプを用いた増幅回路により所望の信号レベルにまで増幅させるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Among them, as a light receiving unit of the toner density sensor, for example, a current corresponding to the light amount is generated by a photodiode, and the current is converted into a voltage by a current-voltage conversion circuit using a first operational amplifier. A circuit that amplifies to a desired signal level by using an amplifier circuit has been proposed (for example, see Patent Document 1).

特開2002−6683号公報(図6)JP-A-2002-6683 (FIG. 6)

しかしながら、かかる構成のトナー濃度センサでは、電流−電圧変換回路及び増幅回路のそれぞれにオペアンプを用いており、その周囲に抵抗等の回路素子を適宜配置する必要があるため、回路構成が複雑になってしまう、という問題があった。   However, in the toner concentration sensor having such a configuration, an operational amplifier is used for each of the current-voltage conversion circuit and the amplifier circuit, and it is necessary to appropriately arrange circuit elements such as resistors around the circuit. Problem.

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡素な構成により光を精度良く検出できる光検出装置及び画像形成装置を提案しようとするものである。   The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to propose a light detection device and an image forming apparatus that can accurately detect light with a simple configuration.

かかる課題を解決するため本発明の光検出装置においては、光を発光する発光部と、光を受光する受光部とを設け、該発光部では、レギュレータの出力電圧から半導体のPN接合を有する半導体素子に発生する電位差を減じた差分電圧値と、レギュレータからの出力電流が供給される抵抗の抵抗値とにより定まる電流を発光ダイオードに供給して光を発光し、該受光部に、第1端子及び第2端子を有し、光を受光して光誘起電流を生成する受光素子と、接続点において直列に接続された複数の分圧抵抗と、反転入力端子が受光素子の第1端子に接続され、非反転入力端子が受光素子の第2端子に接続され、出力端子が複数の分圧抵抗を介してグランドに接続されることにより、光誘起電流を増幅する演算増幅器と、一端が反転入力端子に接続され、他端が接続点に接続され、電流を電圧に変換する変換素子とを設けるようにした。 In order to solve such a problem, a photodetector of the present invention includes a light-emitting portion that emits light and a light-receiving portion that receives light, and the light- emitting portion includes a semiconductor having a PN junction of a semiconductor based on an output voltage of a regulator. A light source emits light by supplying a current determined by a difference voltage value obtained by reducing a potential difference generated in the element and a resistance value of a resistor to which an output current from the regulator is supplied, to the light emitting diode. A light receiving element that receives light and generates a photo-induced current, a plurality of voltage dividing resistors connected in series at a connection point, and an inverting input terminal connected to the first terminal of the light receiving element A non-inverting input terminal is connected to the second terminal of the light receiving element, and an output terminal is connected to the ground through a plurality of voltage dividing resistors to amplify the photo-induced current; Connect to terminal Is, the other end is connected to the connection point, and to provide a conversion element for converting current into voltage.

また本発明の画像形成装置においては、上述した光検出装置と、現像剤による像を形成する画像形成部とを設け、光検出装置が、画像形成部により形成された像に対し発光部から光を照射し、像において反射された光を受光部により受光するようにした。   Further, in the image forming apparatus of the present invention, the above-described light detecting device and an image forming unit for forming an image by a developer are provided, and the light detecting device emits light from the light emitting unit to the image formed by the image forming unit. And the light reflected in the image is received by the light receiving unit.

本発明では、発光部において、半導体素子が負の温度依存性を有することを利用し、温度の上昇に伴って発光ダイオードに供給する電流を増加させるため、該発光ダイオードの発光量を一定に維持することができる。また本発明では、受光部において、受光素子において発生する微弱な光誘起電流に応じた電圧を演算増幅器により生成できると共に、該演算増幅器からの出力電圧を複数の分圧抵抗により分圧し、接続点から変換素子を介して反転入力端子に帰還させることで、各分圧抵抗及び変換素子の抵抗値に応じた増幅率で電圧を増幅することができる。 In the present invention, in the light emitting unit, the current supplied to the light emitting diode is increased as the temperature rises by utilizing the fact that the semiconductor element has a negative temperature dependency in the light emitting unit, so that the light emitting amount of the light emitting diode is kept constant. can do. Further, according to the present invention, in the light receiving section, a voltage corresponding to a weak photo-induced current generated in the light receiving element can be generated by the operational amplifier, and the output voltage from the operational amplifier is divided by a plurality of voltage dividing resistors, and the connection point Then, the voltage can be amplified at an amplification factor according to each voltage dividing resistor and the resistance value of the conversion element by feeding back to the inverting input terminal via the conversion element.

本発明によれば、簡素な構成により光を精度良く検出できる光検出装置及び画像形成装置を実現できる。   According to the present invention, it is possible to realize a light detection device and an image forming apparatus capable of detecting light with high accuracy with a simple configuration.

画像形成装置の構成を示す略線図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus. 画像形成ユニットの構成を示す略線図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image forming unit. トナー濃度センサの構成を示す略線図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of a toner density sensor. 第1の実施の形態による発光回路の構成を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration of a light emitting circuit according to the first embodiment. 第1の実施の形態による受光回路の構成を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration of a light receiving circuit according to the first embodiment. 温度変化に対する電流及び電圧の変化を示す略線図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating changes in current and voltage with respect to temperature change. 第2の実施の形態による発光回路の構成を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram illustrating a configuration of a light emitting circuit according to a second embodiment. 第3の実施の形態による発光回路の構成を示す回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram illustrating a configuration of a light emitting circuit according to a third embodiment. 第4の実施の形態による受光回路の構成を示す回路図である。FIG. 14 is a circuit diagram illustrating a configuration of a light receiving circuit according to a fourth embodiment. 第5の実施の形態による受光回路の構成を示す回路図である。FIG. 14 is a circuit diagram illustrating a configuration of a light receiving circuit according to a fifth embodiment. 第5の実施の形態における各種信号波形を示す略線図である。FIG. 21 is a schematic diagram illustrating various signal waveforms according to the fifth embodiment. 他の実施の形態における温度変化に対する電流及び電圧の変化を示す略線図である。FIG. 13 is a schematic diagram illustrating changes in current and voltage with respect to a temperature change in another embodiment. 他の実施の形態による発光回路の構成を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram illustrating a configuration of a light emitting circuit according to another embodiment. 他の実施の形態による発光回路の構成を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram illustrating a configuration of a light emitting circuit according to another embodiment. 他の実施の形態による発光回路の構成を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram illustrating a configuration of a light emitting circuit according to another embodiment. 他の実施の形態における各種信号波形を示す略線図である。FIG. 14 is a schematic diagram illustrating various signal waveforms according to another embodiment.

以下、発明を実施するための形態(以下実施の形態とする)について、図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the invention (hereinafter, referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.

[1.第1の実施の形態]
[1−1.画像形成装置の構成]
図1に示すように、第1の実施の形態による画像形成装置1は、いわゆるMFP(Multi Function Peripheral)となっており、媒体としての用紙に画像を形成する(すなわち印刷する)プリンタ機能の他、画像を読み取るイメージスキャナとしての機能や通信機能を有している。このため画像形成装置1は、これらの機能を組み合わせることにより、プリンタ、複写機(コピー機)及びファクシミリ装置等として動作することができる。この画像形成装置1は、プリンタとして機能する場合、例えばA3サイズやA4サイズ等の大きさでなる用紙Pに対し、所望のカラー画像を印刷できる。
[1. First Embodiment]
[1-1. Configuration of Image Forming Apparatus]
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 1 according to the first embodiment is a so-called MFP (Multi Function Peripheral), which has a printer function for forming (ie, printing) an image on paper as a medium. It has a function as an image scanner for reading an image and a communication function. Therefore, by combining these functions, the image forming apparatus 1 can operate as a printer, a copying machine (copier), a facsimile machine, or the like. When functioning as a printer, the image forming apparatus 1 can print a desired color image on a sheet P having a size such as A3 size or A4 size.

画像形成装置1は、略箱型に形成されたプリンタ筐体2の内部に種々の部品が配置されている。因みに以下では、図1における右端部分を画像形成装置1の正面とし、この正面と対峙して見た場合の上下方向、左右方向及び前後方向をそれぞれ定義した上で説明する。   In the image forming apparatus 1, various components are arranged inside a printer housing 2 formed in a substantially box shape. In the following, the right end portion in FIG. 1 is defined as the front of the image forming apparatus 1, and the vertical direction, the left and right direction, and the front and rear direction when viewed facing the front are defined and described.

画像形成装置1は、制御部3により全体を統括制御するようになっている。この制御部3は、コンピュータ装置等の上位装置(図示せず)と無線又は有線により接続されている。制御部3は、この上位装置から印刷対象の画像を表す画像データが与えられると共に当該画像データの印刷が指示されると、用紙Pの表面に印刷画像を形成する印刷処理を実行する。   The image forming apparatus 1 is entirely controlled by the control unit 3. The control unit 3 is connected to a host device (not shown) such as a computer device by wireless or wired. When image data representing an image to be printed is provided from the higher-level device and printing of the image data is instructed from the higher-level device, the control unit 3 executes a printing process for forming a print image on the surface of the paper P.

プリンタ筐体2内の最下部には、用紙Pを収容する用紙収容カセット4が設けられている。用紙収容カセット4の前上方には、給紙部5が設けられている。給紙部5は、用紙収容カセット4の前上側に配置されたホッピングローラ6、用紙Pを搬送路Wに沿って上方へ案内する搬送ガイド7、搬送路Wを挟んで互いに対向するレジストローラ8及びピンチローラ9等により構成されている。   A paper storage cassette 4 that stores paper P is provided at the lowermost portion in the printer housing 2. A paper feed unit 5 is provided above and in front of the paper storage cassette 4. The paper supply unit 5 includes a hopping roller 6 disposed on the front upper side of the paper storage cassette 4, a conveyance guide 7 for guiding the paper P upward along the conveyance path W, and registration rollers 8 opposed to each other across the conveyance path W. And a pinch roller 9 and the like.

給紙部5は、制御部3の制御に基づいて各ローラを適宜回転させることにより、用紙収容カセット4に集積された状態で収容されている用紙Pを1枚ずつ分離しながらピックアップし、搬送ガイド7により搬送路Wに沿って前上方へ進行させ、やがて後上方へ折り返してレジストローラ8及びピンチローラ9に当接させる。レジストローラ8は、回転が適宜抑制されており、ピンチローラ9との間で用紙Pに摩擦力を作用させることにより、進行方向に対して該用紙Pの側辺が傾斜する、いわゆる斜行を修正し、先頭及び末尾の端辺を左右に沿わせた状態としてから、後方へ送り出す。   The paper feed unit 5 picks up the papers P stored in the paper storage cassette 4 while separating them one by one by appropriately rotating each roller based on the control of the control unit 3, and conveys the papers. The guide 7 is moved forward and upward along the transport path W by the guide 7, and then folded back and upward to come into contact with the registration roller 8 and the pinch roller 9. The rotation of the registration roller 8 is appropriately suppressed. By applying a frictional force to the sheet P between the registration roller 8 and the pinch roller 9, a so-called skew in which the side of the sheet P is inclined with respect to the traveling direction. After the correction, the leading and trailing edges are aligned left and right, and then sent backward.

レジストローラ8及びピンチローラ9の後側には、搬送路Wがほぼ前後方向に沿って形成されており、その下側に中搬送部10が配置されている。中搬送部10は、前側に配置された前ローラ11と、後側に配置された後ローラ12と、下側に配置された下ローラ13との周囲に無端ベルトでなる搬送ベルト14が張架された構成となっている。また前ローラ11の上側には、搬送ベルト14を挟んで対向する位置に吸着ローラ15が設けられている。   On the rear side of the registration roller 8 and the pinch roller 9, a conveyance path W is formed substantially along the front-rear direction, and the middle conveyance section 10 is disposed below the conveyance path W. The intermediate transport unit 10 includes a front roller 11 disposed on the front side, a rear roller 12 disposed on the rear side, and a transport belt 14 including an endless belt stretched around a lower roller 13 disposed on the lower side. It is the configuration that was done. Above the front roller 11, a suction roller 15 is provided at a position opposed to the conveyance belt 14.

この中搬送部10は、所定のベルト駆動モータ(図示せず)から後ローラ12に対し駆動力が伝達されると、この後ローラ12を矢印R2方向へ回転させることにより、搬送ベルト14を走行させる。これにより搬送ベルト14は、搬送路Wに沿った上側部分、すなわち前ローラ11及び後ローラ12の間に張架された部分を、後方向へ走行させる。このとき中搬送部10は、給紙部5から用紙Pが引き渡されると、これを吸着ローラ15及び前ローラ11の間に搬送ベルト14と共に挟持し、該搬送ベルト14上側に用紙Pを載置した状態で、該搬送ベルト14の走行に伴って該用紙Pを後方へ進行させる。   When a driving force is transmitted to a rear roller 12 from a predetermined belt drive motor (not shown), the middle conveyance unit 10 runs the conveyance belt 14 by rotating the rear roller 12 in the direction of arrow R2. Let it. Accordingly, the transport belt 14 causes the upper portion along the transport path W, that is, the portion stretched between the front roller 11 and the rear roller 12 to travel rearward. At this time, when the paper P is delivered from the paper supply unit 5, the middle transport unit 10 nips the paper P between the suction roller 15 and the front roller 11 together with the transport belt 14, and places the paper P on the upper side of the transport belt 14. In this state, the paper P is caused to travel backward as the transport belt 14 travels.

中搬送部10の上側であり、搬送路Wを挟んで該中搬送部10の反対側には、4個の画像形成ユニット16C、16M、16Y及び16Kが後側から前側へ向かって順に配置されている。画像形成ユニット16C、16M、16Y及び16K(以下これらをまとめて画像形成ユニット16とも呼ぶ)は、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)及びブラック(K)の各色にそれぞれ対応しているものの、色のみが相違しており、何れも同様に構成されている。   Four image forming units 16C, 16M, 16Y and 16K are arranged in order from the rear side to the front side on the upper side of the middle conveyance unit 10 and on the opposite side of the middle conveyance unit 10 across the conveyance path W. ing. The image forming units 16C, 16M, 16Y and 16K (hereinafter collectively referred to as the image forming unit 16) correspond to each color of cyan (C), magenta (M), yellow (Y) and black (K), respectively. However, only the colors are different, and all have the same configuration.

画像形成ユニット16は、図2に示すように、画像形成部31、トナーカートリッジ32、LED(Light Emitting Diode)ヘッド33により構成されており、その下側に配置された転写ローラ17との間に搬送ベルト14を挟んでいる。トナーカートリッジ32は、現像剤としてのトナーを収容しており、画像形成部31の上側に配置され、当該画像形成部31の上方に取り付けられている。このトナーカートリッジ32は、収容しているトナーを画像形成部31のトナー収容部34へ供給する。   The image forming unit 16 includes an image forming unit 31, a toner cartridge 32, and an LED (Light Emitting Diode) head 33, as shown in FIG. The transport belt 14 is interposed. The toner cartridge 32 contains toner as a developer, is disposed above the image forming unit 31, and is mounted above the image forming unit 31. The toner cartridge 32 supplies the stored toner to the toner storage unit 34 of the image forming unit 31.

画像形成部31には、トナー収容部34の他、供給ローラ35、現像ローラ36、規制ブレード37、感光体ドラム38及び帯電ローラ39が組み込まれている。供給ローラ35は、中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成されており、その周側面に導電性ウレタンゴム発泡体等でなる弾性層が形成されている。現像ローラ36は、中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成されており、その周側面に弾性を有する弾性層や導電性を有する表面層等が形成されている。   The image forming section 31 incorporates a supply roller 35, a developing roller 36, a regulating blade 37, a photosensitive drum 38, and a charging roller 39 in addition to the toner storage section 34. The supply roller 35 is formed in a cylindrical shape with a central axis extending in the left-right direction, and an elastic layer made of a conductive urethane rubber foam or the like is formed on a peripheral side surface thereof. The developing roller 36 is formed in a cylindrical shape with a central axis extending in the left-right direction, and an elastic layer having elasticity, a surface layer having conductivity, and the like are formed on a peripheral side surface thereof.

規制ブレード37は、例えば所定厚さのステンレス鋼板でなり、僅かに弾性変形させた状態で、その一部を現像ローラ36の周側面に当接させている。感光体ドラム38は、中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成されており、その周側面に薄膜状の電荷発生層及び電荷輸送層が順次形成され、帯電し得るようになっている。帯電ローラ39は、中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成され、その周側面に導電性の弾性体が被覆されており、この周側面を感光体ドラム38の周側面に当接させている。   The regulating blade 37 is made of, for example, a stainless steel plate having a predetermined thickness. A part of the regulating blade 37 is in contact with the peripheral side surface of the developing roller 36 while being slightly elastically deformed. The photoreceptor drum 38 is formed in a cylindrical shape with the central axis extending in the left-right direction, and a thin-film charge generation layer and a charge transport layer are sequentially formed on the peripheral side surface thereof so that the photosensitive drum 38 can be charged. . The charging roller 39 is formed in a cylindrical shape with a central axis extending in the left-right direction, and a peripheral side surface thereof is covered with a conductive elastic body. The peripheral side surface is brought into contact with the peripheral side surface of the photosensitive drum 38. ing.

また画像形成部31の前下側であって、感光体ドラム38及び搬送ベルト14の当接箇所よりも上流側となる位置には、除電光源20が設けられている。この除電光源20は、感光体ドラム38に所定の光を照射することにより、帯電している静電気を除去するようになっている。   Further, a static elimination light source 20 is provided at a position on the front lower side of the image forming unit 31 and at a position upstream of a contact point between the photosensitive drum 38 and the transport belt 14. The static elimination light source 20 removes the charged static electricity by irradiating the photosensitive drum 38 with predetermined light.

この画像形成部31は、図示しないドラムモータから駆動力が供給されることにより、供給ローラ35、現像ローラ36及び帯電ローラ39を矢印R2方向(図中の反時計回り)へ回転させると共に、感光体ドラム38を矢印R1方向(図中の時計回り)へ回転させる。さらに画像形成部31は、供給ローラ35、現像ローラ36、規制ブレード37及び帯電ローラ39にそれぞれ所定のバイアス電圧を印加することにより、それぞれ帯電させる。   The image forming unit 31 rotates the supply roller 35, the developing roller 36, and the charging roller 39 in the direction of the arrow R2 (counterclockwise in the figure) by supplying a driving force from a drum motor (not shown), The body drum 38 is rotated in the direction of arrow R1 (clockwise in the figure). Further, the image forming section 31 applies a predetermined bias voltage to each of the supply roller 35, the developing roller 36, the regulating blade 37, and the charging roller 39, thereby charging each of them.

供給ローラ35は、帯電によりトナー収容部34内のトナーを周側面に付着させ、回転によりこのトナーを現像ローラ36の周側面に付着させる。現像ローラ36は、規制ブレード37によって周側面から余分なトナーが除去された後、この周側面を感光体ドラム38の周側面に当接させる。   The supply roller 35 causes the toner in the toner storage unit 34 to adhere to the peripheral side surface by charging, and causes the toner to adhere to the peripheral side surface of the developing roller 36 by rotation. After excess toner has been removed from the peripheral surface by the regulating blade 37, the developing roller 36 contacts the peripheral surface of the photosensitive drum 38.

一方、帯電ローラ39は、帯電した状態で感光体ドラム38と当接することにより、当該感光体ドラム38の周側面を一様に帯電させる。LEDヘッド33は、複数のLEDチップが左右方向に沿って直線状に配置されており、制御部3(図2)から供給される画像データに基づいた発光パターンで、所定の時間間隔毎に発光することにより、感光体ドラム38を露光する。これにより感光体ドラム38は、その上端近傍において周側面に静電潜像が形成される。   On the other hand, the charging roller 39 uniformly charges the peripheral side surface of the photosensitive drum 38 by making contact with the photosensitive drum 38 in a charged state. The LED head 33 has a plurality of LED chips arranged linearly in the left-right direction. The LED head 33 emits light at predetermined time intervals in a light emission pattern based on image data supplied from the control unit 3 (FIG. 2). Thus, the photosensitive drum 38 is exposed. As a result, an electrostatic latent image is formed on the peripheral side surface of the photosensitive drum 38 near the upper end thereof.

続いて感光体ドラム38は、矢印R1方向へ回転することにより、この静電潜像を形成した箇所を現像ローラ36と当接させる。これにより感光体ドラム38の周側面には、静電潜像に基づいてトナーが付着し、画像データに基づいたトナー画像が現像される。   Subsequently, the photosensitive drum 38 rotates in the direction of the arrow R <b> 1, thereby bringing the portion where the electrostatic latent image is formed into contact with the developing roller 36. As a result, toner adheres to the peripheral side surface of the photosensitive drum 38 based on the electrostatic latent image, and the toner image based on the image data is developed.

転写ローラ17は、感光体ドラム38の真下に位置しており、その周側面における上端近傍と該感光体ドラム38の下端近傍との間に、搬送ベルト14の上側部分を挟んでいる。この転写ローラ17は、所定のバイアス電圧が印加されると共に、図示しないドラムモータから駆動力が供給されて矢印R2方向へ回転する。これにより画像形成ユニット16は、搬送路Wに沿って用紙Pが搬送されていた場合、感光体ドラム38の周側面に現像されたトナー画像をこの用紙Pに転写することができる。   The transfer roller 17 is located directly below the photosensitive drum 38, and sandwiches the upper portion of the transport belt 14 between the vicinity of the upper end on the peripheral side surface and the vicinity of the lower end of the photosensitive drum 38. The transfer roller 17 is rotated in a direction indicated by an arrow R2 by a predetermined bias voltage being applied and a driving force supplied from a drum motor (not shown). Thus, when the paper P is being transported along the transport path W, the image forming unit 16 can transfer the toner image developed on the peripheral side surface of the photosensitive drum 38 to the paper P.

このようにして各画像形成ユニット16は、搬送路Wに沿って前方から搬送されて来る用紙Pに対し、それぞれの色によるトナー画像を順次転写して重ねながら、後方へ進行させていく。   In this way, each image forming unit 16 moves rearward while sequentially transferring and superimposing toner images of respective colors on the sheet P conveyed from the front along the conveyance path W.

因みに画像形成ユニット16は、制御部3の制御に基づいてトナー濃度検出処理が行われる場合、用紙Pが搬送されていない状態で、感光体ドラム38の表面に所定のトナー濃度検出画像を形成し、これを搬送ベルト14の表面に転写する。これにより搬送ベルト14の表面には、トナー濃度検出画像を構成するトナーが付着した状態となる。   Incidentally, when the toner density detection processing is performed based on the control of the control unit 3, the image forming unit 16 forms a predetermined toner density detection image on the surface of the photosensitive drum 38 in a state where the paper P is not conveyed. This is transferred to the surface of the conveyor belt 14. As a result, the toner constituting the toner density detection image adheres to the surface of the transport belt 14.

また中搬送部10(図2)には、後ローラ12の後斜め下側にトナー濃度センサ18が設けられると共に、下ローラ13の下側にクリーニング部19が設けられている。トナー濃度センサ18は、制御部3の制御に基づいてトナー濃度検出処理が行われる場合に、搬送ベルト14の表面に付着しているトナー濃度検出画像におけるトナーの濃度を検出するようになっている(詳しくは後述する)。   In the middle transport section 10 (FIG. 2), a toner density sensor 18 is provided diagonally below the rear roller 12 and a cleaning section 19 is provided below the lower roller 13. The toner density sensor 18 detects the toner density in the toner density detection image attached to the surface of the transport belt 14 when the toner density detection processing is performed based on the control of the control unit 3. (Details will be described later).

クリーニング部19は、搬送ベルト14の外周面に押し付けられた板状のクリーニングブレード19Bと、該クリーニングブレード19Bの下側に配置された廃トナー収容器19Cとにより構成されている。このクリーニング部19は、画像形成処理が行われる場合に用紙Pの搬送不良等が生じて搬送ベルト14に付着したトナーや、トナー濃度検出処理において搬送ベルト14に転写されたトナー濃度検出画像のトナーを、該搬送ベルト14の表面から掻き落として清掃する。これにより中搬送部10では、次に搬送される用紙Pの裏面、すなわち搬送路Wにおいて下方を向いている面でありトナー画像が転写されない面にトナーが付着して汚損させてしまう、いわゆる裏写りを防止することができる。   The cleaning unit 19 includes a plate-shaped cleaning blade 19B pressed against the outer peripheral surface of the transport belt 14, and a waste toner container 19C disposed below the cleaning blade 19B. The cleaning unit 19 is configured to control the toner adhered to the transport belt 14 due to a transport failure of the paper P when the image forming process is performed or the toner of the toner density detection image transferred to the transport belt 14 in the toner density detection process. Is scraped off from the surface of the conveyor belt 14 to be cleaned. As a result, in the middle transport unit 10, toner adheres to the back surface of the paper P to be transported next, that is, the surface facing downward in the transport path W and on which the toner image is not transferred, so that the so-called back surface is used. The reflection can be prevented.

中搬送部10の後端近傍には、定着部21が設けられている。定着部21は、搬送路Wを挟んで対向するように配置された加熱ローラ21A及び加圧ローラ21Bにより構成されている。加熱ローラ21Aは、中心軸を左右方向に向けた円筒状に形成されており、内部にヒータが設けられている。加圧ローラ21Bは、加熱ローラ21Aと同様の円筒状に形成されており、上側の表面を加熱ローラ21Aにおける下側の表面に所定の押圧力で押し付けている。   A fixing unit 21 is provided near the rear end of the middle transport unit 10. The fixing unit 21 includes a heating roller 21A and a pressure roller 21B that are arranged to face each other with the conveyance path W interposed therebetween. The heating roller 21A is formed in a cylindrical shape with the central axis directed in the left-right direction, and a heater is provided inside. The pressing roller 21B is formed in the same cylindrical shape as the heating roller 21A, and presses the upper surface against the lower surface of the heating roller 21A with a predetermined pressing force.

この定着部21は、制御部3の制御に基づき、加熱ローラ21Aを加熱すると共に当該加熱ローラ21A及び加圧ローラ21Bをそれぞれ所定方向へ回転させる。これにより定着部21は、中搬送部10から受け取った用紙P、すなわち4色のトナー画像が重ねて転写された用紙Pに対して熱及び圧力を加えてトナーを定着させ、さらに後方へ引き渡す。   The fixing unit 21 heats the heating roller 21A and rotates the heating roller 21A and the pressing roller 21B in predetermined directions based on the control of the control unit 3. Thus, the fixing unit 21 applies heat and pressure to the paper P received from the middle transport unit 10, that is, the paper P on which the four color toner images are transferred in a superimposed manner, fixes the toner, and transfers the paper to the rear.

定着部21の後方には、排紙部22が配置されている。排紙部22は、給紙部5と同様、用紙Pを案内するガイドや複数の搬送ローラ等の組み合わせにより構成されている。この排紙部22は、制御部3の制御に従って各搬送ローラを適宜回転させることにより、定着部21から引き渡される用紙Pを後上方へ搬送してから前方へ向けて折り返し、プリンタ筐体2の上面に形成された排出トレイ2Tへ排出する。   A paper discharge unit 22 is disposed behind the fixing unit 21. The paper discharge unit 22 is configured by a combination of a guide for guiding the paper P, a plurality of transport rollers, and the like, similarly to the paper supply unit 5. The paper discharge unit 22 conveys the paper P delivered from the fixing unit 21 rearward and upward, and then folds forward by appropriately rotating each conveyance roller under the control of the control unit 3. The sheet is discharged to a discharge tray 2T formed on the upper surface.

さらにプリンタ筐体2内における搬送路Wに沿った複数の箇所には、用紙Pを検出するための用紙センサ25、26、27及び28が適宜設けられている。この用紙センサ25等は、搬送路W内における用紙Pの有無をそれぞれ検出し、得られた検出結果を制御部3へ通知する。これに応じて制御部3は、各搬送ローラの回転や中搬送部10における搬送ベルト14の走行等を適宜制御するようになっている。   Further, paper sensors 25, 26, 27 and 28 for detecting the paper P are appropriately provided at a plurality of locations along the transport path W in the printer housing 2. The paper sensor 25 and the like respectively detect the presence or absence of the paper P in the transport path W, and notify the control unit 3 of the obtained detection result. In response to this, the control unit 3 appropriately controls the rotation of each transport roller, the traveling of the transport belt 14 in the middle transport unit 10, and the like.

[1−2.トナー濃度センサの構成]
次に、トナー濃度センサ18の構成について説明する。図3に示すように、トナー濃度センサ18は、プリンタ筐体2に固定された取付部材40に取り付けられている。トナー濃度センサ18は、センサ筐体41の内部に、搬送ベルト14に向けて検知光L1を発光する発光部42と、該搬送ベルト14において反射された検知光L1を受光するカラー受光部43C及びモノクロ受光部43M(以下、両者をまとめて受光部43とも呼ぶ)が、それぞれ設けられている。
[1-2. Configuration of Toner Density Sensor]
Next, the configuration of the toner density sensor 18 will be described. As shown in FIG. 3, the toner concentration sensor 18 is attached to an attachment member 40 fixed to the printer housing 2. The toner density sensor 18 includes a light emitting unit 42 that emits the detection light L1 toward the transport belt 14 inside the sensor housing 41, a color light receiving unit 43C that receives the detection light L1 reflected by the transport belt 14, and A monochrome light receiving unit 43M (hereinafter, also collectively referred to as a light receiving unit 43) is provided.

センサ筐体41は、後方から見た場合に、発光部42における検知光L1の光軸XEが搬送ベルト14の表面に対し所定の角度θ(例えば75度)をなすように、該発光部42の取付角度が適宜調整され、さらに取付部材40に対する取付角度も適宜調整されている。   The sensor housing 41 is configured such that, when viewed from behind, the light emitting section 42 is arranged such that the optical axis XE of the detection light L1 in the light emitting section 42 forms a predetermined angle θ (for example, 75 degrees) with respect to the surface of the conveyor belt 14. Is appropriately adjusted, and the mounting angle with respect to the mounting member 40 is also appropriately adjusted.

またセンサ筐体41では、後方から見た場合に、搬送ベルト14の法線14Nを挟んで、発光部42の光軸XE及びモノクロ受光部43Mの光軸XMが互いに対称となるよう、該モノクロ受光部43Mの取付角度や取付位置等が調整されている。このためトナー濃度センサ18では、発光部42から照射された検知光L1が光軸XEに沿って進行し、搬送ベルト14の表面において様々な方向へ反射した場合、このうち鏡面反射した成分をモノクロ受光部43Mに到達させることができる。   Further, in the sensor housing 41, when viewed from the rear, the monochrome axis of the light emitting section 42 and the optical axis XM of the monochrome light receiving section 43M are symmetrical to each other with the normal 14N of the conveyor belt 14 interposed therebetween. The mounting angle and the mounting position of the light receiving unit 43M are adjusted. For this reason, in the toner density sensor 18, when the detection light L1 emitted from the light emitting section 42 travels along the optical axis XE and is reflected in various directions on the surface of the transport belt 14, the mirror-reflected component is monochrome. It can reach the light receiving section 43M.

さらにセンサ筐体41は、発光部42を挟んでモノクロ受光部43Mと反対側にカラー受光部43Cが配置されている。具体的にセンサ筐体41では、カラー受光部43Cの光軸XCが発光部42の光軸XEに対し所定の角度φ(例えば30度)をなすように、該カラー受光部43Cの取付位置や取付角度等が適宜調整されている。このためトナー濃度センサ18では、発光部42から照射された検知光L1が光軸XEに沿って進行し、搬送ベルト14の表面において様々な方向へ反射した場合、乱反射した成分の一部を、カラー受光部43Cに到達させて受光することができる。   Further, in the sensor housing 41, a color light receiving unit 43C is arranged on the opposite side of the light emitting unit 42 from the monochrome light receiving unit 43M. Specifically, in the sensor housing 41, the mounting position of the color light receiving unit 43C and the optical axis XC of the color light receiving unit 43C are set at a predetermined angle φ (for example, 30 degrees) with respect to the optical axis XE of the light emitting unit 42. The mounting angle and the like are appropriately adjusted. For this reason, in the toner density sensor 18, when the detection light L1 emitted from the light emitting unit 42 travels along the optical axis XE and is reflected in various directions on the surface of the transport belt 14, a part of the irregularly reflected component is removed. Light can be received by reaching the color light receiving section 43C.

また発光部42には、複数の電子部品が適宜接続されてなる発光回路44が組み込まれている。これと同様に、カラー受光部43C及びモノクロ受光部43M(すなわち受光部43)には、複数の電子部品が適宜接続されてなるカラー受光回路45C及びモノクロ受光回路45M(以下、両者をまとめて受光回路45とも呼ぶ)がそれぞれ組み込まれている。以下では、発光回路44及び受光回路45の各回路構成について、それぞれ説明する。   Further, the light emitting section 42 incorporates a light emitting circuit 44 to which a plurality of electronic components are appropriately connected. Similarly, the color light receiving section 43C and the monochrome light receiving section 43M (that is, the light receiving section 43) have a color light receiving circuit 45C and a monochrome light receiving circuit 45M (hereinafter collectively receiving light) which are appropriately connected to a plurality of electronic components. Circuit 45). Hereinafter, each circuit configuration of the light emitting circuit 44 and the light receiving circuit 45 will be described.

[1−2−1.発光回路の構成]
発光回路44は、図4に回路図を示すように、三端子レギュレータ51、抵抗52、ダイオード53及び発光ダイオード(すなわちLED)54といった、比較的少数の電子部品により構成されている。
[1-2-1. Configuration of Light Emitting Circuit]
The light emitting circuit 44 includes a relatively small number of electronic components such as a three-terminal regulator 51, a resistor 52, a diode 53, and a light emitting diode (ie, LED) 54, as shown in the circuit diagram of FIG.

三端子レギュレータ51は、入力端子51iに電源電圧が印加されると、出力端子51o及びグランド端子51gの間に一定の出力電圧Voを発生しながら、該出力端子51oに接続された負荷に応じて、該出力端子51oから出力電流Ioを出力するようになっている。   When a power supply voltage is applied to the input terminal 51i, the three-terminal regulator 51 generates a constant output voltage Vo between the output terminal 51o and the ground terminal 51g, and generates a constant output voltage Vo according to the load connected to the output terminal 51o. The output current Io is output from the output terminal 51o.

この三端子レギュレータ51の入力端子51iは、所定の電源回路(図示せず)と接続されており、この電源回路から所定の電源電圧VDDが供給される。出力端子51oは、抵抗値がRo[Ω]である抵抗52を介して、ダイオード53のアノード端子と接続されている。このダイオード53は、シリコン等の半導体材料により構成されたP型半導体及びN型半導体が互いに接合されており、PN接合を有する半導体(いわゆるシリコンダイオード)として構成されている。   The input terminal 51i of the three-terminal regulator 51 is connected to a predetermined power supply circuit (not shown), and a predetermined power supply voltage VDD is supplied from the power supply circuit. The output terminal 51o is connected to the anode terminal of the diode 53 via a resistor 52 having a resistance value of Ro [Ω]. The diode 53 has a P-type semiconductor and an N-type semiconductor made of a semiconductor material such as silicon bonded to each other, and is configured as a semiconductor having a PN junction (a so-called silicon diode).

ダイオード53のカソード端子は、接続点N1においてグランド端子51gに接続されると共に、発光ダイオード54のアノード端子に接続されている。この発光ダイオード54のカソード端子は、グランドに接続されている。   The cathode terminal of the diode 53 is connected to the ground terminal 51g at the connection point N1 and to the anode terminal of the light emitting diode 54. The cathode terminal of the light emitting diode 54 is connected to the ground.

かかる構成により、発光回路44は、入力端子51iに所定の電源電圧VDDが供給されると、出力端子51oから出力電流Ioを出力すると共に、該出力端子51o及びグランド端子51gの間に出力電圧Voを発生する。この出力電圧Voは、三端子レギュレータ51において予め定められた値となる。このときグランド端子51gには、グランド端子電流Issが流れる。   With this configuration, when the predetermined power supply voltage VDD is supplied to the input terminal 51i, the light emitting circuit 44 outputs the output current Io from the output terminal 51o, and outputs the output voltage Vo between the output terminal 51o and the ground terminal 51g. Occurs. This output voltage Vo has a predetermined value in the three-terminal regulator 51. At this time, a ground terminal current Iss flows through the ground terminal 51g.

出力端子51oから出力された出力電流Ioは、抵抗52を介してダイオード53に供給される。このとき抵抗52における両端の間には、抵抗値Ro及び出力電流Ioを乗じて得られる抵抗電圧Vrが電位差として発生する。またダイオード53は、PN接合を有しているため、順方向電圧Vfだけ電圧を降下させる。すなわち抵抗52における抵抗電圧Vrは、三端子レギュレータ51の出力電圧Voから順方向電圧Vfを減じた差分の電圧値に相当する。   The output current Io output from the output terminal 51o is supplied to the diode 53 via the resistor 52. At this time, a resistance voltage Vr obtained by multiplying the resistance value Ro and the output current Io is generated as a potential difference between both ends of the resistor 52. Since the diode 53 has a PN junction, the voltage drops by the forward voltage Vf. That is, the resistance voltage Vr at the resistor 52 corresponds to a voltage value of a difference obtained by subtracting the forward voltage Vf from the output voltage Vo of the three-terminal regulator 51.

また発光回路44は、出力電流Io及びグランド端子電流Issが流入される接続点N1から、発光ダイオード54に対し、この出力電流Io及びグランド端子電流Issを加算した大きさに相当する順電流Ifを供給する。発光ダイオード54は、この順電流Ifが供給されると、その大きさに応じた光量の検知光L1(図3)を発光することができる。   Further, the light emitting circuit 44 supplies a forward current If corresponding to the sum of the output current Io and the ground terminal current Iss to the light emitting diode 54 from the connection point N1 into which the output current Io and the ground terminal current Iss flow. Supply. When the forward current If is supplied, the light emitting diode 54 can emit the detection light L1 (FIG. 3) having a light amount corresponding to the magnitude of the forward current If.

ところでダイオード53では、PN接合の性質上、周囲の温度が上昇すると、順方向電圧Vfが減少することが知られている。発光回路44では、周囲の温度が上昇すると、ダイオード53における順方向電圧Vfが減少するものの、三端子レギュレータ51の出力電圧Voが一定であるため、抵抗52に印加される抵抗電圧Vrが相対的に増加し、これに応じて出力電流Ioが増加する。すなわち発光回路44では、周囲の温度が上昇すると、出力電流Ioを増加させることにより、発光ダイオード54に供給する順電流Ifを増加させることができる。   By the way, in the diode 53, it is known that the forward voltage Vf decreases as the ambient temperature increases due to the nature of the PN junction. In the light emitting circuit 44, although the forward voltage Vf of the diode 53 decreases as the ambient temperature increases, the output voltage Vo of the three-terminal regulator 51 is constant, so that the resistance voltage Vr applied to the resistor 52 is relatively low. , And the output current Io increases accordingly. That is, in the light emitting circuit 44, when the ambient temperature increases, the forward current If supplied to the light emitting diode 54 can be increased by increasing the output current Io.

ここで、発光回路44における各値の関係について、より詳細に説明する。まず接続点N1に流れる電流に着目すると、出力電流Io、グランド端子電流Iss及び順電流Ifの間には、次の(1)式のような関係が成立する。   Here, the relationship between the respective values in the light emitting circuit 44 will be described in more detail. First, focusing on the current flowing through the connection point N1, the following equation (1) holds among the output current Io, the ground terminal current Iss, and the forward current If.

Io+Iss=If ……(1)   Io + Iss = If (1)

また三端子レギュレータ51における出力電流Io及びグランド端子電流Issを比較すると、次の(2)式のような関係が成り立つ。   When the output current Io and the ground terminal current Iss in the three-terminal regulator 51 are compared, the following equation (2) holds.

Iss<<Io ……(2)   Iss << Io (2)

このため、(1)式を順電流Ifについて整理すると、次の(3)式のように表すことができる。   Therefore, when the equation (1) is arranged for the forward current If, it can be expressed as the following equation (3).

If≒Io=Vr/Ro
=(Vo−Vf)/Ro ……(3)
If ≒ Io = Vr / Ro
= (Vo−Vf) / Ro (3)

ここで、ダイオード53の順方向電圧Vfは、PN接合における一般的な性質として、1[℃]の温度上昇に対して約−2[mV]の割合で変化すること、すなわち減少することが知られている。すなわちダイオード53の順方向電圧Vfは、温度依存性を有しており、その温度係数は約−2[mV/℃]=−2×10−3[V/℃]である。このため順電流Ifは、(3)式から、温度の上昇に対し、ほぼ直線的に増加するような特性を有する。 Here, as a general property of the PN junction, it is known that the forward voltage Vf of the diode 53 changes, that is, decreases at a rate of about −2 [mV] with respect to a temperature rise of 1 [° C.]. Have been. That is, the forward voltage Vf of the diode 53 has temperature dependency, and its temperature coefficient is about −2 [mV / ° C.] = − 2 × 10 −3 [V / ° C.]. For this reason, from equation (3), the forward current If has such a characteristic that it increases almost linearly with an increase in temperature.

この順電流Ifにおける温度上昇に対する変化の度合を、温度係数Tc[%/℃]と定義する。また温度の変動幅を変動温度ΔT[℃]とし、順電流Ifの変動幅を変動電流ΔIf[A]とすると、この温度係数Tcは、次の(4)式のように表すことができる。   The degree of change in the forward current If with respect to a temperature rise is defined as a temperature coefficient Tc [% / ° C.]. Further, assuming that the fluctuation width of the temperature is the fluctuation temperature ΔT [° C.] and the fluctuation width of the forward current If is the fluctuation current ΔIf [A], the temperature coefficient Tc can be expressed as the following equation (4).

Tc=(1/If)×(ΔIf/ΔT)
=1/(Vo−Vf)×(−ΔVf/ΔT) ……(4)
Tc = (1 / If) × (ΔIf / ΔT)
= 1 / (Vo−Vf) × (−ΔVf / ΔT) (4)

この(4)式において、(ΔVf/ΔT)は、ダイオード53のPN接合における順電圧の温度係数を表しており、上述したように約−2[mV/℃]である。また、ダイオード53のPN接合における順方向電圧Vfは、一般に約0.6[V]であることが知られている。   In the equation (4), (ΔVf / ΔT) represents the temperature coefficient of the forward voltage at the PN junction of the diode 53, and is about −2 [mV / ° C.] as described above. It is known that the forward voltage Vf at the PN junction of the diode 53 is generally about 0.6 [V].

従って発光回路44では、三端子レギュレータ51の出力電圧Vo[V]が定まると、この値を他の値と共に(4)式に代入することにより、温度係数Tcを算出することができる。また発光回路44では、この出力電圧Vo[V]の値を他の値と共に(3)式に代入することにより、順電流Ifを算出することができる。   Therefore, in the light emitting circuit 44, when the output voltage Vo [V] of the three-terminal regulator 51 is determined, the temperature coefficient Tc can be calculated by substituting this value into the equation (4) together with other values. In the light emitting circuit 44, the forward current If can be calculated by substituting the value of the output voltage Vo [V] into the equation (3) together with other values.

具体的に発光回路44では、三端子レギュレータ51の出力電圧Vo[V]及び抵抗52の抵抗値Ro[Ω]に関して、例えば以下に示すような3通りの異なる数値例を採用することができる。   Specifically, in the light emitting circuit 44, for example, three different numerical examples as shown below can be employed for the output voltage Vo [V] of the three-terminal regulator 51 and the resistance value Ro [Ω] of the resistor 52.

[数値例1]
三端子レギュレータ51の出力電圧Voを1.2[V]とし、抵抗52の抵抗値Roを30[Ω]とした場合、温度係数Tcは、上述した(4)式を利用することにより、次の(5)式のように算出することができる。
[Numerical example 1]
When the output voltage Vo of the three-terminal regulator 51 is set to 1.2 [V] and the resistance value Ro of the resistor 52 is set to 30 [Ω], the temperature coefficient Tc is calculated by using the above equation (4). (5) can be calculated.

Tc=1/(Vo−Vf)×(−ΔVf/ΔT)
=1/(1.2−0.6)×(2×10−3
≒3.3×10−2[/℃]
=0.33[%/℃] ……(5)
Tc = 1 / (Vo−Vf) × (−ΔVf / ΔT)
= 1 / (1.2−0.6) × (2 × 10 −3 )
≒ 3.3 × 10 -2 [/ ° C]
= 0.33 [% / ° C] (5)

またこの場合、順電流Ifは、上述した(3)式を利用することにより、次の(6)式のように算出することができる。   In this case, the forward current If can be calculated as in the following equation (6) by using the above equation (3).

If=(Vo−Vf)/Ro
=(1.2−0.6)/30
=0.02[A]=20[mA] ……(6)
If = (Vo−Vf) / Ro
= (1.2-0.6) / 30
= 0.02 [A] = 20 [mA] (6)

[数値例2]
三端子レギュレータ51の出力電圧Voを0.9[V]とし、抵抗52の抵抗値Roを15[Ω]とした場合、温度係数Tcは、上述した(4)式を利用することにより、次の(7)式のように算出することができる。
[Numerical example 2]
When the output voltage Vo of the three-terminal regulator 51 is set to 0.9 [V] and the resistance value Ro of the resistor 52 is set to 15 [Ω], the temperature coefficient Tc is calculated by using the above equation (4). (7) can be calculated.

Tc=1/(Vo−Vf)×(−ΔVf/ΔT)
=1/(0.9−0.6)×(2×10−3
≒6.6×10−2[/℃]
=0.66[%/℃] ……(7)
Tc = 1 / (Vo−Vf) × (−ΔVf / ΔT)
= 1 / (0.9−0.6) × (2 × 10 −3 )
≒ 6.6 × 10 -2 [/ ° C]
= 0.66 [% / ° C] (7)

またこの場合、順電流Ifは、上述した(3)式を利用することにより、次の(8)式のように算出することができる。   In this case, the forward current If can be calculated as in the following equation (8) by using the above equation (3).

If=(Vo−Vf)/Ro
=(0.9−0.6)/15
=0.02[A]=20[mA] ……(8)
If = (Vo−Vf) / Ro
= (0.9-0.6) / 15
= 0.02 [A] = 20 [mA] (8)

すなわち数値例2では、数値例1の場合と比較して、順電流Ifを同等に揃えながら、温度係数Tcを約2倍の大きさとすることができる。   That is, in Numerical Example 2, the temperature coefficient Tc can be made about twice as large as in Numerical Example 1 while equalizing the forward current If.

[数値例3]
三端子レギュレータ51の出力電圧Voを0.8[V]とし、抵抗52の抵抗値Roを10[Ω]とした場合、温度係数Tcは、上述した(4)式を利用することにより、次の(9)式のように算出することができる。
[Numerical example 3]
When the output voltage Vo of the three-terminal regulator 51 is set to 0.8 [V] and the resistance value Ro of the resistor 52 is set to 10 [Ω], the temperature coefficient Tc is calculated by using the above equation (4). (9) can be calculated.

Tc=1/(Vo−Vf)×(−ΔVf/ΔT)
=1/(0.8−0.6)×(2×10−3
≒1.0×10−2[/℃]
=1.0[%/℃] ……(9)
Tc = 1 / (Vo−Vf) × (−ΔVf / ΔT)
= 1 / (0.8−0.6) × (2 × 10 −3 )
≒ 1.0 × 10 -2 [/ ° C]
= 1.0 [% / ° C] (9)

またこの場合、順電流Ifは、上述した(3)式を利用することにより、次の(10)式のように算出することができる。   In this case, the forward current If can be calculated as in the following expression (10) by using the above expression (3).

If=(Vo−Vf)/Ro
=(0.8−0.6)/10
=0.02[A]=20[mA] ……(10)
If = (Vo−Vf) / Ro
= (0.8-0.6) / 10
= 0.02 [A] = 20 [mA] (10)

すなわち数値例3では、数値例1の場合と比較して、順電流Ifを同等に揃えながら、温度係数Tcを約3倍の大きさとすることができる。   That is, in Numerical Example 3, the temperature coefficient Tc can be made about three times as large as in Numerical Example 1, while making the forward current If equal.

このように発光回路44では、周囲の温度の上昇に伴い、発光ダイオード54に供給する順電流Ifを温度係数Tcに応じた度合で増加させることができる。また発光回路44では、出力電圧Vo及び抵抗値Roをそれぞれ適切に選定することにより、温度係数Tcの値を比較的広い範囲から設定すること、及び該温度係数Tcの値から独立して順電流Ifの値を任意に設定することができる。   As described above, in the light emitting circuit 44, the forward current If supplied to the light emitting diode 54 can be increased at a degree corresponding to the temperature coefficient Tc as the ambient temperature increases. Further, in the light emitting circuit 44, by appropriately selecting the output voltage Vo and the resistance value Ro, the value of the temperature coefficient Tc is set from a relatively wide range, and the forward current is independent of the value of the temperature coefficient Tc. The value of If can be set arbitrarily.

[1−2−2.受光回路の構成]
受光回路45は、図5に示すように、カラー受光回路45C及びモノクロ受光回路45Mにより構成されている。カラー受光回路45C及びモノクロ受光回路45Mは、互いに独立し、且つ互いに同等の回路構成となっている。そこで以下では、カラー受光回路45Cを例に説明する。
[1-2-2. Configuration of light receiving circuit]
As shown in FIG. 5, the light receiving circuit 45 includes a color light receiving circuit 45C and a monochrome light receiving circuit 45M. The color light receiving circuit 45C and the monochrome light receiving circuit 45M have independent circuit configurations and are equivalent to each other. Therefore, hereinafter, the color light receiving circuit 45C will be described as an example.

カラー受光回路45Cは、大きく分けて、前段の電流電圧変換部60Cと、後段の増幅部70とにより構成されている。電流電圧変換部60Cは、受光した光の大きさに応じた電流を生成するフォトダイオード61と、非反転入力端子、反転入力端子及び出力端子を有するオペアンプ62とを中心に構成されている。   The color light receiving circuit 45C is roughly composed of a current-to-voltage converter 60C in the former stage and an amplifier 70 in the latter stage. The current-voltage converter 60C mainly includes a photodiode 61 that generates a current corresponding to the intensity of the received light, and an operational amplifier 62 having a non-inverting input terminal, an inverting input terminal, and an output terminal.

フォトダイオード61のアノード端子及びカソード端子は、接続点N11及びN12を介してオペアンプ62の非反転入力端子及び反転入力端子にそれぞれ接続されている。接続点N12には、所定の基準電圧Vref1が供給される。説明の都合上、以下ではフォトダイオード61のアノード端子及びカソード端子をそれぞれ第1端子及び第2端子とも呼ぶ。   The anode terminal and the cathode terminal of the photodiode 61 are connected to the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier 62 via connection points N11 and N12, respectively. A predetermined reference voltage Vref1 is supplied to the connection point N12. For convenience of explanation, the anode terminal and the cathode terminal of the photodiode 61 are hereinafter also referred to as a first terminal and a second terminal, respectively.

オペアンプ62の出力端子は、接続点N13及び接続点N14に接続されている。この接続点N13及び接続点N11の間には、可変抵抗63及び抵抗64が直列に接続されている。すなわち電流電圧変換部60Cでは、オペアンプ62から出力された電流の一部が可変抵抗63及び抵抗64を介して反転入力端子に供給されており、これにより負帰還の回路を形成している。接続点N14は、電流電圧変換部60Cの出力端子となっており、且つ増幅部70Cの入力端子となっている。   The output terminal of the operational amplifier 62 is connected to the connection points N13 and N14. A variable resistor 63 and a resistor 64 are connected in series between the connection point N13 and the connection point N11. That is, in the current-voltage converter 60C, a part of the current output from the operational amplifier 62 is supplied to the inverting input terminal via the variable resistor 63 and the resistor 64, thereby forming a negative feedback circuit. The connection point N14 is an output terminal of the current-voltage converter 60C and an input terminal of the amplifier 70C.

かかる構成により電流電圧変換部60Cは、フォトダイオード61の両端子間に流れる電流を電圧に変換して電圧Vo1の中間信号を生成し、これを該電流電圧変換部60Cの出力端子である接続点N14から後段の増幅部70Cへ供給することができる。   With this configuration, the current-to-voltage converter 60C converts the current flowing between the two terminals of the photodiode 61 into a voltage to generate an intermediate signal of the voltage Vo1, and outputs the intermediate signal to the connection point that is the output terminal of the current-to-voltage converter 60C. The signal can be supplied from N14 to the subsequent amplification section 70C.

増幅部70Cは、オペアンプ62と同様に構成され、非反転入力端子、反転入力端子及び出力端子を有するオペアンプ71を中心に構成されている。オペアンプ71の非反転入力端子は、接続点N15を介して抵抗72の一端と接続されている。この抵抗72の他端は、増幅部70Cの入力端子である接続点N14と接続されており、電流電圧変換部60Cから出力された電圧が供給される。すなわちオペアンプ71の非反転入力端子には、電流電圧変換部60Cから出力された電圧が抵抗72を介して入力される。またオペアンプ71の非反転入力端子には、抵抗73を介して、所定の基準電圧Vref2が供給される。   The amplifying unit 70C has the same configuration as the operational amplifier 62, and is configured around an operational amplifier 71 having a non-inverting input terminal, an inverting input terminal, and an output terminal. The non-inverting input terminal of the operational amplifier 71 is connected to one end of the resistor 72 via a connection point N15. The other end of the resistor 72 is connected to a connection point N14 which is an input terminal of the amplifier 70C, and is supplied with a voltage output from the current-voltage converter 60C. That is, the voltage output from the current-voltage converter 60C is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 71 via the resistor 72. Further, a predetermined reference voltage Vref2 is supplied to a non-inverting input terminal of the operational amplifier 71 via a resistor 73.

オペアンプ71の出力端子は、接続点N16、N17及びN18が接続されている。接続点N17は、抵抗74を介して接地されている。接続点N16は、抵抗75を介して接続点N15と接続されている。すなわち増幅部70Cでは、オペアンプ71から出力された電流の一部が抵抗75を介して反転入力端子に供給されている。接続点N18は、増幅部70Cの出力端子となっている。   The output terminals of the operational amplifier 71 are connected to connection points N16, N17 and N18. The connection point N17 is grounded via the resistor 74. The connection point N16 is connected to the connection point N15 via a resistor 75. That is, in the amplifier 70C, a part of the current output from the operational amplifier 71 is supplied to the inverting input terminal via the resistor 75. The connection point N18 is an output terminal of the amplifier 70C.

このように増幅部70Cは、抵抗72の抵抗値R72[Ω]と抵抗75の抵抗値R75[Ω]との比率、すなわち値(R75/R72)を増幅率として中間信号の電圧を増幅する反転増幅回路となっている。このため増幅部70Cは、電流電圧変換部60Cから供給される電圧Vo1の中間信号を増幅することにより、電圧Vout1でなるカラー受光信号を生成することができる。このとき生成されたカラー受光信号は、制御部3(図1)に供給される。   As described above, the amplifying unit 70C inverts the voltage of the intermediate signal using the ratio of the resistance value R72 [Ω] of the resistor 72 and the resistance value R75 [Ω] of the resistor 75, that is, the value (R75 / R72) as the amplification factor. It is an amplification circuit. Therefore, the amplifier 70C can generate a color light receiving signal having the voltage Vout1 by amplifying the intermediate signal of the voltage Vo1 supplied from the current-voltage converter 60C. The color light receiving signal generated at this time is supplied to the control unit 3 (FIG. 1).

これと同様にモノクロ受光回路45M(図5)は、フォトダイオードによって受光した光の大きさに応じた電圧Vout2でなるモノクロ受光信号を生成する。このとき生成されたモノクロ受光信号は、カラー受光信号と同様、制御部3(図1)に供給される。   Similarly, the monochrome light receiving circuit 45M (FIG. 5) generates a monochrome light receiving signal having a voltage Vout2 corresponding to the magnitude of light received by the photodiode. The monochrome light receiving signal generated at this time is supplied to the control unit 3 (FIG. 1), like the color light receiving signal.

これに応じて制御部3は、カラー受光回路45C及びモノクロ受光回路45Mからそれぞれ得られたカラー受光信号及びモノクロ受光信号の電圧Vout1及びVout2を所定の基準値と比較する等、種々の演算処理を行うことにより、搬送ベルト14に付着しているトナーの濃度を検出することができる。   In response to this, the control unit 3 performs various arithmetic processing such as comparing the voltages Vout1 and Vout2 of the color light receiving signal and the monochrome light receiving signal obtained from the color light receiving circuit 45C and the monochrome light receiving circuit 45M with predetermined reference values. By doing so, it is possible to detect the density of the toner adhering to the transport belt 14.

[1−3.効果等]
以上の構成において、第1の実施の形態による画像形成装置1のトナー濃度センサ18では、発光部42に発光回路44(図4)を組み込んだ構成とした。
[1-3. Effects]
In the above configuration, the toner density sensor 18 of the image forming apparatus 1 according to the first embodiment has a configuration in which the light emitting circuit 44 (FIG. 4) is incorporated in the light emitting section 42.

ここで、発光回路44との比較用に、特許文献1の図1(b)に示されているような従来の発光回路について検討する。従来の発光回路では、所定のLED駆動回路等により、周囲の温度に関わらず、発光ダイオードに対し一定のLED駆動電流が供給されていた。   Here, for comparison with the light emitting circuit 44, a conventional light emitting circuit as shown in FIG. In a conventional light emitting circuit, a fixed LED driving current is supplied to a light emitting diode by a predetermined LED driving circuit or the like regardless of the ambient temperature.

このため従来の発光回路では、温度TaとLED駆動電流との関係をグラフ化すると、図6(A)に示すように、温度Taに関わらずLED駆動電流が一定の値となる。従って従来の発光回路では、例えば25℃におけるLED駆動電流I25と50℃におけるLED駆動電流I50とが同等の値となっている。   For this reason, in the conventional light emitting circuit, when the relationship between the temperature Ta and the LED driving current is graphed, the LED driving current has a constant value regardless of the temperature Ta, as shown in FIG. Therefore, in the conventional light emitting circuit, for example, the LED drive current I25 at 25 ° C. and the LED drive current I50 at 50 ° C. have the same value.

しかしながら発光ダイオードは、温度依存性を持ち、その周囲の温度が上昇すると自らの発光量を減少させる、といった性質を有している。このため、従来の発光回路における温度Taと発光量との関係をグラフ化すると、図6(B)に示すように、温度Taの増加に伴って発光量が減少するような特性となる。従って従来の発光回路では、例えば25℃における発光量P25よりも50℃における発光量P50の方が小さな値となっている。   However, a light emitting diode has a temperature dependency, and has a property of decreasing its own light emission when its surrounding temperature rises. For this reason, when the relationship between the temperature Ta and the light emission amount in the conventional light emitting circuit is graphed, the characteristic is such that the light emission amount decreases as the temperature Ta increases, as shown in FIG. Therefore, in the conventional light emitting circuit, for example, the light emission amount P50 at 50 ° C. is smaller than the light emission amount P25 at 25 ° C.

ここで、従来の発光回路と対応する従来の受光回路において、温度に関わらず一定の比率で光量に応じた大きさの出力電圧を生成できる場合を想定する。この場合、この受光回路における温度Taと出力電圧との関係をグラフ化すると、図6(C)に示すように、温度Taの増加に伴って出力電圧が減少するような特性となる。従って従来の発光回路と対応する従来の受光回路では、例えば25℃における出力電圧V25よりも50℃における出力電圧V50の方が小さな値となっている。   Here, it is assumed that a conventional light receiving circuit corresponding to the conventional light emitting circuit can generate an output voltage of a magnitude corresponding to the amount of light at a fixed ratio regardless of the temperature. In this case, when the relationship between the temperature Ta and the output voltage in the light receiving circuit is graphed, the output voltage decreases as the temperature Ta increases as shown in FIG. 6C. Therefore, in the conventional light receiving circuit corresponding to the conventional light emitting circuit, for example, the output voltage V50 at 50 ° C. is smaller than the output voltage V25 at 25 ° C.

このように従来の発光回路では、発光ダイオードの周囲温度が変化した場合、発光量が変化してしまい、これに応じて受光回路において出力電圧が変化するおそれがあった。このため、従来の発光回路及び受光回路を用いた従来のトナー濃度センサでは、仮にトナーの濃度が一定であっても温度変化に応じて出力電圧が変化してしまうため、トナー濃度の検出精度が大幅に低下するおそれがあった。   As described above, in the conventional light emitting circuit, when the ambient temperature of the light emitting diode changes, the light emission amount changes, and the output voltage in the light receiving circuit may change accordingly. For this reason, in a conventional toner concentration sensor using a conventional light emitting circuit and a light receiving circuit, even if the toner concentration is constant, the output voltage changes in accordance with the temperature change, and the detection accuracy of the toner concentration is low. There was a possibility that it would drop significantly.

これに対し、本実施の形態による発光回路44(図4)では、三端子レギュレータ51の出力端子51oと接続点N1との間に抵抗52及びダイオード53を接続し、且つ該接続点N1とグランド端子51gとを接続して、さらに該接続点N1に発光ダイオード54を接続する回路構成とした。この発光回路44では、三端子レギュレータ51の出力電圧Voが一定となるところ、周囲の温度の上昇に応じてダイオード53における順方向電圧Vfが減少するため、上述した(4)式等の関係により、発光ダイオード54に供給される順電流Ifを増加させることができる。   On the other hand, in the light emitting circuit 44 (FIG. 4) according to the present embodiment, the resistor 52 and the diode 53 are connected between the output terminal 51o of the three-terminal regulator 51 and the connection point N1, and the connection point N1 is connected to the ground. The terminal 51g is connected, and the light emitting diode 54 is further connected to the connection point N1. In this light emitting circuit 44, when the output voltage Vo of the three-terminal regulator 51 becomes constant, the forward voltage Vf of the diode 53 decreases in accordance with the rise of the ambient temperature. , The forward current If supplied to the light emitting diode 54 can be increased.

このため発光回路44では、温度TaとLED駆動電流(すなわち順電流If)との関係をグラフ化すると、図6(A)と対応する図6(D)に示すように、温度Taが上昇するに連れて、LED駆動電流が増加する。従って発光回路44では、例えば25℃におけるLED駆動電流I25よりも50℃におけるLED駆動電流I50の方が大きい値となる。   Therefore, in the light emitting circuit 44, when the relationship between the temperature Ta and the LED drive current (that is, the forward current If) is graphed, the temperature Ta rises as shown in FIG. 6D corresponding to FIG. , The LED drive current increases. Therefore, in the light emitting circuit 44, for example, the LED driving current I50 at 50 ° C. is larger than the LED driving current I25 at 25 ° C.

ここで発光回路44(図4)については、所定の測定装置(図示せず)等を用いて、発光ダイオード54における温度特性、すなわち温度の上昇に伴う発光量の減少度合が予め測定されており、さらにその度合を表す温度係数TcL[%/℃]が算出されている。   Here, with respect to the light emitting circuit 44 (FIG. 4), the temperature characteristic of the light emitting diode 54, that is, the degree of decrease in the amount of light emission with the rise in temperature is measured in advance using a predetermined measuring device (not shown) or the like. Further, a temperature coefficient TcL [% / ° C.] representing the degree is calculated.

その上で発光回路44では、この発光ダイオード54の温度係数TcL[%/℃]の正負を反転させた値を順電流Ifの温度係数Tcに設定した上で、(4)式の関係を満たすように、三端子レギュレータ51の出力電圧Voが選定されている。また発光回路44では、この出力電圧Voと上述した(3)式との関係を用いて、抵抗52の抵抗値Roが適切に算出されている。   After that, in the light emitting circuit 44, the value obtained by inverting the sign of the temperature coefficient TcL [% / ° C.] of the light emitting diode 54 is set as the temperature coefficient Tc of the forward current If, and then the relationship of the expression (4) is satisfied. Thus, the output voltage Vo of the three-terminal regulator 51 is selected. Further, in the light emitting circuit 44, the resistance value Ro of the resistor 52 is appropriately calculated using the relationship between the output voltage Vo and the above equation (3).

このため発光回路44では、温度Taの上昇に伴って発光ダイオード54の発光量が減少しようとするところ、これを打ち消すようにして、図6(D)のように順電流Ifが増加することにより、該発光ダイオード54の発光量が変化しない。すなわち発光回路44発光回路における温度Taと発光量との関係をグラフ化すると、図6(B)と対応する図6(E)に示すように、温度Taの値に関わらず、発光量がほぼ一定の値を維持するような特性となる。   For this reason, in the light emitting circuit 44, when the light emission amount of the light emitting diode 54 is about to decrease with the rise of the temperature Ta, this is canceled out and the forward current If increases as shown in FIG. The light emission amount of the light emitting diode 54 does not change. That is, when the relationship between the temperature Ta and the light emission amount in the light emitting circuit 44 is graphed, as shown in FIG. 6E corresponding to FIG. 6B, the light emission amount is almost independent of the value of the temperature Ta. The characteristic is such that a constant value is maintained.

これを換言すれば、発光回路44では、LED駆動電流(すなわち順電流If)に正の温度係数を持たせることにより、温度の上昇に伴ってLED駆動電流を増加させ、発光ダイオード54における発光量の変化(すなわち減少)を補償することができる。   In other words, in the light emitting circuit 44, the LED drive current (that is, the forward current If) has a positive temperature coefficient, so that the LED drive current increases with the rise in temperature, and the light emission amount of the light emitting diode 54 Can be compensated for.

これに伴い、受光回路45(図5)における温度Taと出力電圧(すなわちカラー受光信号の電圧Vout1)との関係をグラフ化すると、図6(C)と対応する図6(F)に示すように、温度Taの値に関わらず、出力電圧がほぼ一定の値を維持するような特性となる。すなわち受光回路45では、例えば25℃における出力電圧V25及び50℃における出力電圧V50が同等の値となっている。   Accordingly, when the relationship between the temperature Ta and the output voltage (that is, the voltage Vout1 of the color light receiving signal) in the light receiving circuit 45 (FIG. 5) is graphed, as shown in FIG. 6F corresponding to FIG. In addition, the characteristic is such that the output voltage maintains a substantially constant value regardless of the value of the temperature Ta. That is, in the light receiving circuit 45, for example, the output voltage V25 at 25 ° C. and the output voltage V50 at 50 ° C. have the same value.

これによりトナー濃度センサ18(図3)では、例えば搬送ベルト14の表面に付着したトナーの濃度に応じて検知光L1の反射率等が変化し、受光回路45における受光量が変化した場合に、温度変化の影響を受けること無く、受光量の変化のみに応じて、すなわちトナーの濃度に応じて、出力電圧を変化させることができる。   Accordingly, in the toner density sensor 18 (FIG. 3), for example, when the reflectance of the detection light L1 changes according to the density of the toner attached to the surface of the transport belt 14, and the amount of light received by the light receiving circuit 45 changes, The output voltage can be changed according to only the change in the amount of received light, that is, according to the density of the toner, without being affected by the temperature change.

このため制御部3(図1)では、温度に影響されること無く、搬送ベルト14の表面に付着したトナーの濃度を精度良く検出でき、これに基づき、画像形成ユニット16(図2)において感光体ドラム38の表面に付着させるトナーの濃度を適切に調整することができる。この結果、画像形成装置1では、用紙Pに高品位な画像を形成すること(すなわち印刷すること)が可能となる。   Therefore, the controller 3 (FIG. 1) can accurately detect the density of the toner adhered to the surface of the transport belt 14 without being affected by the temperature, and based on this, the image forming unit 16 (FIG. 2) The density of the toner adhered to the surface of the body drum 38 can be appropriately adjusted. As a result, the image forming apparatus 1 can form (ie, print) a high-quality image on the paper P.

ところで上述した特許文献1では、発光ダイオードの発光量に関する温度補償の目的で、受光回路にサーミスタを設ける構成が開示されている。このようなサーミスタには、いわゆる正特性、すなわち温度の上昇に伴い抵抗値を増加させる特性が求められている。この正特性を有するサーミスタとしては、一般的に白金薄膜を用いるものが知られており、その特性が日本工業規格(JIS) C 1604測温抵抗体として規定されている。   By the way, Patent Literature 1 described above discloses a configuration in which a thermistor is provided in a light receiving circuit for the purpose of temperature compensation for the light emission amount of a light emitting diode. Such a thermistor is required to have a so-called positive characteristic, that is, a characteristic of increasing a resistance value with an increase in temperature. As a thermistor having this positive characteristic, one using a platinum thin film is generally known, and its characteristic is defined as a Japanese Industrial Standard (JIS) C 1604 resistance thermometer.

しかしながら、このようなサーミスタの温度係数は約3000[ppm/℃]=0.3[%/℃]の固定値である。このため、このサーミスタを増幅回路等に組み込んだとしても、その温度係数が固定値となり、さらに約0.3[%/℃]といった比較的小さな値に制限されてしまう。これは、白金薄膜の材料特性に起因して、その抵抗率が比較的小さい値となってしまうこと、例えば抵抗値として数十[kΩ]から数百[kΩ]が望ましいにも関わらず、実際には数百[Ω]の抵抗値しか得られない、といった理由によるものである。   However, the temperature coefficient of such a thermistor is a fixed value of about 3000 [ppm / ° C.] = 0.3 [% / ° C.]. For this reason, even if this thermistor is incorporated in an amplifier circuit or the like, its temperature coefficient becomes a fixed value and is further limited to a relatively small value of about 0.3 [% / ° C.]. This is because the resistivity of the platinum thin film is relatively small due to the material properties of the platinum thin film. For example, although a resistance of several tens [kΩ] to several hundred [kΩ] is desirable, Can only obtain a resistance value of several hundred [Ω].

一方、発光ダイオード54(図4)の温度係数Tcは、構成する化合物半導体材料の種類や構成等に応じて定まり、典型的には−0.3[%/℃]から−1.0[%/℃]のような、ある程度の範囲内で変動する値をとる。従って、従来の受光回路では、発光ダイオードの種類によっては、白金薄膜のサーミスタでは十分に温度補償を行うことができない、或いはこのサーミスタにより温度補償を行うために発光ダイオードの種類が制限される、といった問題が生じていた。   On the other hand, the temperature coefficient Tc of the light-emitting diode 54 (FIG. 4) is determined according to the type and configuration of the compound semiconductor material to be configured, and is typically from −0.3 [% / ° C.] to −1.0 [%]. / ° C] which varies within a certain range. Therefore, in the conventional light receiving circuit, depending on the type of the light emitting diode, the platinum thin film thermistor cannot sufficiently perform the temperature compensation, or the type of the light emitting diode is limited because the thermistor performs the temperature compensation. There was a problem.

これに対して本実施の形態では、発光回路44(図4)において、温度変化に関わらず発光ダイオード54の発光量を一定に維持することができる(図6(E))。このため、この発光回路44と組み合わせて使用される受光回路45では、特許文献1のように温度補償用のサーミスタ等を追加する必要が無く、比較的簡素に構成することができ、また発光ダイオード54の種類が制限されることも無い。   On the other hand, in the present embodiment, in the light emitting circuit 44 (FIG. 4), the light emission amount of the light emitting diode 54 can be kept constant irrespective of the temperature change (FIG. 6E). Therefore, the light receiving circuit 45 used in combination with the light emitting circuit 44 does not require the addition of a temperature compensating thermistor or the like as in Patent Document 1, and can be configured relatively simply. There are no restrictions on the types of 54.

これを他の観点から見れば、発光回路44(図4)の三端子レギュレータ51は、1個の回路部品により、出力端子51o及びグランド端子51gの間に、一定の出力電圧Voを容易に作り出し、且つこれを維持することができる。一方、PN接合を有する半導体であるダイオード53の順方向電圧Vfは、約−2[mV/℃]という温度依存性を有する。   From another viewpoint, the three-terminal regulator 51 of the light emitting circuit 44 (FIG. 4) can easily generate a constant output voltage Vo between the output terminal 51o and the ground terminal 51g by using one circuit component. And this can be maintained. On the other hand, the forward voltage Vf of the diode 53, which is a semiconductor having a PN junction, has a temperature dependency of about −2 [mV / ° C.].

そこで発光回路44では、一定の出力電圧Voを生成する出力端子51o及びグランド端子51gの間に、このダイオード53を抵抗52と直列に接続することにより、温度の上昇に伴って順方向電圧Vfを減少させる一方、抵抗電圧Vrを増加させるようにした。このため発光回路44では、温度が上昇すると、抵抗電圧Vrの増加に応じて出力電流Ioを増加させることができ、発光ダイオード54に供給される順電流Ifも増加させることができる。   Therefore, in the light emitting circuit 44, the diode 53 is connected in series with the resistor 52 between the output terminal 51o for generating a constant output voltage Vo and the ground terminal 51g, so that the forward voltage Vf is increased as the temperature rises. The resistance voltage Vr was increased while the resistance was reduced. Therefore, in the light emitting circuit 44, when the temperature rises, the output current Io can be increased according to the increase in the resistance voltage Vr, and the forward current If supplied to the light emitting diode 54 can also be increased.

すなわち発光回路44では、三端子レギュレータ51、抵抗52、ダイオード53及び発光ダイオード54といった僅か4個の回路部品を組合せたことにより、極めて簡素な構成により、温度変化の影響を受けること無く発光ダイオード54の発光量を一定に維持できる、といった格別な作用効果を得ることができる。   That is, in the light emitting circuit 44, only four circuit components such as the three-terminal regulator 51, the resistor 52, the diode 53, and the light emitting diode 54 are combined. An extraordinary operation and effect can be obtained such that the light emission amount of the light emitting element can be kept constant.

以上の構成によれば、第1の実施の形態による画像形成装置1のトナー濃度センサ18は、発光回路44において、温度の上昇によりダイオード53の順方向電圧Vfが減少すると、抵抗52の抵抗電圧Vrが増加して出力電流Ioが増加し、発光ダイオード54に供給される順電流Ifが増加する。これにより発光回路44では、出力電圧Vo及び抵抗値Roをそれぞれ適切に選定することで、発光ダイオード54が有する負の温度依存性を、順電流Ifの増加によって補償することができ、該発光ダイオード54の発光量を温度に関わらず一定に維持できる。   According to the configuration described above, when the forward voltage Vf of the diode 53 decreases in the light emitting circuit 44 due to a rise in temperature, the toner density sensor 18 of the image forming apparatus 1 according to the first embodiment changes the resistance voltage of the resistor 52. Vr increases, the output current Io increases, and the forward current If supplied to the light emitting diode 54 increases. Thus, in the light emitting circuit 44, by appropriately selecting the output voltage Vo and the resistance value Ro, the negative temperature dependency of the light emitting diode 54 can be compensated for by increasing the forward current If. The light emission amount of the light emitting device 54 can be kept constant regardless of the temperature.

[2.第2の実施の形態]
第2の実施の形態による画像形成装置101(図1)は、第1の実施の画像形成装置1と比較して、トナー濃度センサ18に代わるトナー濃度センサ118を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。トナー濃度センサ118(図3)は、第1の実施の形態によるトナー濃度センサ18と比較して、発光回路44に代わる発光回路144を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。
[2. Second Embodiment]
The image forming apparatus 101 (FIG. 1) according to the second embodiment is different from the image forming apparatus 1 according to the first embodiment in that a toner density sensor 118 is provided instead of the toner density sensor 18, but is different. Is similarly configured. The toner density sensor 118 (FIG. 3) is different from the toner density sensor 18 according to the first embodiment in that the toner density sensor 118 has a light emitting circuit 144 instead of the light emitting circuit 44, but has the same configuration in other respects. Have been.

図4と対応する図7に示すように、発光回路144は、第1の実施の形態による発光回路44と比較して、同様の三端子レギュレータ51及び発光ダイオード54を有する一方、ダイオード53に代わるトランジスタ153を有しており、また抵抗52に代わるエミッタ抵抗152を有している。   As shown in FIG. 7 corresponding to FIG. 4, the light emitting circuit 144 has a similar three-terminal regulator 51 and a light emitting diode 54 as compared to the light emitting circuit 44 according to the first embodiment, while replacing the diode 53. It has a transistor 153, and has an emitter resistor 152 in place of the resistor 52.

三端子レギュレータ51の入力端子51iは、第1の実施の形態と同様、所定の電源回路(図示せず)と接続されており、この電源回路から所定の電源電圧VDDが供給される。グランド端子51gは、第1の実施の形態とは異なり、グランドに接続されている。出力端子51oは、トランジスタ153のベース端子と接続されている。このトランジスタ153は、NPN型のバイポーラトランジスタであり、ベース及びエミッタの部分において、ダイオード53(図4)と同様のPN接合を形成している。   The input terminal 51i of the three-terminal regulator 51 is connected to a predetermined power supply circuit (not shown) as in the first embodiment, and a predetermined power supply voltage VDD is supplied from this power supply circuit. Unlike the first embodiment, the ground terminal 51g is connected to the ground. The output terminal 51o is connected to the base terminal of the transistor 153. The transistor 153 is an NPN-type bipolar transistor, and forms a PN junction similar to that of the diode 53 (FIG. 4) at the base and the emitter.

トランジスタ153のエミッタ端子は、エミッタ抵抗152を介してグランドに接続されている。トランジスタ153のコレクタ端子は、発光ダイオード54のカソード端子と接続されている。この発光ダイオード54のアノード端子は、上述した電源回路と接続されており、電源電圧VDDが供給される。   The emitter terminal of the transistor 153 is connected to the ground via the emitter resistor 152. The collector terminal of the transistor 153 is connected to the cathode terminal of the light emitting diode 54. The anode terminal of the light-emitting diode 54 is connected to the above-described power supply circuit, and is supplied with the power supply voltage VDD.

かかる構成により、発光回路144は、三端子レギュレータ51の入力端子51iに電源電圧VDDが印加されると、出力端子51oから出力電流Ioを出力してトランジスタ153のベース端子へ供給する。以下、この出力電流Ioをベース電流Ibとも呼ぶ。このとき三端子レギュレータ51は、出力端子51o及びグランド端子51gの間に出力電圧Voを発生する。この出力電圧Voは、第1の実施の形態と同様、三端子レギュレータ51において予め定められた値となる。   With this configuration, when the power supply voltage VDD is applied to the input terminal 51i of the three-terminal regulator 51, the light emitting circuit 144 outputs an output current Io from the output terminal 51o and supplies the output current Io to the base terminal of the transistor 153. Hereinafter, this output current Io is also referred to as base current Ib. At this time, the three-terminal regulator 51 generates an output voltage Vo between the output terminal 51o and the ground terminal 51g. This output voltage Vo has a predetermined value in the three-terminal regulator 51, as in the first embodiment.

一方、発光ダイオード54では、電源電圧VDDから供給されたコレクタ電流Icがアノード端子からカソード端子へ流れる。その後、このコレクタ電流Icは、トランジスタ153のコレクタ端子に供給される。トランジスタ153は、エミッタ端子からエミッタ電流Ieを出力し、これをエミッタ抵抗152へ供給する。このときトランジスタ153では、ベース端子及びエミッタ端子の間にベースエミッタ間電圧Vbeが発生する。   On the other hand, in the light emitting diode 54, the collector current Ic supplied from the power supply voltage VDD flows from the anode terminal to the cathode terminal. Thereafter, the collector current Ic is supplied to the collector terminal of the transistor 153. Transistor 153 outputs an emitter current Ie from the emitter terminal and supplies this to emitter resistor 152. At this time, in the transistor 153, a base-emitter voltage Vbe is generated between the base terminal and the emitter terminal.

ここで、トランジスタ153から出力されるエミッタ電流Ieの大きさは、入力されるコレクタ電流Ic及びベース電流Ibの加算値と同等となる。一方、ベース電流Ibは、トランジスタ153の特性上、コレクタ電流Ic及びエミッタ電流Ieと比較して、極めて小さな値となり、実質的に無視することができる。そこで発光ダイオード54に流れるコレクタ電流Icは、次の(11)式のように表すことができる。   Here, the magnitude of the emitter current Ie output from the transistor 153 is equal to the sum of the input collector current Ic and base current Ib. On the other hand, the base current Ib has an extremely small value compared to the collector current Ic and the emitter current Ie due to the characteristics of the transistor 153, and can be substantially ignored. Therefore, the collector current Ic flowing through the light emitting diode 54 can be expressed as the following equation (11).

Ic≒Ie=(Vo−Vbe)/Re ……(11)   Ic ≒ Ie = (Vo−Vbe) / Re (11)

また、トランジスタ153におけるベース及びエミッタの部分は、上述したようにPN接合を有する半導体であり、第1の実施の形態におけるダイオード53(図4)と同様の性質を有している。このためトランジスタ153のベースエミッタ間電圧Vbeは、約0.6[V]であると共に、第1の実施の形態におけるダイオード53(図4)における順方向電圧Vfの場合と同様に温度依存性を有しており、その温度係数が約−2[mV/℃]となる。   Further, the base and emitter portions of the transistor 153 are semiconductors having a PN junction as described above, and have the same properties as the diode 53 (FIG. 4) in the first embodiment. For this reason, the base-emitter voltage Vbe of the transistor 153 is about 0.6 [V], and the temperature dependency is reduced similarly to the case of the forward voltage Vf in the diode 53 (FIG. 4) in the first embodiment. And its temperature coefficient is about −2 [mV / ° C.].

すなわち発光回路144では、温度が上昇すると、トランジスタ153のベースエミッタ間電圧Vbeが減少する。そうすると該発光回路144では、三端子レギュレータ51の出力電圧Voが一定であるために、エミッタ抵抗152の両端子間に印加される電圧が増加し、これに伴ってエミッタ電流Ieが増加する。この結果、発光回路144では、第1の実施の形態と同様、発光ダイオード54に流れるコレクタ電流Icが増加する。   That is, in the light emitting circuit 144, when the temperature rises, the base-emitter voltage Vbe of the transistor 153 decreases. Then, in the light emitting circuit 144, since the output voltage Vo of the three-terminal regulator 51 is constant, the voltage applied between both terminals of the emitter resistor 152 increases, and the emitter current Ie increases accordingly. As a result, in the light emitting circuit 144, as in the first embodiment, the collector current Ic flowing through the light emitting diode 54 increases.

このことは、(11)式が上述した(3)式と対応していること、すなわちコレクタ電流Ic、ベースエミッタ間電圧Vbe及び抵抗値Reが順電流If、順方向電圧Vf及び抵抗値Roとそれぞれ対応していることからも明らかである。また発光回路144では、上述した(4)式において順方向電圧Vfをベースエミッタ間電圧Vbeに置き換えることにより、第1の実施の形態と同様に温度係数Tcを算出することができる。   This means that the equation (11) corresponds to the above-mentioned equation (3), that is, the collector current Ic, the base-emitter voltage Vbe and the resistance Re are equal to the forward current If, the forward voltage Vf and the resistance Ro. It is clear from the fact that they correspond to each other. In the light emitting circuit 144, the temperature coefficient Tc can be calculated as in the first embodiment by replacing the forward voltage Vf with the base-emitter voltage Vbe in the above equation (4).

従って発光回路144は、第1の実施の形態による発光回路44と同様、周囲の温度の上昇に伴い、発光ダイオード54に供給するコレクタ電流Icを、温度係数Tcにより定まる度合で増加させることができる。   Therefore, like the light emitting circuit 44 according to the first embodiment, the light emitting circuit 144 can increase the collector current Ic to be supplied to the light emitting diode 54 at a degree determined by the temperature coefficient Tc as the ambient temperature increases. .

また発光回路144では、第1の実施の形態による発光回路44と同様に、三端子レギュレータ51の出力電圧Vo[V]及びエミッタ抵抗152の抵抗値Re[Ω]を適切に選定することにより、温度係数Tcの値を比較的広い範囲から設定すること、及び該温度係数Tcの値から独立してコレクタ電流Icの値を任意に設定することができる。これにより発光回路144は、図6(E)に示したように、温度の変化にかかわらず、発光ダイオード54の発光量をほぼ一定に維持することができる。   In the light emitting circuit 144, similarly to the light emitting circuit 44 according to the first embodiment, by appropriately selecting the output voltage Vo [V] of the three-terminal regulator 51 and the resistance value Re [Ω] of the emitter resistor 152, The value of the temperature coefficient Tc can be set from a relatively wide range, and the value of the collector current Ic can be arbitrarily set independently of the value of the temperature coefficient Tc. Thus, the light emitting circuit 144 can maintain the light emission amount of the light emitting diode 54 substantially constant regardless of a change in temperature, as shown in FIG.

このように本実施の形態による発光回路144は、第1の実施の形態による発光回路44と同様の作用効果を奏し得る。   As described above, the light emitting circuit 144 according to the present embodiment can achieve the same operation and effect as the light emitting circuit 44 according to the first embodiment.

以上の構成によれば、第2の実施の形態による画像形成装置101のトナー濃度センサ118は、発光回路144において、温度の上昇によりトランジスタ153のベースエミッタ間電圧Vbeが減少すると、エミッタ抵抗152に印加させる電圧が増加してエミッタ電流Ieが増加し、発光ダイオード54に供給されるコレクタ電流Icが増加する。これにより発光回路144では、第1の実施の形態と同様、発光ダイオード54が有する負の温度依存性を、コレクタ電流Icの増加により補償することができ、該発光ダイオード54の発光量を温度に関わらず一定に維持することができる。   According to the above-described configuration, the toner density sensor 118 of the image forming apparatus 101 according to the second embodiment determines that the emitter resistance 152 of the transistor 153 decreases when the base-emitter voltage Vbe of the transistor 153 decreases in the light emitting circuit 144 due to a rise in temperature. The applied voltage increases, the emitter current Ie increases, and the collector current Ic supplied to the light emitting diode 54 increases. Thus, in the light emitting circuit 144, similarly to the first embodiment, the negative temperature dependency of the light emitting diode 54 can be compensated for by increasing the collector current Ic. Regardless, it can be kept constant.

[3.第3の実施の形態]
第3の実施の形態による画像形成装置201(図1)は、第1の実施の画像形成装置1と比較して、トナー濃度センサ18に代わるトナー濃度センサ218を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。トナー濃度センサ218(図3)は、第1の実施の形態によるトナー濃度センサ18と比較して、発光回路44に代わる発光回路244を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。
[3. Third Embodiment]
The image forming apparatus 201 (FIG. 1) according to the third embodiment is different from the image forming apparatus 1 according to the first embodiment in that a toner density sensor 218 is provided instead of the toner density sensor 18. Is similarly configured. The toner density sensor 218 (FIG. 3) is different from the toner density sensor 18 according to the first embodiment in that the toner density sensor 218 has a light emitting circuit 244 instead of the light emitting circuit 44, but has the same configuration in other respects. Have been.

図4及び図7と対応する図8に示すように、発光回路244は、第1の実施の形態による発光回路44と比較して、ダイオード53及び発光ダイオード54を有する点において同様であるものの、三端子レギュレータ51及び抵抗52に代えて、シャントレギュレータ251及び抵抗252を有する点において相違する。また発光回路244は、抵抗255及びトランジスタ256も有している。   As shown in FIG. 8 corresponding to FIGS. 4 and 7, the light emitting circuit 244 is similar to the light emitting circuit 44 according to the first embodiment in having a diode 53 and a light emitting diode 54. The difference is that a shunt regulator 251 and a resistor 252 are provided instead of the three-terminal regulator 51 and the resistor 52. Further, the light-emitting circuit 244 includes a resistor 255 and a transistor 256.

シャントレギュレータ251としては、例えばテキサスインスツルメンツ社のTLV431を用いることができる。この場合、リファレンス電圧Vref、すなわちカソード端子とリファレンス端子との間の電圧が、約1.2[V]となっている。   As the shunt regulator 251, for example, TLV431 manufactured by Texas Instruments can be used. In this case, the reference voltage Vref, that is, the voltage between the cathode terminal and the reference terminal is about 1.2 [V].

シャントレギュレータ251は、カソード端子がグランドに接続されており、アノード端子が接続点N4を介して抵抗255の一端及びトランジスタ256のベース端子とそれぞれ接続されている。抵抗255の他端は、接続点N3を介して電源回路(図示せず)及び発光ダイオード54のアノード端子と接続されており、所定の電源電圧VDDが供給される。   The shunt regulator 251 has a cathode terminal connected to the ground, and an anode terminal connected to one end of the resistor 255 and the base terminal of the transistor 256 via the connection point N4. The other end of the resistor 255 is connected to a power supply circuit (not shown) and an anode terminal of the light emitting diode 54 via a connection point N3, and a predetermined power supply voltage VDD is supplied.

発光ダイオード54のカソード端子は、トランジスタ256のコレクタ端子と接続されている。トランジスタ256は、NPN型のバイポーラトランジスタであり、そのエミッタが、接続点N5を介してシャントレギュレータ251のリファレンス端子及び抵抗252の一端と接続されている。この抵抗252の他端は、ダイオード53のアノード端子と接続されている。ダイオード53は、そのカソード端子がグランドに接続されている。   The cathode terminal of the light emitting diode 54 is connected to the collector terminal of the transistor 256. The transistor 256 is an NPN-type bipolar transistor, and its emitter is connected to the reference terminal of the shunt regulator 251 and one end of the resistor 252 via the connection point N5. The other end of the resistor 252 is connected to the anode terminal of the diode 53. The diode 53 has a cathode terminal connected to the ground.

かかる構成により発光回路244は、電源電圧VDDが供給されると、接続点N3から抵抗255及び発光ダイオード54に分かれて電流が供給される。このうち抵抗255に流れる電流は、接続点N4において、シャントレギュレータ251のカソード端子に流れるカソード電流Ikと、トランジスタ256のベース端子に流れるベース電流Ibとに分かれる。   With this configuration, when the power supply voltage VDD is supplied to the light emitting circuit 244, a current is supplied from the connection point N3 to the resistor 255 and the light emitting diode 54 separately. The current flowing through the resistor 255 is divided into a cathode current Ik flowing through the cathode terminal of the shunt regulator 251 and a base current Ib flowing through the base terminal of the transistor 256 at the connection point N4.

このときシャントレギュレータ251は、グランド端子に対するリファレンス端子の電圧であるリファレンス電圧Vrefを一定の値(例えば約1.2[V])に維持するように制御し、これに伴ってリファレンス端子から接続点N5へ供給するリファレンス電流Irの大きさを変化させる。   At this time, the shunt regulator 251 controls the reference voltage Vref, which is the voltage of the reference terminal with respect to the ground terminal, to be maintained at a constant value (for example, about 1.2 [V]). The magnitude of the reference current Ir supplied to N5 is changed.

一方、トランジスタ256は、発光ダイオード54を流れるコレクタ電流Ic及び接続点N4から供給されるベース電流Ibを合わせた値に相当するエミッタ電流Ieを接続点N5に供給する。これにより抵抗252及びダイオード53には、このエミッタ電流Ie及びリファレンス電流Irを合わせた大きさの電流が流れる。   On the other hand, the transistor 256 supplies the connection point N5 with an emitter current Ie corresponding to the sum of the collector current Ic flowing through the light emitting diode 54 and the base current Ib supplied from the connection point N4. As a result, a current having a magnitude corresponding to the sum of the emitter current Ie and the reference current Ir flows through the resistor 252 and the diode 53.

ここで発光回路244では、トランジスタ256の性質上、ベース電流Ibが、エミッタ電流Ieと比較して、無視できるほど小さな値となる。また発光回路244では、シャントレギュレータ251のリファレンス電流Irについても、エミッタ電流Ieと比較して、無視できるほど小さな値となる。   Here, in the light emitting circuit 244, due to the nature of the transistor 256, the base current Ib has a negligibly small value compared to the emitter current Ie. Further, in the light emitting circuit 244, the reference current Ir of the shunt regulator 251 also has a negligibly small value compared to the emitter current Ie.

このため、発光ダイオード54に流れるコレクタ電流Icは、抵抗252に着目すると、次の(12)式のように表すことができる。   Therefore, focusing on the resistor 252, the collector current Ic flowing through the light emitting diode 54 can be expressed as the following equation (12).

Ic≒Ie=(Vref−Vf)/Rs ……(12)   Ic ≒ Ie = (Vref−Vf) / Rs (12)

ここでダイオード53は、第1の実施の形態と同様、PN接合を有する半導体であるため、順方向電圧Vfが約0.6[V]であると共に、温度依存性を有しており、その温度係数が約−2[mV/℃]となる。   Since the diode 53 is a semiconductor having a PN junction as in the first embodiment, the diode 53 has a forward voltage Vf of about 0.6 [V] and has temperature dependency. The temperature coefficient is about -2 [mV / ° C].

すなわち発光回路244では、温度が上昇すると、第1の実施の形態と同様に、ダイオード53の順方向電圧Vfが減少する。そうすると該発光回路244では、シャントレギュレータ251のリファレンス電圧Vrefが一定であるため、抵抗252の両端子間に印加される電圧が増加する。そうすると発光回路244では、(12)式の関係により、抵抗252に流れる電流、すなわちエミッタ電流Ieとほぼ同等の大きさでなる発光ダイオード54に流れるコレクタ電流Icが増加する。   That is, in the light emitting circuit 244, when the temperature rises, the forward voltage Vf of the diode 53 decreases as in the first embodiment. Then, in the light emitting circuit 244, since the reference voltage Vref of the shunt regulator 251 is constant, the voltage applied between both terminals of the resistor 252 increases. Then, in the light emitting circuit 244, the current flowing through the resistor 252, that is, the collector current Ic flowing through the light emitting diode 54 having substantially the same magnitude as the emitter current Ie increases according to the relationship of the expression (12).

このことは、(12)式が上述した(3)式と対応していること、すなわちコレクタ電流Ic、リファレンス電圧Vref及び抵抗値Rsが順電流If、出力電圧Vo及び抵抗値Roとそれぞれ対応していることからも明らかである。また発光回路244では、上述した(4)式において出力電圧Voをリファレンス電圧Vrefに置き換えることにより、第1の実施の形態と同様に温度係数Tcを算出することができる。   This means that equation (12) corresponds to equation (3) described above, that is, the collector current Ic, the reference voltage Vref, and the resistance value Rs correspond to the forward current If, the output voltage Vo, and the resistance value Ro, respectively. It is clear from that. In the light emitting circuit 244, the temperature coefficient Tc can be calculated as in the first embodiment by replacing the output voltage Vo with the reference voltage Vref in the above equation (4).

従って発光回路244は、第1の実施の形態による発光回路44及び第2の実施の形態による発光回路144と同様、周囲の温度の上昇に伴い、発光ダイオード54に供給するコレクタ電流Icを温度係数Tcに応じた度合で増加させることができる。   Therefore, like the light emitting circuit 44 according to the first embodiment and the light emitting circuit 144 according to the second embodiment, the light emitting circuit 244 increases the collector current Ic supplied to the light emitting diode 54 as the ambient temperature increases, by the temperature coefficient. It can be increased at a degree corresponding to Tc.

また発光回路244では、第1の実施の形態による発光回路44と同様に、シャントレギュレータ251のリファレンス電圧Vref[V]及び抵抗252の抵抗値Rs[Ω]を適切に選定することにより、温度係数Tcの値を比較的広い範囲から設定すること、及び該温度係数Tcの値から独立してコレクタ電流Icの値を任意に設定することができる。これにより発光回路244は、図6(E)に示したように、温度の変化にかかわらず、発光ダイオード54の発光量をほぼ一定に維持することができる。   In the light emitting circuit 244, similarly to the light emitting circuit 44 according to the first embodiment, by appropriately selecting the reference voltage Vref [V] of the shunt regulator 251 and the resistance value Rs [Ω] of the resistor 252, the temperature coefficient is increased. The value of Tc can be set from a relatively wide range, and the value of the collector current Ic can be arbitrarily set independently of the value of the temperature coefficient Tc. Thus, the light emitting circuit 244 can maintain the light emission amount of the light emitting diode 54 substantially constant regardless of the change in temperature, as shown in FIG.

このように本実施の形態による発光回路244は、第1の実施の形態による発光回路44及び第2の実施の形態による発光回路144と同様の作用効果を奏し得る。   As described above, the light emitting circuit 244 according to this embodiment can provide the same operation and effects as those of the light emitting circuit 44 according to the first embodiment and the light emitting circuit 144 according to the second embodiment.

以上の構成によれば、第3の実施の形態による画像形成装置201のトナー濃度センサ218は、発光回路244において、温度の上昇によりダイオード53の順方向電圧Vfが減少すると、抵抗252に印加させる電圧が増加してエミッタ電流Ieが増加し、発光ダイオード54に流れるコレクタ電流Icが増加する。これにより発光回路244では、第1及び第2の実施の形態と同様、発光ダイオード54が有する負の温度依存性を、コレクタ電流Icの増加により補償することができ、該発光ダイオード54の発光量を温度に関わらず一定に維持することができる。   According to the above configuration, the toner density sensor 218 of the image forming apparatus 201 according to the third embodiment causes the light emitting circuit 244 to apply the voltage to the resistor 252 when the forward voltage Vf of the diode 53 decreases due to a rise in temperature. The voltage increases, the emitter current Ie increases, and the collector current Ic flowing through the light emitting diode 54 increases. Thus, in the light emitting circuit 244, similarly to the first and second embodiments, the negative temperature dependency of the light emitting diode 54 can be compensated for by increasing the collector current Ic. Can be kept constant regardless of the temperature.

[4.第4の実施の形態]
第4の実施の形態による画像形成装置301(図1)は、第1の実施の画像形成装置1と比較して、トナー濃度センサ18に代わるトナー濃度センサ318を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。トナー濃度センサ318(図3)は、第1の実施の形態によるトナー濃度センサ18と比較して、カラー受光回路45C及びモノクロ受光回路45Mに代わるカラー受光回路345C及びモノクロ受光回路345Mを有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。
[4. Fourth Embodiment]
The image forming apparatus 301 (FIG. 1) according to the fourth embodiment is different from the image forming apparatus 1 according to the first embodiment in that a toner density sensor 318 is provided instead of the toner density sensor 18, but is different. Is similarly configured. The toner density sensor 318 (FIG. 3) has a color light receiving circuit 345C and a monochrome light receiving circuit 345M in place of the color light receiving circuit 45C and the monochrome light receiving circuit 45M as compared with the toner density sensor 18 according to the first embodiment. Although different, other configurations are the same.

カラー受光回路345C及びモノクロ受光回路345Mは、第1の実施の形態によるカラー受光回路45C及びモノクロ受光回路45M(図5)の場合と同様、互いに独立し、且つ互いに同等の回路構成となっている。そこで以下では、カラー受光回路345Cを例に説明する。また説明の都合上、以下ではカラー受光回路345C及びモノクロ受光回路345Mをまとめて受光回路345とも呼ぶ。   The color light receiving circuit 345C and the monochrome light receiving circuit 345M are independent of each other and have the same circuit configuration as the color light receiving circuit 45C and the monochrome light receiving circuit 45M (FIG. 5) according to the first embodiment. . Therefore, hereinafter, the color light receiving circuit 345C will be described as an example. For convenience of explanation, the color light receiving circuit 345C and the monochrome light receiving circuit 345M are collectively referred to as a light receiving circuit 345 below.

図5の一部と対応する図9に示すように、カラー受光回路345Cは、第1の実施の形態におけるカラー受光回路45Cと異なり、電流電圧変換を行う部分と増幅する部分とに分かれておらず、またオペアンプ62が1個のみ用いられている。   As shown in FIG. 9 corresponding to a part of FIG. 5, the color light receiving circuit 345C differs from the color light receiving circuit 45C in the first embodiment in that it is divided into a part for performing current-voltage conversion and a part for amplifying. In addition, only one operational amplifier 62 is used.

カラー受光回路345Cでは、第1の実施の形態と同様、フォトダイオード61のアノード端子及びカソード端子が、接続点N21及びN22を介してオペアンプ62の非反転入力端子及び反転入力端子にそれぞれ接続されている。接続点N22には、第1の実施の形態と同様、所定の基準電圧Vref1が供給される。   In the color light receiving circuit 345C, similarly to the first embodiment, the anode terminal and the cathode terminal of the photodiode 61 are connected to the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier 62 via connection points N21 and N22, respectively. I have. A predetermined reference voltage Vref1 is supplied to the connection point N22 as in the first embodiment.

オペアンプ62の出力端子は、接続点N23に接続されている。この接続点N23は、接続点N24において直列に接続された分圧抵抗363及び364を順次介して、グランドに接続されている。また接続点N24は、抵抗365を介して接続点N21と接続されている。   The output terminal of the operational amplifier 62 is connected to the connection point N23. The connection point N23 is connected to the ground via the voltage dividing resistors 363 and 364 connected in series at the connection point N24. The connection point N24 is connected to the connection point N21 via a resistor 365.

かかる構成により、カラー受光回路345Cでは、フォトダイオード61から供給される光誘起電流Isがオペアンプ62に入力され、該オペアンプ62の出力端子からカラー受光信号を出力する。このときオペアンプ62から出力されたカラー受光信号の一部は、分圧抵抗363及び364により分圧された上で、抵抗365を介して反転入力端子に供給され、負帰還を実現している。   With this configuration, in the color light receiving circuit 345C, the photo-induced current Is supplied from the photodiode 61 is input to the operational amplifier 62, and a color light receiving signal is output from the output terminal of the operational amplifier 62. At this time, a part of the color light receiving signal output from the operational amplifier 62 is divided by the voltage dividing resistors 363 and 364 and then supplied to the inverting input terminal via the resistor 365 to realize negative feedback.

ところでカラー受光回路345Cでは、フォトダイオード61から流れる光誘起電流Isが極めて微弱であるが、オペアンプ62の反転入力端子から内部に流入する漏れ電流も極めて小さなものとなり、実質的に無視することができる。また抵抗365の抵抗値をRf[Ω]とすると、この抵抗値Rfは比較的大きな値となっている。このため、フォトダイオード61のアノード端子から光誘起電流Isの一部が抵抗365を介して接続点N24に流れる成分については、実質的に無視することができる。   In the color light receiving circuit 345C, the light-induced current Is flowing from the photodiode 61 is extremely weak, but the leakage current flowing from the inverting input terminal of the operational amplifier 62 to the inside is extremely small and can be substantially ignored. . When the resistance value of the resistor 365 is Rf [Ω], the resistance value Rf is a relatively large value. Therefore, a component of a part of the photo-induced current Is flowing from the anode terminal of the photodiode 61 to the connection point N24 via the resistor 365 can be substantially ignored.

ここで、オペアンプ62から出力されるカラー受光信号の電圧、すなわち接続点N23における電位(グランドとの間の電圧)を電圧Vout1とし、接続点N24における電位をV1[V]とし、分圧抵抗363及び364の抵抗値をそれぞれRa[Ω]及びRb[Ω]とする。そうすると電位V1は、電圧Vout1を抵抗値Ra及びRbにより分圧した値となるため、概ね次の(13)式のように表すことができる。   Here, the voltage of the color light receiving signal output from the operational amplifier 62, that is, the potential at the connection point N23 (voltage between the ground) and the potential at the connection point N24 are set to Vout1 and V1 [V], respectively. And 364 are denoted by Ra [Ω] and Rb [Ω], respectively. Then, since the potential V1 becomes a value obtained by dividing the voltage Vout1 by the resistance values Ra and Rb, the potential V1 can be approximately expressed by the following equation (13).

V1=Vout1×Rb/(Ra+Rb) ……(13)   V1 = Vout1 × Rb / (Ra + Rb) (13)

一方、オペアンプ62では、一般に増幅率を無限大と見なすことができ、非反転入力端子及び反転入力端子の電位がほぼ等しくなるように制御されるため、反転入力端子の電位が、非反転入力端子と同等のVref1[V]となる。このため電位V1は、次の(14)式のように表すことができる。   On the other hand, in the operational amplifier 62, the amplification factor can be generally regarded as infinity, and the potential of the non-inverting input terminal and the potential of the inverting input terminal are controlled to be substantially equal. Vref1 [V] which is equivalent to. Therefore, the potential V1 can be expressed as in the following equation (14).

V1=Vref1−Is×Rf ……(14)   V1 = Vref1−Is × Rf (14)

この(14)式を(13)式に代入して整理すると、次の(15)式を得ることができる。   By substituting the equation (14) into the equation (13) and rearranging, the following equation (15) can be obtained.

Vout1=(Vref1−Is×Rf)×(1+Ra/Rb) ……(15)   Vout1 = (Vref1-Is × Rf) × (1 + Ra / Rb) (15)

ここで、検証のために基準電圧Vref1を0[V]と仮定してみると、この(15)式は次の(16)式のようになる。   Here, assuming that the reference voltage Vref1 is 0 [V] for verification, this equation (15) becomes the following equation (16).

Vout1=−Is×Rf×(1+Ra/Rb) ……(16)   Vout1 = −Is × Rf × (1 + Ra / Rb) (16)

この(16)式において、前半部分の項(Is×Rf)は、第1の実施の形態によるカラー受光回路45C(図5)における中間信号の電圧Vo1に対応している。また、後半部分の項(1+Ra/Rb)は、このカラー受光回路45C(図5)における増幅部70Cの増幅率である値(R75/R72)に対応している。   In the equation (16), the first half term (Is × Rf) corresponds to the voltage Vo1 of the intermediate signal in the color light receiving circuit 45C (FIG. 5) according to the first embodiment. The term (1 + Ra / Rb) in the latter half corresponds to the value (R75 / R72) which is the amplification factor of the amplifier 70C in the color light receiving circuit 45C (FIG. 5).

因みにモノクロ受光回路345Mは、カラー受光回路345Cと同等の構成であるため、該カラー受光回路345Cと同様の機能を有する。   Incidentally, since the monochrome light receiving circuit 345M has the same configuration as the color light receiving circuit 345C, it has the same function as the color light receiving circuit 345C.

以上の構成において、第4の実施の形態による画像形成装置301のトナー濃度センサ318は、カラー受光回路345C(図9)において、オペアンプ62から出力された信号の電圧Vout1を分圧抵抗363及び364により分圧し、接続点N14から抵抗365を介して反転入力端子に帰還させるようにした。   In the above configuration, the toner density sensor 318 of the image forming apparatus 301 according to the fourth embodiment uses the color light receiving circuit 345C (FIG. 9) to convert the voltage Vout1 of the signal output from the operational amplifier 62 into the voltage dividing resistors 363 and 364. , And the voltage is returned from the connection point N14 to the inverting input terminal via the resistor 365.

カラー受光回路345Cは、第1の実施の形態によるカラー受光回路45Cの電流電圧変換部60C(図5)と比較すると、フォトダイオード61及びオペアンプ62が同様の構成であり、また分圧抵抗363及び抵抗365が可変抵抗63及び抵抗64と同様に接続されて負帰還を実現している。このためカラー受光回路345Cは、電流電圧変換部60Cと同様に、フォトダイオード61を流れる電流をオペアンプ62により電圧に変換することができる。   The color light receiving circuit 345C has the same configuration as the photodiode 61 and the operational amplifier 62 as compared with the current / voltage converter 60C (FIG. 5) of the color light receiving circuit 45C according to the first embodiment. The resistor 365 is connected in the same manner as the variable resistor 63 and the resistor 64 to realize negative feedback. Therefore, the color light receiving circuit 345C can convert the current flowing through the photodiode 61 into a voltage by the operational amplifier 62, similarly to the current-voltage converter 60C.

またカラー受光回路345Cは、上述した(16)式に示されているように、第1の実施の形態における中間信号の電圧Vo1に相当する値(Is×Rf)を、増幅率(1+Ra/Rb)で増幅し、電圧Vout1のカラー受光信号として出力している。このためカラー受光回路345Cは、この増幅率(1+Ra/Rb)を増幅部70Cにおける増幅率(R75/R72)と同様とするように、抵抗値Ra及びRbを選定することで、該増幅部70Cと同様の増幅率で電圧を増幅することができる。   The color light receiving circuit 345C converts the value (Is × Rf) corresponding to the voltage Vo1 of the intermediate signal in the first embodiment into an amplification factor (1 + Ra / Rb), as shown in the above equation (16). ) And output as a color light receiving signal of the voltage Vout1. Therefore, the color light receiving circuit 345C selects the resistance values Ra and Rb so that the amplification factor (1 + Ra / Rb) is the same as the amplification factor (R75 / R72) in the amplification unit 70C. The voltage can be amplified with the same amplification factor as in the above.

すなわちカラー受光回路345Cは、第1の実施の形態によるカラー受光回路45Cにおける電流電圧変換部60Cの機能と増幅部70Cの機能とを、1個のオペアンプ62を用いた簡素な回路構成によって、何れも実現することができる。換言すれば、カラー受光回路345Cは、第1の実施の形態によるカラー受光回路45Cと比較して、同等の機能を実現しながら、部品点数を大幅に削減でき、また回路規模を大幅に縮小できるので、その構成を格段に簡素化することができる。   That is, in the color light receiving circuit 345C, the function of the current-voltage conversion unit 60C and the function of the amplifying unit 70C in the color light receiving circuit 45C according to the first embodiment can be changed by a simple circuit configuration using one operational amplifier 62. Can also be realized. In other words, the color light receiving circuit 345C can significantly reduce the number of components and can significantly reduce the circuit size, while achieving the same function as the color light receiving circuit 45C according to the first embodiment. Therefore, the configuration can be significantly simplified.

他の観点から見ると、カラー受光回路345Cでは、フォトダイオード61から流れる光誘起電流Isが極めて微弱であり、接続点N24から反転入力端子へ向けて流れる負帰還の電流よりも極めて小さくなっている。このためカラー受光回路345Cでは、光誘起電流Isのうちオペアンプ62の反転入力端子から内部に流入する成分を、極めて小さなものして無視することができる。   From another viewpoint, in the color light receiving circuit 345C, the photo-induced current Is flowing from the photodiode 61 is extremely weak, and is much smaller than the negative feedback current flowing from the connection point N24 toward the inverting input terminal. . For this reason, in the color light receiving circuit 345C, the component of the photo-induced current Is flowing into the inside from the inverting input terminal of the operational amplifier 62 is extremely small and can be ignored.

またカラー受光回路345Cでは、オペアンプ62において、増幅率が無限大であるという前提がある一方で、出力信号の電圧が電源電圧を越えることができないため、例えば数[V]程度に抑えられる。これに伴い、オペアンプ62では、演算増幅器としての性質上、反転入力端子と非反転入力端子との間で電位差がほぼ0[V]となるように制御されることになる。   In the color light receiving circuit 345C, the operational amplifier 62 has a premise that the amplification factor is infinite, but since the voltage of the output signal cannot exceed the power supply voltage, the voltage is suppressed to, for example, about several volts. Accordingly, the operational amplifier 62 is controlled so that the potential difference between the inverting input terminal and the non-inverting input terminal becomes substantially 0 [V] due to the nature of the operational amplifier.

このようにカラー受光回路345Cでは、光誘起電流Isが極めて微弱であることと、オペアンプ62の演算増幅器としての性質を組み合わせて利用することにより、1個の該オペアンプ62を利用した簡素な回路構成により、電流電圧変換処理及び増幅処理を何れも行うことができる。   As described above, in the color light receiving circuit 345C, the light induced current Is is extremely weak, and the characteristic of the operational amplifier 62 as an operational amplifier is used in combination. Thus, both the current-voltage conversion process and the amplification process can be performed.

またカラー受光回路345Cでは、(16)式に示したように、カラー受光信号の電圧Vout1が、実質的に光誘起電流Is並びに抵抗値Rs、Ra及びRbにより定まる。このためカラー受光回路345Cでは、フォトダイオード61から得られる光誘起電流Isの大きさに応じて、抵抗値Rs、Ra及びRbを適切に選定するだけで、カラー受光信号の電圧Vout1を所望の大きさに容易に合わせることができる。   Further, in the color light receiving circuit 345C, as shown in Expression (16), the voltage Vout1 of the color light receiving signal is substantially determined by the photo-induced current Is and the resistance values Rs, Ra, and Rb. Therefore, in the color light receiving circuit 345C, the voltage Vout1 of the color light receiving signal is set to a desired value only by appropriately selecting the resistance values Rs, Ra, and Rb in accordance with the magnitude of the photo-induced current Is obtained from the photodiode 61. Can easily be adapted to

以上の構成によれば、第4の実施の形態による画像形成装置301のトナー濃度センサ318は、カラー受光回路345Cにおいて、オペアンプ62から出力された信号の電圧Vout1を分圧抵抗363及び364により分圧し、接続点N14から抵抗365を介して反転入力端子に帰還させるようにした。これによりカラー受光回路345Cは、オペアンプ62を1個のみ用いた簡易な回路構成により、光誘起電流Isを電圧に変換した上で、該オペアンプ62により適切な電圧Vout1に増幅された状態でカラー受光信号を生成することができる。   According to the above configuration, the toner density sensor 318 of the image forming apparatus 301 according to the fourth embodiment separates the voltage Vout1 of the signal output from the operational amplifier 62 by the voltage dividing resistors 363 and 364 in the color light receiving circuit 345C. And the voltage is fed back from the connection point N14 to the inverting input terminal via the resistor 365. Thus, the color light receiving circuit 345C converts the photo-induced current Is into a voltage with a simple circuit configuration using only one operational amplifier 62, and then amplifies the color induced light Is to an appropriate voltage Vout1 by the operational amplifier 62. A signal can be generated.

[5.第5の実施の形態]
第5の実施の形態による画像形成装置401(図1)は、第1の実施の画像形成装置1と比較して、制御部3及びトナー濃度センサ18に代わる制御部403及びトナー濃度センサ418を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。制御部403(図1)は、第1の実施の形態による制御部3とほぼ同様に構成されているものの、トナー濃度センサ418に関して、第1の実施の形態とは異なる制御を行うようになっている(詳しくは後述する)。
[5. Fifth Embodiment]
The image forming apparatus 401 (FIG. 1) according to the fifth embodiment is different from the image forming apparatus 1 according to the first embodiment in that a control unit 403 and a toner density sensor 418 instead of the control unit 3 and the toner density sensor 18 are provided. Although they differ in the points they have, other points are configured similarly. The control unit 403 (FIG. 1) has substantially the same configuration as the control unit 3 according to the first embodiment, but performs control different from that of the first embodiment with respect to the toner density sensor 418. (Details will be described later).

トナー濃度センサ418(図3)は、第1の実施の形態によるトナー濃度センサ18と比較して、カラー受光回路45C及びモノクロ受光回路45Mに代わるカラー受光回路445C及びモノクロ受光回路445Mを有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。   The toner density sensor 418 (FIG. 3) is different from the toner density sensor 18 according to the first embodiment in that a color light receiving circuit 445C and a monochrome light receiving circuit 445M replace the color light receiving circuit 45C and the monochrome light receiving circuit 45M. Although different, other configurations are the same.

カラー受光回路445C及びモノクロ受光回路445Mは、第1の実施の形態によるカラー受光回路45C及びモノクロ受光回路45M(図5)の場合と同様、互いに独立し、且つ互いに同等の回路構成となっている。そこで以下では、カラー受光回路445Cを例に説明する。また説明の都合上、以下ではカラー受光回路445C及びモノクロ受光回路445Mをまとめて受光回路445とも呼ぶ。   The color light receiving circuit 445C and the monochrome light receiving circuit 445M are independent of each other and have the same circuit configuration as the color light receiving circuit 45C and the monochrome light receiving circuit 45M (FIG. 5) according to the first embodiment. . Therefore, hereinafter, the color light receiving circuit 445C will be described as an example. For convenience of description, the color light receiving circuit 445C and the monochrome light receiving circuit 445M are also collectively referred to as a light receiving circuit 445 below.

図9と対応する図10に示すように、カラー受光回路445Cは、第4の実施の形態におけるカラー受光回路345Cと比較して、抵抗365に代えてコンデンサ465、アナログスイッチ回路466及びインバータ467が設けられている点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。   As shown in FIG. 10 corresponding to FIG. 9, the color light receiving circuit 445C is different from the color light receiving circuit 345C in the fourth embodiment in that a capacitor 465, an analog switch circuit 466, and an inverter 467 are used instead of the resistor 365. Although they are different in that they are provided, they are configured similarly in other respects.

コンデンサ465は、第4の実施の形態における抵抗365に代わるものであり、接続点N21及び接続点N24の間に接続点N25及びN26を介して設けられている。このコンデンサ465は、容量がCs[μF]となっている。   The capacitor 465 replaces the resistor 365 in the fourth embodiment, and is provided between the connection points N21 and N24 via the connection points N25 and N26. This capacitor 465 has a capacitance of Cs [μF].

アナログスイッチ回路466は、N−MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタ466N及びP−MOSトランジスタ466Pにより構成されており、両者のソース端子同士及びドレーン端子同士がそれぞれ互いに接続されている。以下では、このソース端子及びドレーン端子をそれぞれ接点と呼ぶ。この2個の接点は、それぞれ接続点N25及びN26に接続されている。   The analog switch circuit 466 includes an N-MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor 466N and a P-MOS transistor 466P, and both source terminals and drain terminals are connected to each other. Hereinafter, each of the source terminal and the drain terminal is referred to as a contact. These two contacts are connected to connection points N25 and N26, respectively.

またカラー受光回路445Cは、制御部403(図1)からスタート信号STの供給を受け、これを接続点N27に供給する。この接続点N27は、N−MOSトランジスタ466Nのゲート端子に接続されると共に、インバータ467を介してP−MOSトランジスタ466Pのゲート端子にも接続されている。   Further, the color light receiving circuit 445C receives the supply of the start signal ST from the control unit 403 (FIG. 1), and supplies this to the connection point N27. This connection point N27 is connected to the gate terminal of the N-MOS transistor 466N and also connected to the gate terminal of the P-MOS transistor 466P via the inverter 467.

このためカラー受光回路445Cは、スタート信号STがハイレベルになると、P−MOSトランジスタ466P及びN−MOSトランジスタ466Nを何れも「オン」の状態として2個の接点を導通させ、接続点N25及びN26を同電位とする。これによりコンデンサ465は、それまでに蓄えていた電荷を放出した状態、すなわち放電した状態となる。   Therefore, when the start signal ST goes high, the color light receiving circuit 445C turns on both the P-MOS transistor 466P and the N-MOS transistor 466N to make the two contacts conductive, and the connection points N25 and N26 At the same potential. As a result, the capacitor 465 is in a state in which the charge stored so far is released, that is, in a discharged state.

一方、カラー受光回路445Cは、スタート信号STがローレベルになると、P−MOSトランジスタ466P及びN−MOSトランジスタ466Nを何れも「オフ」の状態として2個の接点を切断する。これによりコンデンサ465は、電荷を蓄え得る状態、すなわち充電が可能な状態となる。   On the other hand, when the start signal ST becomes low level, the color light receiving circuit 445C turns off both the P-MOS transistor 466P and the N-MOS transistor 466N and disconnects the two contacts. As a result, the capacitor 465 is in a state where electric charge can be stored, that is, a state where charging is possible.

このようにカラー受光回路445Cは、第4の実施の形態によるカラー受光回路345C(図9)と共通の構成に加えて、スタート信号STに従い、接続点N21及びN24の間でコンデンサ465に電荷を蓄え得る状態と電荷を放出した状態とに制御されるようになっている。   As described above, in addition to the configuration common to the color light receiving circuit 345C (FIG. 9) according to the fourth embodiment, the color light receiving circuit 445C transfers electric charge to the capacitor 465 between the connection points N21 and N24 according to the start signal ST. The state is controlled between a storable state and a state where electric charges are released.

すなわちカラー受光回路445Cは、制御部403から供給されるスタート信号STに基づいてアナログスイッチ回路466の状態をオン又はオフに切り替えることにより、
コンデンサ465に電荷を蓄え、又はこれを放出しながら、カラー受光信号を生成するようになっている。
That is, the color light receiving circuit 445C switches the state of the analog switch circuit 466 on or off based on the start signal ST supplied from the control unit 403,
While storing or discharging the electric charge in the capacitor 465, a color light receiving signal is generated.

例えば図11(A)に波形図として示すように、カラー受光回路445C(図10)において、制御部403(図1)から供給されるスタート信号STが、初期状態としてローレベルであったとする。またこのとき発光回路44(図3及び図4)は、図11(B)に示すように、電源電圧VDDが供給されておらず、発光ダイオード54が発光していないものとする。   For example, as shown as a waveform diagram in FIG. 11A, in the color light receiving circuit 445C (FIG. 10), the start signal ST supplied from the control unit 403 (FIG. 1) is initially at a low level. At this time, it is assumed that the light emitting circuit 44 (FIGS. 3 and 4) is not supplied with the power supply voltage VDD and the light emitting diode 54 does not emit light as shown in FIG.

このためカラー受光回路445C(図10)では、図11(C)に示すように、フォトダイオード61により光誘起電流Isが発生されていない。さらにこのときカラー受光回路445C(図10)では、コンデンサ465の充電状態が不明であるため、カラー受光信号の電圧Vout1の値が不定となっている。因みにこのとき制御部403は、カラー受光回路445Cからカラー受光信号を取得しない。   Therefore, in the color light receiving circuit 445C (FIG. 10), the photo-induced current Is is not generated by the photodiode 61 as shown in FIG. Further, at this time, in the color light receiving circuit 445C (FIG. 10), since the charge state of the capacitor 465 is unknown, the value of the voltage Vout1 of the color light receiving signal is undefined. At this time, the control unit 403 does not acquire a color light receiving signal from the color light receiving circuit 445C.

制御部403は、所定のトナー濃度検出プログラムが実行されると、時点t0において、スタート信号STをローレベルからハイレベルに立ち上げる一方、引き続き発光回路44に対し電源電圧VDDを供給せず、発光ダイオード54を消灯させた状態を継続する。このときカラー受光回路445Cでは、アナログスイッチ回路466の状態がオフからオンに切り替えられるため、コンデンサ465が放電され、電圧Vcsが0[V]となり、接続点N21、N24、N25及びN26が何れも同電位となる。この結果、カラー受光信号の電圧Vout1は、その値が0[V]にリセットされることになる。   When the predetermined toner concentration detection program is executed, the control unit 403 raises the start signal ST from a low level to a high level at time t0, and does not continuously supply the power supply voltage VDD to the light emitting circuit 44 and emits light. The state where the diode 54 is turned off is continued. At this time, in the color light receiving circuit 445C, since the state of the analog switch circuit 466 is switched from off to on, the capacitor 465 is discharged, the voltage Vcs becomes 0 [V], and the connection points N21, N24, N25, and N26 are all connected. It has the same potential. As a result, the value of the voltage Vout1 of the color light receiving signal is reset to 0 [V].

その後、制御部403は、僅かに時間が経過して時点t1になると、スタート信号STをハイレベルからローレベルに立ち下げる(図11(A))。これによりカラー受光回路445C(図10)では、アナログスイッチ回路466の状態がオンからオフに切り替えられるため、コンデンサ465が充電可能な状態となる。ただしこのとき、発光ダイオード54が消灯しているため(図11(B))、光誘起電流Isが生成されず(図11(C))、カラー受光信号の電圧Vout1が0[V]のとなる(図11(D))。   Thereafter, the control unit 403 lowers the start signal ST from a high level to a low level at a time point t1 after a lapse of a short time (FIG. 11A). As a result, in the color light receiving circuit 445C (FIG. 10), the state of the analog switch circuit 466 is switched from ON to OFF, so that the capacitor 465 can be charged. However, at this time, since the light emitting diode 54 is turned off (FIG. 11B), the photo-induced current Is is not generated (FIG. 11C), and the voltage Vout1 of the color light receiving signal is 0 [V]. (FIG. 11D).

さらに制御部403は、所定の時点t2になると、発光回路44に対する電源電圧VDDの供給を開始する(図11(B))。これに応じてカラー受光回路445Cのフォトダイオード61は、光誘起電流Isを生成し(図11(C))、これを接続点N21(図10)へ供給するようになる。   Further, at the predetermined time t2, the control unit 403 starts supplying the power supply voltage VDD to the light emitting circuit 44 (FIG. 11B). In response to this, the photodiode 61 of the color light receiving circuit 445C generates a photo-induced current Is (FIG. 11C), and supplies this to the connection point N21 (FIG. 10).

そうするとコンデンサ465は、光誘起電流Isが供給されることにより徐々に充電され、電圧Vcsが0[V]から徐々に増加していく。これによりカラー受光回路445Cでは、カラー受光信号の電圧Vout1が徐々に大きくなっていく(図11(D))。   Then, the capacitor 465 is gradually charged by supplying the photo-induced current Is, and the voltage Vcs gradually increases from 0 [V]. Thus, in the color light receiving circuit 445C, the voltage Vout1 of the color light receiving signal gradually increases (FIG. 11D).

やがて制御部403は、時点t2から所定の期間Tが経過して時点t3になると、発光回路44に対する電源電圧VDDの供給を停止する(図11(B))。これに応じてカラー受光回路445Cのフォトダイオード61は、光誘起電流Isを生成しなくなる(図11(C))。   Eventually, the control unit 403 stops supplying the power supply voltage VDD to the light emitting circuit 44 when a predetermined period T has elapsed from the time point t2 and the time point reaches the time point t3 (FIG. 11B). In response, the photodiode 61 of the color light receiving circuit 445C does not generate the photo-induced current Is (FIG. 11C).

そうするとコンデンサ465は、これ以上充電されなくなり、電圧Vcsの値をそのまま維持する。これによりカラー受光回路445Cでは、カラー受光信号の電圧Vout1を電圧VT1とする(図11(D))。   Then, the capacitor 465 is no longer charged and maintains the value of the voltage Vcs as it is. Thus, in the color light receiving circuit 445C, the voltage Vout1 of the color light receiving signal is set to the voltage VT1 (FIG. 11D).

ここで、カラー受光回路445Cの接続点N24における電位V1については、第4の実施の形態において(13)式等を算出した場合と同様の要領で、次の(17)式、(18)式及び(19)式のように算出することができる。   Here, the potential V1 at the connection point N24 of the color light receiving circuit 445C is calculated in the same manner as when the equation (13) is calculated in the fourth embodiment, and the following equations (17) and (18) are used. And (19) can be calculated.

V1=Vout1×Rb/(Ra+Rb) ……(17)   V1 = Vout1 × Rb / (Ra + Rb) (17)

Vcs=(1/Cs)×∫Isdt ……(18)   Vcs = (1 / Cs) × ∫Isdt (18)

V1=Vref1−Vcs ……(19)   V1 = Vref1-Vcs (19)

この(17)〜(19)式を整理すると共に、計算を簡略化するために抵抗値Ra=0[Ω]とし、さらに基準電圧Vref1=0[V]と仮定した場合、次の(20)式を得ることができる。   When rearranging the equations (17) to (19) and assuming that the resistance value Ra = 0 [Ω] and the reference voltage Vref1 = 0 [V] to simplify the calculation, the following equation (20) Expression can be obtained.

Vout1=(−1/Cs)×∫Isdt ……(20)   Vout1 = (− 1 / Cs) × ∫Isdt (20)

この(20)式から分かるように、カラー受光信号の電圧Vout1は、時間の経過と共に直線的に変化し(図11(D))、時点t3においては次の(21)式のようになる。   As can be seen from the equation (20), the voltage Vout1 of the color light receiving signal changes linearly with the passage of time (FIG. 11D), and at time t3, becomes the following equation (21).

Vout1≒(−1/Cs)×Is×T ……(21)   Vout1 ≒ (−1 / Cs) × Is × T (21)

すなわちカラー受光回路445Cでは、微小な光誘起電流Isを期間Tに渡ってコンデンサ465に充電することにより、電圧Vcsの値を十分に大きな値とし、これに伴いカラー受光信号の電圧Vout1を十分な大きさの電圧VT1とすることができる。   That is, in the color light receiving circuit 445C, the value of the voltage Vcs is set to a sufficiently large value by charging the capacitor 465 with the minute light-induced current Is over the period T, and accordingly, the voltage Vout1 of the color light receiving signal is sufficiently increased. The voltage VT1 can be as large as the voltage VT1.

例えば、第4の実施の形態によるカラー受光回路345C(図9)では、微小な光誘起電流Isを観測可能な信号レベルとするためには、抵抗365の抵抗値Rfを極めて大きな値とする必要があるものの、このような抵抗値の抵抗は入手性が悪く、また製造コストの上昇に繋がるおそれもある。   For example, in the color light receiving circuit 345C (FIG. 9) according to the fourth embodiment, the resistance value Rf of the resistor 365 needs to be set to an extremely large value in order to make the minute photo-induced current Is a signal level that can be observed. However, such a resistor having a resistance value is poor in availability and may lead to an increase in manufacturing cost.

これに対し第5の実施の形態によるカラー受光回路445C(図10)では、期間Tを適切に設定することにより、このような微小な光誘起電流Isをコンデンサ465に対し十分に充電でき、上述した(18)式のように、容易に測定し得るような大きさの電圧Vcsの値として表すことができる。これを換言すれば、カラー受光回路445Cでは、光誘起電流Isの電荷を適切な期間Tに渡ってコンデンサ465に蓄積することにより、フォトダイオード61における受光量を積分した大きさに相当する、十分な大きさの電圧Vcsを生成できる。   On the other hand, in the color light receiving circuit 445C (FIG. 10) according to the fifth embodiment, by setting the period T appropriately, such a small photo-induced current Is can be sufficiently charged in the capacitor 465, and As shown in equation (18), the voltage Vcs can be expressed as a value of a magnitude that can be easily measured. In other words, in the color light receiving circuit 445C, by accumulating the charge of the photo-induced current Is in the capacitor 465 over an appropriate period T, a sufficient amount corresponding to the integrated amount of the amount of light received by the photodiode 61 is obtained. It is possible to generate a voltage Vcs of an appropriate magnitude.

またこのときカラー受光回路445Cでは、仮に光誘起電流Isにノイズが含まれていたとしても、コンデンサ465に電荷として充電されることにより、得られる電圧Vcsの値を平準化することができるので、このノイズが最終的にカラー受光信号の電圧Vout1に及ぼす影響を減少させることができる。すなわちカラー受光回路445Cは、第1及び第4の実施の形態と比較して、光誘起電流Isに含まれるノイズの影響を軽減でき、光の検出精度を高めることができる。   Also, at this time, in the color light receiving circuit 445C, even if noise is included in the photo-induced current Is, the value of the obtained voltage Vcs can be leveled by charging the capacitor 465 as an electric charge. It is possible to reduce the influence of this noise on the voltage Vout1 of the color light receiving signal. That is, as compared with the first and fourth embodiments, the color light receiving circuit 445C can reduce the influence of noise included in the photo-induced current Is and can increase the light detection accuracy.

因みに制御部403は、カラー受光回路445Cから電圧Vout1でなるカラー受光信号を取得してトナーの濃度を検出した後、再度トナーの濃度を検出する場合には、時点t0〜t3のような処理を繰り返すことにより、その都度コンデンサ465の電荷を放電させる。   Incidentally, the control unit 403 acquires the color light receiving signal having the voltage Vout1 from the color light receiving circuit 445C, detects the toner density, and then detects the toner density again. By repeating this, the electric charge of the capacitor 465 is discharged each time.

その他の点においても、第5の実施の形態によるカラー受光回路445Cは、第4の実施の形態と同様の作用効果を奏し得る。   In other respects, the color light receiving circuit 445C according to the fifth embodiment can provide the same operation and effects as those of the fourth embodiment.

以上の構成によれば、第5の実施の形態による画像形成装置401のトナー濃度センサ418では、カラー受光回路445Cにおいて、フォトダイオード61により生成される光誘起電流Isをコンデンサ465に充電し、その両端に生じる電圧Vcsに応じた電圧Vout1でなるカラー受光信号を生成するようにした。これによりカラー受光回路445Cは、オペアンプ62を1個のみ用いた比較的簡素な回路構成としながら、光誘起電流Isが微小であっても、その大きさが精度良く反映された高精度なカラー受光信号を生成することができる。   According to the above configuration, in the toner density sensor 418 of the image forming apparatus 401 according to the fifth embodiment, in the color light receiving circuit 445C, the capacitor 465 is charged with the photo-induced current Is generated by the photodiode 61, A color light receiving signal having a voltage Vout1 corresponding to the voltage Vcs generated at both ends is generated. Thus, the color light receiving circuit 445C has a relatively simple circuit configuration using only one operational amplifier 62, and even if the photo-induced current Is is very small, the color light receiving circuit 445C accurately reflects the size of the light-induced current Is. A signal can be generated.

[6.他の実施の形態]
なお上述した第1の実施の形態においては、発光回路44にダイオード53(図4)を用い、第2の実施の形態においては発光回路144にトランジスタ153(図7)を用いる場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、発光回路44等に、PN接合を有する他の半導体素子を用いても良い。要は、三端子レギュレータ51からの一定の出力電圧Voを、直列に接続された半導体素子及び抵抗52等に印加し、温度の増加に応じてこの順方向電圧が減少することにより、抵抗52等に加わる電圧及び流れる電流を増加させることができれば良い。第3〜第5の実施の形態についても同様である。
[6. Other Embodiments]
In the first embodiment described above, the case where the diode 53 (FIG. 4) is used for the light emitting circuit 44 and the transistor 153 (FIG. 7) is used for the light emitting circuit 144 in the second embodiment has been described. However, the present invention is not limited to this, and another semiconductor element having a PN junction may be used for the light emitting circuit 44 and the like. The point is that a constant output voltage Vo from the three-terminal regulator 51 is applied to the semiconductor element and the resistor 52 connected in series, and the forward voltage decreases as the temperature increases. It is only necessary that the voltage applied to the device and the flowing current can be increased. The same applies to the third to fifth embodiments.

また上述した第1及び第2の実施の形態においては、三端子レギュレータ51により一定の出力電圧Voを生成し、第3の実施の形態においては、シャントレギュレータ251により一定のリファレンス電圧Vrefを生成する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、種々のレギュレータにより一定の電圧を生成するようにしても良い。第4及び第5の実施の形態についても同様である。   In the above-described first and second embodiments, the constant output voltage Vo is generated by the three-terminal regulator 51, and in the third embodiment, the constant reference voltage Vref is generated by the shunt regulator 251. Mentioned the case. However, the present invention is not limited to this, and a constant voltage may be generated by various regulators. The same applies to the fourth and fifth embodiments.

さらに上述した第1の実施の形態においては、カラー受光回路45C(図5)においてフォトダイオード61が温度の影響を受けること無く、すなわち温度依存性を持たずに、受光量に応じた大きさの光誘起電流Isを生成する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えばフォトダイオード61が正の温度係数を持っており、図12(A)に示すように、一定の受光量に対し、温度の上昇に伴って光誘起電流Isを増加させるような特性を持っていても良い。   Further, in the first embodiment described above, the photodiode 61 in the color light receiving circuit 45C (FIG. 5) is not affected by temperature, that is, has no temperature dependency, and has a size corresponding to the amount of received light. The case where the photo-induced current Is is generated has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the photodiode 61 has a positive temperature coefficient, and as shown in FIG. May be provided.

この場合、図6(D)と対応する図12(B)に示すように、温度Taの増加に伴って、LED駆動電流(すなわち順電流If)を増加させるものの、その増加の度合をやや小さく抑えておく。これにより、図6(E)と対応する図12(C)に示すように、温度Taの増加に伴い、発光量を僅かに減少させるような、負の温度特性を持たせることができる。この結果、フォトダイオード61の温度依存性を相殺することができるので、図6(F)と対応する図12(D)に示すように、出力電圧(すなわちカラー受光信号の電圧Vout1)を温度Taの値に関わらず、ほぼ一定の値を維持するような特性とすることができる。第2〜第5の実施の形態についても同様である。   In this case, as shown in FIG. 12B corresponding to FIG. 6D, the LED drive current (that is, the forward current If) increases as the temperature Ta increases, but the degree of the increase is slightly reduced. Keep it down. Thus, as shown in FIG. 12 (C) corresponding to FIG. 6 (E), it is possible to provide a negative temperature characteristic such that the light emission amount is slightly reduced with an increase in the temperature Ta. As a result, the temperature dependency of the photodiode 61 can be canceled, and as shown in FIG. 12D corresponding to FIG. 6F, the output voltage (that is, the voltage Vout1 of the color light receiving signal) is changed to the temperature Ta. Irrespective of the value, the characteristic can be maintained to be substantially constant. The same applies to the second to fifth embodiments.

さらに上述した第1の実施の形態においては、発光回路44(図4)において三端子レギュレータ51の出力端子51oと接続点N1との間に配置するダイオード53を1個のみとし、また発光ダイオード54も1個のみ設ける場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、任意の数のダイオード53と、任意の数の発光ダイオード54とを、それぞれ設けても良い。例えば、図13に示す発光回路544は、2個のダイオード53が直列に接続されると共に、2個の発光ダイオード54が直列に接続されている。この発光回路544では、抵抗52に印加される抵抗電圧Vrが、出力電圧Voから2つの順方向電圧Vfの合計値を減じた値となるため、温度変化に応じた電圧の変化量を第1の実施の形態に対して2倍に増加させることができる。またこの場合、2個の発光ダイオード54を直列に接続しているため、第1の実施の形態に対して発光量を2倍に増加させることができる。第2〜第5の実施の形態についても同様である。   Further, in the above-described first embodiment, only one diode 53 is arranged between the output terminal 51o of the three-terminal regulator 51 and the connection point N1 in the light emitting circuit 44 (FIG. 4). The case where only one is provided has been described. However, the present invention is not limited to this, and an arbitrary number of diodes 53 and an arbitrary number of light emitting diodes 54 may be provided. For example, in a light emitting circuit 544 shown in FIG. 13, two diodes 53 are connected in series, and two light emitting diodes 54 are connected in series. In the light emitting circuit 544, since the resistance voltage Vr applied to the resistor 52 is a value obtained by subtracting the sum of the two forward voltages Vf from the output voltage Vo, the amount of change in the voltage according to the temperature change is determined by the first voltage. Can be doubled with respect to the embodiment. Further, in this case, since the two light emitting diodes 54 are connected in series, the light emission amount can be doubled as compared with the first embodiment. The same applies to the second to fifth embodiments.

さらに上述した第1の実施の形態においては、発光回路44(図4)において三端子レギュレータ51の出力端子51o側に発光ダイオード54を接続する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば図14に示す発光回路644のように、三端子レギュレータ51の入力端子51i側に発光ダイオード54を接続しても良い。第4及び第5の実施の形態についても同様である。   Further, in the above-described first embodiment, the case where the light emitting diode 54 is connected to the output terminal 51o side of the three-terminal regulator 51 in the light emitting circuit 44 (FIG. 4) has been described. However, the present invention is not limited to this, and the light emitting diode 54 may be connected to the input terminal 51i side of the three-terminal regulator 51, for example, as in a light emitting circuit 644 shown in FIG. The same applies to the fourth and fifth embodiments.

さらに上述した第2の実施の形態においては、発光回路144(図7)において三端子レギュレータ51の出力端子51oをトランジスタ153のベース端子と直接接続する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば図15に示す発光回路744のように、出力端子51oとトランジスタ153のベース端子との間に抵抗755を接続すると共に、この抵抗755及びトランジスタ153の間に設けられた接続点N41とグランドとの間に抵抗756を接続しても良い。この場合、接続点N41におけるグランドに対する電圧V41は、抵抗755及び756における抵抗値の比率により、出力電圧Voから分圧された電圧をトランジスタ153のベース端子に供給することができるので、第2の実施の形態と比較して、発光ダイオード54の温度係数に対し、より幅広く対応することが可能となる。   Further, in the above-described second embodiment, the case where the output terminal 51o of the three-terminal regulator 51 is directly connected to the base terminal of the transistor 153 in the light emitting circuit 144 (FIG. 7) has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, as in a light emitting circuit 744 shown in FIG. 15, a resistor 755 is connected between the output terminal 51o and the base terminal of the transistor 153, and between the resistor 755 and the transistor 153. A resistor 756 may be connected between the provided connection point N41 and the ground. In this case, the voltage V41 with respect to the ground at the connection point N41 can supply the voltage divided from the output voltage Vo to the base terminal of the transistor 153 by the ratio of the resistance values of the resistors 755 and 756. Compared to the embodiment, it is possible to cope with the temperature coefficient of the light emitting diode 54 more widely.

さらに上述した第4の実施の形態においては、カラー受光回路345C(図9)における接続点N21及びN24の間に抵抗365を接続し、第5の実施の形態においては、カラー受光回路445C(図10)における接続点N21及びN24の間にコンデンサ465を接続する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えばコイル等、他の種々の素子やその組合せを接続点N21及びN24の間に接続しても良い。この場合、比較的少ない電流を通過させる素子であれば良い。   Further, in the above-described fourth embodiment, a resistor 365 is connected between the connection points N21 and N24 in the color light receiving circuit 345C (FIG. 9). In the fifth embodiment, the color light receiving circuit 445C (FIG. The case where the capacitor 465 is connected between the connection points N21 and N24 in 10) has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, various other elements such as coils and combinations thereof may be connected between the connection points N21 and N24. In this case, any element that allows a relatively small amount of current to pass can be used.

さらに上述した第5の実施の形態においては、図11に示したように、時点t2から時点t3までの期間Tのみ、制御部403により発光回路44に電源電圧VDDを供給して発光ダイオード54を発光させ、カラー受光回路445Cにおいて光誘起電流Isの電荷をコンデンサ465に充電させる場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば図11と対応する図16に示すように、時点t2から時点t3までの期間Tに加えて、時点t4から時点t5までの期間T及び時点t6から時点t7までの期間Tにおいても、発光ダイオード54を発光させるようにしても良い。   Further, in the above-described fifth embodiment, as shown in FIG. 11, the control unit 403 supplies the power supply voltage VDD to the light emitting circuit 44 and controls the light emitting diode 54 only during the period T from time t2 to time t3. The case where light is emitted and the capacitor 465 is charged with the charge of the photo-induced current Is in the color light receiving circuit 445C has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 16 corresponding to FIG. 11, in addition to the period T from time t2 to time t3, the period T from time t4 to time t5 and the time T6 from time t6 to time t7 The light emitting diode 54 may emit light also in the period T up to.

この場合、コンデンサ465に対する充電を1回から3回に増加させたことになるため、カラー受光信号の電圧Vout1を電圧VT1の3倍に相当する電圧VT3に高めることができ、微弱な光誘起電流Isの大きさをより容易に且つ精度良く検出できることになる。またこの場合、発光ダイオード54を連続して発光させるのでは無く間欠的に発光させる、すなわち明滅を複数回繰り返すため、該発光ダイオード54を消灯させている間に冷却させることができ、過度な温度の上昇や、これによる大幅な特性の変化を抑えることができる。なお、発光ダイオード54を発光させる期間Tを繰り返す回数としては、3回に限らず、2回又は4回以上としても良い。また、毎回同一の期間Tとする以外にも、各期間を異なる長さとしても良い。   In this case, since the charging of the capacitor 465 has been increased from once to three times, the voltage Vout1 of the color light receiving signal can be increased to the voltage VT3 corresponding to three times the voltage VT1, and the weak light-induced current The magnitude of Is can be more easily and accurately detected. Further, in this case, the light emitting diode 54 is not continuously emitted, but is intermittently emitted, that is, blinking is repeated a plurality of times. , And a significant change in characteristics due to this. The number of repetitions of the period T during which the light emitting diode 54 emits light is not limited to three, but may be two or four or more. In addition to the same period T each time, each period may have a different length.

さらに上述した第1の実施の形態においては、トナー濃度センサ18(図3)として、センサ筐体41の内部に発光部42、カラー受光部43C及びモノクロ受光部43Mを設け、一体型のトナー濃度センサとして構成する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば発光部42、カラー受光部43C及びモノクロ受光部43Mをそれぞれ独立して取付部材40に取り付けるようにしても良い。この場合、それぞれの光軸の角度や位置を適宜調整すれば良い。第2〜第5の実施の形態についても同様である。   Further, in the above-described first embodiment, as the toner density sensor 18 (FIG. 3), the light emitting unit 42, the color light receiving unit 43C, and the monochrome light receiving unit 43M are provided inside the sensor housing 41, and the integrated toner density sensor 18 is provided. The case of configuring as a sensor has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the light emitting unit 42, the color light receiving unit 43C, and the monochrome light receiving unit 43M may be independently attached to the attachment member 40. In this case, the angles and positions of the respective optical axes may be appropriately adjusted. The same applies to the second to fifth embodiments.

さらに上述した第1の実施の形態においては、トナー濃度センサ18(図3)において、搬送ベルト14の法線14Nを挟んで光軸XE及び光軸XMを互いに対称とし、且つ発光部42を挟んでモノクロ受光部43Mと反対側に、光軸XCが光軸XEに対し角度φをなすようにカラー受光部43Cを配置する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、発光部42の光軸XE及びモノクロ受光部43Mの光軸XMを任意の角度としても良く、また光軸XCを光軸XEに対し任意の角度をなすように配置しても良い。第2〜第5の実施の形態についても同様である。   Further, in the above-described first embodiment, in the toner density sensor 18 (FIG. 3), the optical axis XE and the optical axis XM are symmetrical with respect to the normal line 14N of the conveyor belt 14, and the light emitting unit 42 is sandwiched. The case where the color light receiving unit 43C is arranged on the opposite side to the monochrome light receiving unit 43M so that the optical axis XC forms an angle φ with the optical axis XE has been described. However, the present invention is not limited to this, and the optical axis XE of the light emitting section 42 and the optical axis XM of the monochrome light receiving section 43M may be set to any angle, and the optical axis XC may be set to any angle with respect to the optical axis XE. It may be arranged. The same applies to the second to fifth embodiments.

さらに上述した第1の実施の形態においては、トナー濃度センサ18により搬送ベルト14に付着したトナーの濃度を検出する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えばトナー濃度センサ18を画像形成ユニット16(図2)における感光体ドラム38の近傍に配置し、該感光体ドラム38の表面に付着しているトナーの濃度を検出する等、種々の箇所におけるトナーの濃度を検出しても良い。第2〜第5の実施の形態についても同様である。   Further, in the first embodiment described above, a case has been described in which the toner density sensor 18 detects the density of the toner attached to the transport belt 14. However, the present invention is not limited to this. For example, the toner density sensor 18 is disposed near the photoconductor drum 38 in the image forming unit 16 (FIG. 2), and the density of the toner adhering to the surface of the photoconductor drum 38 is measured. For example, the density of the toner at various places may be detected. The same applies to the second to fifth embodiments.

さらに上述した第1の実施の形態においては、画像形成装置1(図1)にシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックにそれぞれ対応する画像形成ユニット16を設けることにより、カラー印刷を行う場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば画像形成装置1にブラックの画像形成ユニット16のみを設け、モノクロ印刷のみを行うようにしても良い。この場合、トナー濃度センサ18からカラー受光部43Cを省略することができる。或いは、画像形成装置1にホワイトやクリア(透明)等の特色に対応する画像形成ユニット16を設け、この特色を用いた印刷を行うようにしても良い。この場合、この特色に対応した受光部43や発光部42を適宜設けても良い。第2〜第5の実施の形態についても同様である。   Further, in the above-described first embodiment, the case where color printing is performed by providing the image forming units 16 corresponding to cyan, magenta, yellow, and black in the image forming apparatus 1 (FIG. 1) has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, only the black image forming unit 16 may be provided in the image forming apparatus 1 and only monochrome printing may be performed. In this case, the color light receiving section 43C can be omitted from the toner density sensor 18. Alternatively, the image forming apparatus 1 may be provided with an image forming unit 16 corresponding to a special color such as white or clear (transparent), and may perform printing using the special color. In this case, the light receiving unit 43 and the light emitting unit 42 corresponding to the special color may be provided as appropriate. The same applies to the second to fifth embodiments.

さらに上述した第1の実施の形態においては、MFPでなる画像形成装置1に本発明を適用する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば複写機やファクシミリ装置等、電子写真方式によりトナー画像を形成して用紙に定着させる機能を有する種々の電子機器に適用しても良い。第2〜第5の実施の形態についても同様である。   Further, in the first embodiment described above, the case where the present invention is applied to the image forming apparatus 1 including the MFP has been described. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to various electronic apparatuses having a function of forming a toner image by an electrophotographic method and fixing it on paper, such as a copying machine and a facsimile machine. The same applies to the second to fifth embodiments.

さらに本発明は、上述した各実施の形態及び他の実施の形態に限定されるものではない。すなわち本発明は、上述した各実施の形態と上述した他の実施の形態の一部又は全部を任意に組み合わせた実施の形態や、一部を抽出した実施の形態にもその適用範囲が及ぶものである。   Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments and other embodiments. That is, the present invention covers an embodiment obtained by arbitrarily combining some or all of the above-described embodiments and the other embodiments described above, and an embodiment in which a part is extracted. It is.

さらに上述した第4の実施の形態においては、発光部としての発光部42と、受光部としての受光部43とを有する光検出装置としてのトナー濃度センサ18を構成し、この受光部を、受光素子としてのフォトダイオード61と、直列接続回路としての分圧抵抗363及び364と、演算増幅器としてのオペアンプ62と、変換素子としての抵抗365と
によって構成する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる発光部と、受光部とを有する光検出装置を構成し、この受光部を、その他種々の構成でなる受光素子と、直列接続回路と、演算増幅器と、変換素子とによって構成しても良い。
Further, in the above-described fourth embodiment, the toner density sensor 18 as a light detecting device having a light emitting unit 42 as a light emitting unit and a light receiving unit 43 as a light receiving unit is configured. The case where the photodiode 61 as an element, the voltage dividing resistors 363 and 364 as a series connection circuit, the operational amplifier 62 as an operational amplifier, and the resistor 365 as a conversion element have been described. However, the present invention is not limited to this, and constitutes a light detecting device having a light emitting unit having various other configurations and a light receiving unit. The light receiving unit is provided with a light receiving element having other various configurations, and a series connection circuit. , An operational amplifier and a conversion element.

本発明は、例えば電子写真方式によりトナー画像を形成して用紙に定着させることにより印刷するMFPで利用できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in an MFP that prints by forming a toner image by an electrophotographic method and fixing the toner image on a sheet.

1、101、201、301、401……画像形成装置、3、403……制御部、14……搬送ベルト、16……画像形成ユニット、18、118、218、318、418……トナー濃度センサ、38……感光体ドラム、42……発光部、43……受光部、43C……カラー受光部、43M……モノクロ受光部、44、144、244……発光回路、45、345、445……受光回路、45C、345C、445C……カラー受光回路、45M、345M、445M……モノクロ受光回路、51……三端子レギュレータ、51g……グランド端子、51i……入力端子、51o……出力端子、52……抵抗、53……ダイオード、54……発光ダイオード、60C……電流電圧変換部、61……フォトダイオード、62……オペアンプ、63……可変抵抗、64……抵抗、70C……増幅部、152……エミッタ抵抗、153、256……トランジスタ、251……シャントレギュレータ、252、255……抵抗、363、364……分圧抵抗、365……抵抗、465……コンデンサ、466……アナログスイッチ回路、Ib……ベース電流、Ic……コレクタ電流、Ie……エミッタ電流、If……順電流、Ik……カソード電流、Io……出力電流、Ir……リファレンス電流、Is……光誘起電流、Iss……グランド端子電流、L1……検知光、N1、N21、N24……接続点、ST……スタート信号、T……期間、Tc……温度係数、VDD……電源電圧、VT1……電圧、Vbe……ベースエミッタ間電圧、Vf……順方向電圧、Vo……出力電圧、Vcs、Vo1、Vout1、Vout2……電圧、Vr……抵抗電圧、Vref……リファレンス電圧、Vref1、Vref2……基準電圧、W……搬送路。   1, 101, 201, 301, 401... Image forming apparatus, 3, 403... Control unit, 14... Transport belt, 16... Image forming unit, 18, 118, 218, 318, 418. , 38 photosensitive drum, 42 light emitting unit, 43 light receiving unit, 43C color light receiving unit, 43M monochrome light receiving unit, 44, 144, 244 light emitting circuit, 45, 345, 445 ... Light receiving circuit, 45C, 345C, 445C ... Color light receiving circuit, 45M, 345M, 445M ... Monochrome light receiving circuit, 51 ... Three terminal regulator, 51g ... Ground terminal, 51i ... 52, a resistor, 53, a diode, 54, a light emitting diode, 60C, a current-voltage converter, 61, a photodiode, 62, an operational amplifier, 3 Variable resistor, 64 resistor, 70C amplifier, 152 emitter resistor, 153, 256 transistor, 251 shunt regulator, 252, 255 resistor, 363, 364 partial voltage Resistance, 365: Resistance, 465: Capacitor, 466: Analog switch circuit, Ib: Base current, Ic: Collector current, Ie: Emitter current, If: Forward current, Ik: Cathode current, Io Output current, Ir Reference current, Is Photoinduced current, Iss Ground terminal current, L1 Detection light, N1, N21, N24 Connection point, ST Start signal, T Period, Tc temperature coefficient, VDD power supply voltage, VT1 voltage, Vbe voltage between base and emitter, Vf forward voltage, Vo output voltage, Vcs Vo1, Vout1, Vout2 ...... voltage, Vr ...... resistor voltage, Vref ...... reference voltage, Vref1, Vref2 ...... reference voltage, W ...... conveying path.

Claims (15)

光を発光する発光部と、前記光を受光する受光部とを有する光検出装置であって、
前記発光部は、レギュレータの出力電圧から半導体のPN接合を有する半導体素子に発生する電位差を減じた差分電圧値と、前記レギュレータからの出力電流が供給される抵抗の抵抗値とにより定まる電流を発光ダイオードに供給して前記光を発光し、
前記受光部は、
第1端子及び第2端子を有し、前記光を受光して光誘起電流を生成する受光素子と、
接続点において直列に接続された複数の分圧抵抗と、
反転入力端子が前記受光素子の前記第1端子に接続され、非反転入力端子が前記受光素子の前記第2端子に接続され、出力端子が前記複数の分圧抵抗を介してグランドに接続されることにより、前記光誘起電流を増幅する演算増幅器と、
一端が前記反転入力端子に接続され、他端が前記接続点に接続され、電流を電圧に変換する変換素子と
を具えることを特徴とする光検出装置。
A light detection device having a light emitting unit that emits light and a light receiving unit that receives the light,
The light emitting unit emits a current determined by a differential voltage value obtained by subtracting a potential difference generated in a semiconductor element having a semiconductor PN junction from an output voltage of a regulator and a resistance value of a resistor to which an output current from the regulator is supplied. Supplying the light to the diode to emit light;
The light receiving unit,
A light receiving element having a first terminal and a second terminal, receiving the light and generating a photo-induced current;
A plurality of voltage dividing resistors connected in series at the connection point;
An inverting input terminal is connected to the first terminal of the light receiving element, a non-inverting input terminal is connected to the second terminal of the light receiving element, and an output terminal is connected to ground via the plurality of voltage dividing resistors. By doing so, an operational amplifier that amplifies the photo-induced current,
A conversion element that has one end connected to the inverting input terminal and the other end connected to the connection point, and converts a current into a voltage.
前記変換素子は、抵抗である
ことを特徴とする請求項1に記載の光検出装置。
The photodetector according to claim 1, wherein the conversion element is a resistor.
前記変換素子は、コンデンサである
ことを特徴とする請求項1に記載の光検出装置。
The photodetector according to claim 1, wherein the conversion element is a capacitor.
前記変換素子における前記一端及び前記他端の間を接続又は切断するスイッチ回路
をさらに具えることを特徴とする請求項3に記載の光検出装置。
The photodetector according to claim 3, further comprising: a switch circuit that connects or disconnects between the one end and the other end of the conversion element.
前記発光部は、前記光の明滅を複数回繰り返し、
前記受光部は、前記発光部における前記光の明滅を複数回繰り返した後、前記演算増幅器の出力端子から得られる出力電圧を、前記光の検出結果を表す値とする
ことを特徴とする請求項4に記載の光検出装置。
The light emitting unit repeats the blinking of the light a plurality of times,
The light receiving unit, after repeating the blinking of the light in the light emitting unit a plurality of times, sets an output voltage obtained from an output terminal of the operational amplifier to a value representing a detection result of the light. 5. The photodetector according to 4.
前記スイッチ回路は、前記発光部における前記光の明滅を複数回繰り返し、前記演算増幅器の出力端子から得られた出力電圧が前記光の検出結果として利用された後に、前記変換素子における前記一端及び前記他端の間を接続する
ことを特徴とする請求項5に記載の光検出装置。
The switch circuit repeats the blinking of the light in the light emitting unit a plurality of times, and after the output voltage obtained from the output terminal of the operational amplifier is used as a detection result of the light, the one end and the one end of the conversion element. The photodetector according to claim 5, wherein the other end is connected.
前記発光部における前記レギュレータの前記出力電圧及び前記抵抗の前記抵抗値は、前記発光ダイオードから発光する前記光の光量を温度変化に関わらず一定に維持するよう、選定されている
ことを特徴とする請求項に記載の光検出装置。
The output voltage of the regulator and the resistance value of the resistor in the light emitting unit are selected so as to maintain a constant light amount of the light emitted from the light emitting diode regardless of a temperature change. The light detection device according to claim 1 .
前記受光部の前記受光素子は、温度変化に伴い前記光誘起電流を変化させる温度依存性を有し、
前記発光部における前記レギュレータの前記出力電圧及び前記抵抗の前記抵抗値は、前記発光ダイオードから発光する前記光の光量を温度変化に伴って変化させることにより、前記受光部における前記光誘起電流の温度依存性を相殺するよう、選定されている
ことを特徴とする請求項に記載の光検出装置。
The light receiving element of the light receiving unit has a temperature dependency of changing the photo-induced current with a change in temperature,
The output voltage of the regulator and the resistance value of the resistor in the light emitting unit are changed by changing a light amount of the light emitted from the light emitting diode with a temperature change, so that a temperature of the light induced current in the light receiving unit is changed. The photodetector according to claim 1 , wherein the photodetector is selected so as to cancel the dependence.
前記半導体素子は、シリコンにより構成されている
ことを特徴とする請求項に記載の光検出装置。
The photodetector according to claim 1 , wherein the semiconductor element is made of silicon.
前記半導体素子は、ダイオードである
ことを特徴とする請求項に記載の光検出装置。
The photodetector according to claim 1 , wherein the semiconductor element is a diode.
前記半導体素子は、トランジスタである
ことを特徴とする請求項に記載の光検出装置。
The photodetector according to claim 1 , wherein the semiconductor element is a transistor.
前記発光ダイオードは、前記レギュレータの出力端子と接続されている
ことを特徴とする請求項に記載の光検出装置。
The light detecting device according to claim 1 , wherein the light emitting diode is connected to an output terminal of the regulator.
前記発光部は、複数の前記発光ダイオードに対し、前記電流を供給する
ことを特徴とする請求項に記載の光検出装置。
The light detecting device according to claim 1 , wherein the light emitting unit supplies the current to a plurality of the light emitting diodes.
前記発光ダイオードは、複数の前記半導体素子により生じる電位差の合計値を前記出力電圧から減じた差分電圧値と、前記抵抗値とにより定まる電流が供給され、前記光を発光する
ことを特徴とする請求項に記載の光検出装置。
The light emitting diode emits the light when supplied with a current determined by a resistance value and a differential voltage value obtained by subtracting a total value of potential differences generated by a plurality of the semiconductor elements from the output voltage. Item 2. The photodetector according to item 1 .
請求項1から請求項14の何れか1項の光検出装置と、現像剤による像を形成する画像形成部とを具え、
前記光検出装置は、前記画像形成部により形成された前記像に対し前記発光部から前記光を照射し、前記像において反射された光を前記受光部により受光する
ことを特徴とする画像形成装置。
A photodetector according to any one of claims 1 to 14 , and an image forming unit that forms an image with a developer.
The image forming apparatus, wherein the light detecting device irradiates the image formed by the image forming unit with the light from the light emitting unit, and receives light reflected in the image by the light receiving unit. .
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