本发明涉及一种光电转换装置、传感器单元和图像形成装置。
背景技术：
用于缩小如下光电转换装置中的芯片面积的提议已经被提出，在该光电转换装置中，光接收器件区域和外围电路形成于基板上，光接收器件区域由多个用于将入射光转换为电信号的光接收器件构造，外围电路用于对从光接收器件区域输出的电信号进行处理，并且执行对光接收器件区域的控制。日本专利公开no.58-206280描述了一种包括光接收器件区域和外围电路的固态线性图像传感器，在光接收器件区域中，光接收器件以x方向为长边排开(lineup)，外围电路沿着光接收器件的布置方向布置。通过将电极极板(electrodepad)布置在不从光接收器件区域和外围电路在x方向上的延伸部分伸出的区域中、外围电路和光接收器件区域在x方向上的外部，并且缩短芯片在正交于x方向的y方向上的长度，使芯片面积缩小。
技术实现要素：
在光电转换装置中，存在两个光接收器件区域布置在基板上的情况，比如用两个开口部分使入射光变窄并且单独地接收入射光的情况，或者使用具有高方向性的发光器件并且接收被划分为两个的发射光线的情况。以此方式，在入射光被划分为两个的光学系统中，需要使布置在同一基板上的两个光接收器件区域间隔预定距离以便避免互相干扰。在日本专利公开no.58-206280中描述的电极极板的布置被应用于其中按预定间隔布置两个光接收器件区域的光电转换装置的情况下，该光电转换装置的芯片尺寸可能在尺寸上增大，因为电极极板布置在外围电路和光接收器件区域的外部。
本发明的一些实施例提供了有利于使其中多个光接收器件区域和外围电路布置在同一基板上的光电转换装置中的芯片尺寸小型化的技术。
根据一些实施例，提供了一种光电转换装置，该光电转换装置包括：基板，所述基板包括两个光接收器件区域，在所述两个光接收器件区域中的每个中分别布置有多个光接收器件；多个电极极板，所述多个电极极板布置在基板上；以及读出电路，所述读出电路布置在基板上，并且被配置为从所述两个光接收器件区域读出信号，其中，所述多个电极极板包括输出极板和供电极板，所述输出极板用于输出来自读出电路的信号，所述供电极板用于为所述两个光接收器件区域和读出电路之一供电，所述两个光接收器件区域中的每个都具有其中第一方向被取作长度方向的形状，所述两个光接收器件区域沿着第二方向布置，在所述两个光接收器件区域之间有一间隔，所述第二方向与第一方向相交，并且所述多个电极极板中的一个或多个电极极板在第二方向上被所述两个光接收器件区域夹在中间。
根据一些其他的实施例，提供了一种光电转换装置，该光电转换装置包括：多个第一光电转换单元，所述多个第一光电转换单元被布置为沿着第一方向上的线形成第一列；多个第二光电转换单元，所述多个第二光电转换单元被布置为沿着第一方向上的线形成第二列；读出电路，所述读出电路在与第一方向相交的第二方向上布置在所述第二列和所述第一列之间，所述第二列和所述第一列布置在第二方向上，并且所述读出电路被配置为读出来自所述多个第一光电转换单元的信号和来自所述多个第二光电转换单元的信号；以及多个电极极板，所述多个电极极板在第二方向上布置在所述第一列和所述第二列之间，其中，连接所述多个第一光电转换单元中的任何一个和所述多个第二光电转换单元中的任何一个的虚拟线通过所述多个电极极板中的一个或多个。
从以下(参照附图)对示例性实施例的描述，本发明的进一步的特征将变得清晰。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的光电转换装置的平面图。
图2是图1的光电转换装置的平面图。
图3a和3b是图1的光电转换装置的截面图。
图4是示出图1的光电转换装置的电路构造的视图。
图5是图1的光电转换装置的操作时序图。
图6是示出图1的光电转换装置的变化的平面图。
图7是示出配备有包括图1的光电转换装置的传感器单元的图像形成装置的构造的例子的视图。
图8是示出包括图1的光电转换装置的传感器单元、测试图像和控制器之间的关系的视图。
具体实施方式
以下将参照附图来描述根据本发明的光电转换装置的特定实施例。注意，在以下描述和附图中，相同的标号被给予在多个附图中相同的构造。因此，共有的构造是互相参照所述多个附图描述的，并且视情况省略对共有的编号被给予的构造的描述。
参照图1至图6，给出关于根据本发明的实施例的光电转换装置的构造的说明。图1是示出本发明的实施例中的光电转换装置100的构造的平面图。光电转换装置100包括其上布置有两个光接收器件阵列111和112的半导体基板。另外，光电转换装置100包括布置在基板上的读出电路130和布置在基板上的多个电极极板150和151以及光阻部分160，并且布置全都在一个芯片上。
光接收器件阵列111包括光接收器件区域101，在光接收器件区域101中，多个光接收器件110被布置为具有其长度方向平行于图1所示的方向191的形状。类似地，光接收器件阵列112包括光接收器件区域102，在光接收器件区域102中，多个光接收器件110被布置为具有其长度方向平行于方向191的形状。光接收器件区域101和光接收器件区域102分别被布置为在与方向191相交的方向192上跨预定间隔彼此面对。如图1所示，方向191和方向192可以是正交的。在本实施例中，光接收器件区域101和102中的每个都具有矩形形状，在该矩形形状中，总共有32个光接收器件110按二维阵列形状布置，该二维阵列形状为平行于方向191布设16个乘以平行于方向192布设2个。光接收器件区域101和102中的每个中所包括的光接收器件110的数量或布置不限于此，并且可以基于光电转换装置的规范来适当地决定。例如，对于光接收器件区域101和102，多个光接收器件110可以具有交错布置，其中方向191被取作长度方向。用于所述两个光接收器件区域101和102的方向192上的间隔可以例如是光接收器件区域101和102的方向192上的尺寸的两倍或更多倍或者五倍或更多倍的距离，以便避免由于入射在光接收器件区域101和102上的光而导致的互相干涉。
电极极板150和151是为了与光电转换装置100外部的单元电连接而暴露的电触点。电极极板150和151包括输出极板和供电极板，输出极板用于从读出电路130输出信号，供电极板用于为所述两个光接收器件区域101和102以及读出电路130中的一个供电。如图1所示，对于电极极板150和151，多个电极极板在光电转换装置100的方向191上的两端处被布置在沿平行于方向192布设的单个列中。就图1所示的构造而言，对电极极板150和151分别布置六个电极极板。如图1所示，电极极板150和151被所述两个光接收器件区域101和102夹在中间。更具体地说，电极极板150和151中的每个都布置在光接收器件区域101和102之间，并且沿方向192布设。此外，对于电极极板150和151，电极极板150和151的至少部分分别沿方向191跨虚拟线120和121布置，虚拟线120和121将光接收器件区域101和102在方向191和与方向191相反的方向上的边缘部分彼此连接。因此，在电极极板150和151中的每个中，电极极板150和151的外边缘之中的沿着方向191的一侧的至少一部分布置在被所述两个光接收器件区域101和102夹在中间的区域(在虚拟线120和虚拟线121之间)中。例如，可以采取如下构造，该构造使得电极极板150和151的一部分在方向192上布置在所述两个光接收器件区域101和102之间，以使得电极极板150和151全都被虚拟线120或虚拟线121划分为两个部分。另外，电极极板150和151中的各个电极极板可以布置在被所述两个光接收器件区域101和102夹在中间的区域(在虚拟线120和虚拟线121之间)中。如图1所示，虚拟线120将光接收器件110之中的布置在方向191上的同一侧的边缘部分处的两个光接收器件110的外边缘的边缘彼此连接，方向191是所述两个光接收器件区域101和102的长度方向。另外，虚拟线121将光接收器件110之中的布置在两个光接收器件区域101和102在方向191上与虚拟线120相反的一侧的边缘部分处的两个光接收器件110的外边缘彼此连接。
读出电路130布置在被所述两个光接收器件区域101和102夹在中间的区域内。更具体地说，读出电路130在方向191上布置在虚拟线120和虚拟线121之间，并且在方向192上布置在所述两个光接收器件区域101和102之间。另外，就图1所示的构造而言，在光电转换装置100中，所述多个电极极板150布置在方向191上比读出电路130远的一侧，换句话说，布置在从读出电路130开始的方向191上的一侧(虚拟线120侧)。另外，在光电转换装置100中，所述多个电极极板151布置在从读出电路130起的与方向191相反的方向上较远的一侧，换句话说，布置在从读出电路130开始的与方向191相反的方向上的一侧(虚拟线121侧)。电极极板151布置在从读出电路130开始的方向191上与布置电极极板150的一侧相反的一侧。在本实施例中，电极极板150和151分别布置在读出电路130的两侧，但是可以采取仅在一侧具有布置的构造。例如，可以采取如下构造，该构造使得电极极板150仅布置在相对于读出电路130更靠近虚拟线120的一侧，或者使得电极极板151仅布置在相对于读出电路130更靠近虚拟线121的一侧。
根据以上构造，与电极极板150和151布置在光电转换装置100的芯片的外周的情况相比，可以使光电转换装置100的尺寸适应根据所述两个光接收器件区域101和102的布置决定的芯片尺寸。
这里，如果所述两个光接收器件区域101和102如图1所示那样互相以相同的尺寸、布置在方向191上相同的位置处，则虚拟线120和121可以平行于方向192、沿着方向192延伸。如果光接收器件区域101和光接收器件区域102具有不同的尺寸，或者如果它们在方向191上偏移地布置，则虚拟线120和121可以相对于方向191和方向192成任何角度。在这样的情况下，光接收器件区域101的边缘部分可以是方向192上光接收器件区域102侧的角部，这些角部分别是如下两个光接收器件110在方向191和与方向191相反的方向上的边缘部分，所述两个光接收器件110布置在光接收器件区域101在方向191和与方向191相反的方向的边缘部分上。类似地，光接收器件区域102的边缘部分可以是方向192上的光接收器件区域101侧的角部，这些角部分别是如下两个光接收器件110在方向191和与方向191相反的方向上的边缘部分，所述两个光接收器件110布置在光接收器件区域102在方向191和与方向191相反的方向上的边缘部分上。
光阻部分160是通过使用例如布线图案层构造的。光阻部分160可以被布置为覆盖光电转换装置100，不包括电极极板150和151上面的部分以及光接收器件区域101和102的各个光接收器件110上面的部分。因此，光阻部分160可以覆盖读出电路130。
接着，使用图2至图5，给出关于光电转换装置100的操作和更详细构造的说明。图2是图1所示的光电转换装置100的下层的平面图，不包括光阻部分160。图3a是图1中的a-b之间的截面图，图3b是图1中的c-d之间的截面图。读出电路130包括选择单元135、处理单元133和134以及选择单元131和132，以便读出所述两个光接收器件区域101和102的各个光接收器件110的信号。稍后描述读出电路130的操作的细节。在本实施例中，如图3a和3b所示，对于光电转换装置100，n+型埋入层305和n-型外延层306堆叠在基板304上，基板304是n型半导体。由nmos晶体管310、pmos晶体管311等构造的读出电路130以及光接收器件区域101和102形成在n-型外延层306的表面上。
光接收器件区域101和102的每个光接收器件110包括由例如pn型光电二极管构造的光电转换单元。因此，可以说，在两个光接收器件区域101和102中的每个中，多个光电转换单元被布置为形成沿着方向191的阵列。pn型光电二极管由形成在外延层306中的p+型区域307和n型区域308构成，并且n+型势垒区域309围绕区域307和区域308布置。各个光接收器件110被势垒区域309和元件隔离区域312电分离，元件隔离区域312使用绝缘材料，比如氧化硅。换句话说，每个光接收器件110包括区域307和308(光电转换单元)，区域307和308是布置在由元件隔离区域312和势垒区域309限定的活性区域中的半导体区域。因此，光接收器件110(活性区域)和元件隔离区域312之间的边界可以是各个光接收器件110的外边缘。另外，上述虚拟线120可以通过元件隔离区域312与被布置为在方向191上最靠近光接收器件区域101和102的相应的一个边缘的光接收器件110之间的边界。类似地，上述虚拟线121可以通过元件隔离区域312与被布置为在方向191上最靠近光接收器件区域101和102的相应的另一个边缘的光接收器件110之间的边界。换句话说，边界313和314可以是光接收器件区域101和102在方向191上的一侧和与方向191相反的一侧的每个边缘的至少一部分。光接收器件区域101和102在方向191上的宽度被限定为在边界313和边界314之间。另外，方向192上的宽度可以被限定在元件隔离区域312与如下光接收器件110在方向192和与方向192相反的方向上的边缘部分的两个边界之间，所述光接收器件110分别布置在方向192和与方向192相反的方向上的各个边缘部分处。
光阻部分160被布置为覆盖势垒区域309和外延层306，并且在光接收器件110的上面、换句话说在构造光接收器件110的区域308和区域307的上面具有开口部分317。因此，在相对于基板304的表面的正交投影中，光阻部分160的开口部分317的外边缘可以是各个光接收器件110的外边缘。另外，上述虚拟线120可以通过开口部分317之中的布置在如下光接收器件110在方向191上一侧的外边缘上面的开口部分317的外边缘315，所述光接收器件110布置在光接收器件区域101和102在方向191上的相应的边缘部分处。类似地，虚拟线121可以通过开口部分317之中的布置在如下光接收器件110在与方向191相反的方向上的一侧的外边缘上面的开口部分317的外边缘316，所述光接收器件110布置在光接收器件区域101和102在与方向191相反的方向上相应的边缘部分处。因此，光接收器件区域101和102在方向191上的宽度被限定为在该开口部分317的外边缘316和外边缘315之间。另外，方向192上的宽度可被限定为在如下光接收器件110在方向192和与方向192相反的方向上的外边缘的开口部分317的两个外边缘之间，所述光接收器件110分别布置在方向192和与方向192相反的方向上的各个边缘部分处。
接着，使用图4给出关于光电转换装置100的电路构造的说明。所述两个光接收器件阵列111和112的各个光接收器件区域101和102使用经由作为电源的电极极板151供应的电力，产生根据入射在光接收器件110上的光量的光电流，并且将该光电流供给读出电路130的选择单元131和132。选择单元131布置在光接收器件区域101与参考电压源450以及读出电路130的处理单元133和134之间，并且在光接收器件区域101中，根据从读出电路130的选择单元135输入的选择信号选择用于输出光电流的光接收器件110。类似地，选择单元132布置在光接收器件区域102与参考电压源450以及处理单元133和134之间，并且在光接收器件区域102中，根据从选择单元135输入的选择信号选择用于输出光电流的光接收器件110。对于光接收器件110存在五种选择模式：各个光接收器件是否连接到处理单元133的电流电压转换放大器401至404中的一个，以及它们是否不连接到任何一个。当它们不连接到任何一个时，各个光接收器件被连接到参考电压源450。在被连接到电流电压转换放大器401的情况下，电流i1被作为根据入射光的量和选定的光接收器件110的数量获得的光电流输出。类似地，在被连接到电流电压转换放大器402、403和404的情况下，电流i2、i3和i4分别被输出。
处理单元133包括电流电压转换放大器401和402以及增益放大器405。对于电流电压转换放大器401，电压vref0从参考电压源450被供给非反相输入端子，并且来自选择单元131和132以及积分电阻器r11的输出分别被连接到反相输入端子。来自电流电压转换放大器401的输出端子的输出经由积分电阻器r11被反馈给反相输入端子。反相输入端子的电压值根据与非反相输入端子的虚短(virtualshort)被连接到电压vref0。作为电流电压转换放大器401的输出的信号vp1被转换为通过vref0-r11×i1获得的电压，以便产生通过将积分电阻器r11乘以供应的电流i1而得到的值的压降。类似地，在电流电压转换放大器402中，作为电流电压转换放大器402的输出的信号vn1被转换为通过vn1＝vref0-r12×i2获得的电压。
对于增益放大器405，电流电压转换放大器401的信号vp1经由增益电阻器r13被连接到反相输入端子，并且电流电压转换放大器402的信号vn1经由增益电阻器r14被连接到非反相输入端子。作为增益放大器405的输出的信号vo1经由增益电阻器r13被反馈给增益放大器405的反相输入端子。另外，电压vref1经由增益电阻器r14被连接到增益放大器405的反相输入端子。
增益电阻器r13和r14可以是如图4所示的构造中的可变电阻器。由此，在增益电阻器r13中，能够可变地控制信号vo1和增益放大器405的反相输入端子之间的电阻分量rf的值以及信号vp1和增益放大器405的反相输入端子之间的电阻分量ri的值。另外，类似于增益放大器r14中那样，可以可变地控制信号vo1、输入信号vn1和增益放大器405的非反相输入端子之间的电阻分量rf’的值以及信号vn1和增益放大器405的非反相输入端子之间的电阻分量ri’的值。这里，在各个电阻分量被用ri＝ri’和rf＝rf’设置的情况下，从增益放大器405输出的信号vo1通过vo1＝rf/ri×(vn1-vp1)+vref1获得。此外，在积分电阻器r11和r12的值被用r11＝r12＝riv设置的情况下，信号vo1变为vo1＝rf/ri×riv×(i1-i2)+vref1。以此方式，处理单元133将根据入射光的电流i1和i2转换为电压并放大，并且从电极极板150输出。类似地，处理单元134将从选择单元131和132输出的电流i3和i4转换为根据电流i3和i4的值的电压信号vo2，并且经由电极极板150输出。类似于以上，如果增益电阻器r23和r24的可变电阻器电阻分量被用ri＝ri’和rf＝rf’设置并且积分电阻器r21和r22的值被用r21＝r22＝riv设置，则信号vo2变为vo2＝rf/ri×riv×(i3-i4)+vref1。
选择单元135包括通信单元411和存储单元412。选择单元135向选择单元131和132供应用于选择单元131和132的选择信号以从所述两个光接收器件区域101和102之中选择用于输出信号的光接收器件110。另外，选择单元135向处理单元133和134供应用于调整处理单元133和134的增益放大器405和406的增益的选择信号。通信单元411由三线串行通信电路构造：例如，芯片选择(cs)、串行时钟(clk)和串行数据(data)，并且经由电极极板151从通信控制器(未示出)接收选择数据。接收的数据从通信单元411被发送到存储单元412。存储单元412由例如寄存器构成，存储从通信单元411发送的选择数据，并且分别将根据选择数据的选择信号输出到选择单元131和132以及处理单元133和134。在本实施例中，通信单元411使用三线串行通信方案，但是可以使用支持i2c(内部集成电路)总线的两线通信方案。另外，存储单元412是寄存器，但是可以是易失性存储器(比如sram)或非易失性存储器(比如rom)。
接着，给出关于光电转换装置100的操作的说明。图5是示出光电转换装置100的操作的例子的操作时序图。光入射条件指示暗状态(dark)和光入射状态，暗状态是当光不入射在光电转换装置100上时的时间段，光入射状态是当光入射时的时间段。电源指示光电转换装置100的电源的关(0)和开(vcc)。信号cs、clk和data分别指示被输入到通信单元411的用于芯片选择(cs)、串行时钟(clk)和串行数据(data)的通信模式。信号vp1、vn1和vo1指示上述处理单元133中的电流电压转换放大器401和402以及增益放大器405的各个输出。
首先，在时间t0，电源被供给光电转换装置100，信号vp1和信号vn1增大到电压vref0，信号vo1增大到参考电压vref1。接着，从时间t1到时间t2，通信单元411经由电极极板151与光电转换装置100的外部通信控制器通信。根据信号cs(芯片选择信号)从关(低)状态变为开(高)状态，通信单元411进入能够从外部接收信号的状态。当通信单元411进入能够接收信号的状态时，选择单元135根据信号clk(串行时钟信号)的上升沿或下降沿连续地捕捉信号data(串行数据信号)的值(data0、data1、……、datan)。根据信号data的捕捉值，选择单元135经由存储单元412执行选择单元131和132以及处理单元133和134的选择。在图5所示的选择例子中，选择单元131和132的选择被执行以使得光信号i1和i2分别为i1>0和i2＝0。接着，当在时间t3进入光入射状态时，作为电流电压转换放大器401的输出的信号vp1根据光电流i1从电压vref0下降，光电流i1是根据入射光产生的。与此相结合地，作为增益放大器405的输出的信号vo1从电压vref1增大。随后，当在时间t4进入暗状态时，信号vp1返回到电压vref0，信号vo1返回到电压vref1。
这里，考虑光接收器件区域101和102的各个光接收器件是光电二极管的情况。对于施加于光电二极管的两个端子的电压，阳极侧是经由电极极板151连接的外部电源，阴极侧是经由选择单元131和132连接的电压vref0。另外，光接收器件包括根据图3a、3b所示的p+型区域307和n型区域308的pn结电容。为了增大光接收器件的光响应，可以增大施加于光接收器件110的两个端子的反向电压。例如，电压vref0可以被设置为小于或等于外部电源的1/2。然而，在电源电压中发生波动的情况下，当反向电压施加于光接收器件时，具有根据pn结电容的波动的电流作为噪声产生。光电转换装置100经由处理单元133和134放大该噪声并且输出它。为了尽可能地抑制电源电压的波动，有必要考虑用于供电的电极的布置，以便避免由于读出电路130的输出的变化而发生的串扰。例如，在电极极板150和151之中，用于为光电转换装置100供电的供电极板以及用于从读出电路130的处理单元133和134输出信号的输出极板可以分别单独地布置在光电转换装置100在方向191的两端。在图1所示的构造中，读出电路130的处理单元133和134布置在布置电极极板150和151之中的用于输出信号的输出极板的一侧(电极极板150的一侧)。另外，读出电路130的选择单元135布置在布置电极极板150和151之中的用于从外部电源供电的供电极板的一侧(电极极板151的一侧)。由此，可以改进电源的稳定性并且降低从光电转换装置100输出的信号的噪声。
在本实施例中，读出电路130具有使用积分电阻器r11、r12、r21和r22的电流电压转换型电路构造。然而，电路构造不限于此，并且读出电路130可以具有图像传感器或线性传感器中常用的电荷转移型电路构造。
另外，在图1所示的构造中，多个电极极板150和151分别在光电转换装置100的方向191上的两端、沿着方向192、按方向191上的一列布置。然而，电极极板150和151的布置不限于此。例如，如图6所示，电极极板150和151可以按方向191上的两列布置。通过将电极极板150和151的布置增大到两列，可以用相同的芯片尺寸布置更多的电极极板。就图6所示的构造而言，在光电转换装置100中，电极极板150和151中的11个在读出电路130的方向191上的边缘部分的一侧和在与方向191相反的方向上的边缘部分的一侧分别具有交错布置。由此，在具有与图1所示的构造相同的芯片尺寸的光电转换装置100中，可以布置更多的电极极板。
接着，使用图7和图8，给出关于作为上述光电转换装置100的应用的、设有光电转换装置100的用于检测颜色重合失调的传感器单元和设有该传感器单元的图像形成装置的说明。
图7是示出用于形成彩色图像的串联式图像形成装置700的构造的视图。图7的标号末尾的y、m、c和k分别指示显影剂(调色剂)的颜色是黄色、品红、青色或黑色，显影剂(调色剂)是对应构件的对象。在以下说明中，在不需要区分颜色的情况下，使用从末尾省略y、m、c和k的标号。充电单元702给感光鼓701均匀地充电，感光鼓701是在该图中的箭头方向上被旋转地驱动的图像载体。曝光单元707将激光束辐照到感光鼓701上以在感光鼓701上形成静电潜像。显影单元703将作为显影剂的调色剂供给静电潜像，并且通过施加显影偏压来使静电潜像成为调色剂图像，调色剂图像是可见图像。一次转印辊706根据一次转印偏压将感光鼓701的调色剂图像转印到中间转印带708。上面的充电单元702一直到一次转印辊706被构造为图像形成单元705。注意，用于传送调色剂图像的中间转印带708被驱动辊710旋转。彩色图像是通过感光鼓701y、感光鼓701m、感光鼓701c和感光鼓701k连续地重叠调色剂图像并且将调色剂图像转印到中间转印带708上而形成的。
传送辊714和715沿着传送路径709将记录材料从盒713内传送到二次转印辊711。二次转印辊711根据二次转印偏压将中间转印带708的调色剂图像转印到记录材料。已经被转印调色剂图像的记录材料在定影单元717处被加热和加压以执行调色剂图像的定影，并且被传送辊720排出到图像形成装置700的外部。引擎控制单元725与微控制器(控制器501)一起安装，并且执行使用传感器的各种控制、图像形成装置700的各种驱动源(未示出)的顺序控制等。此外，引擎控制单元725还负责测试图像产生功能，测试图像产生功能用于产生测试图像，并且将它输出到上述图像形成单元705。另外，用于在面向中间转印带708的位置处检测颜色重合失调量的传感器单元740设置在图像形成装置700中。
在串联式图像形成装置700中，存在输出的彩色图像的色调、浓度等根据连续打印或时间变化改变的情况。浓度控制是为了校正这样的波动而执行的。在浓度控制中，在中间转印带708上形成用于检测每种颜色的浓度的检测图像，并且用于颜色重合失调检测的传感器单元704检测形成的图像浓度。对于传感器单元740进行的浓度检测，用光源辐照测试图像并且用光接收器件检测反射光的强度的方法是典型的。引擎控制单元725的控制器501对与反射光的强度相对应的信号进行处理，并且通过反馈到过程形成条件(比如激光束的功率和各种电压条件)来对每种颜色的半色调特性或最大浓度进行校正。最大浓度的控制具有如下目的，即，保持每种颜色的定影颜色平衡、防止由于过度涂覆调色剂而导致重叠颜色的图像分散以及防止有缺陷的定影。同时，半色调的色调控制具有如下目的，即，防止不能形成其输出浓度根据非线性输入-输出特性从输入图像信号偏移的自然图像。
图8是示出传感器单元740、测试图像600和引擎控制单元725的控制器501之间的关系的透视图。对于测试图像600，多个矩形形状的调色剂图像例如沿着中间转印带708的移动方向形成。传感器单元740包括布置在封装基板800上的发光器件801、上述光电转换装置100以及窄化构件(narrowdownmember)802。传统地，光电转换装置100的功能是通过使用分立的组件(比如由光电晶体管构成的光接收器件和用于对光接收器件检测到的信号进行处理的电路)的构造实现的。因此，伴随封装基板800的区域的分配，传感器单元有尺寸的增大的问题。在本实施例中，因为传感器单元740是由封装基板800上的发光器件801和光电转换装置100构成的，所以变得可以小型化到与使用分立的部件的常规构造相比是传感器单元740的一小部分(fraction)的尺寸。
发光器件801发射使光电转换装置100接收的光，由例如led芯片构成，并且将发散的光束辐照到中间转印带708上。从发光器件801发射的并且被中间转印带708反射的反射光经由用于使反射光聚焦或变窄的窄化构件802中提供的开口部分803和804入射在光电转换装置100的两个光接收器件区域101和102上。
浓度控制可以根据对镜面反射光分量的监测来进行检测。然而，因为本实施例的图像形成装置700使用四种颜色的调色剂，所以光的吸收/反射特性根据调色剂颜色而不同。例如，在发光器件801发射的光是红外光的情况下，黑色调色剂将基本上吸收光，而其他颜色的调色剂则将使光散射和反射。另外，例如，在发光器件801发射的光是红光的情况下，黑色和青色调色剂将基本上吸收光，而其他颜色的调色剂则将使光散射和反射。换句话说，在具有大量散射和反射的调色剂和具有少量散射和反射的调色剂(或几乎不散射或反射的调色剂)混合的状态下，有必要根据测试图像600来执行用于移除散射的光分量的处理。因此，在浓度控制中，需要在窄化构件802中单独地提供用于检测镜面反射分量的开口部分803和用于检测散射的反射光分量的开口部分804。
如上所述，用两个光接收器件阵列111和112的各个光接收器件区域101和102接收镜面反射光分量和散射的反射光分量的光电转换装置100将根据入射光量的信号vo1和vo2输出到控制器501。控制器501通过基于镜面反射光分量和散射的反射光分量的各信号电平执行计算处理来确定测试图像600的浓度。由此，可以检测颜色重合失调、执行浓度控制并且校正每种颜色的半色调色调特性或最大浓度。
虽然已经参照示例性实施例描述了本发明，但是要理解本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被给予最宽泛的解释以便包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。