(57)【要約】【課題】光センサモジュールの実装基板と光学センサとの間に遮光塗料を塗布することにより、実装基板中に透過した迷光による、受光素子による検出光量のＳ／Ｎ比を低減させ、低コストで検知精度の高いセンサを備える画像形成装置を提供すること。【解決手段】実装基板と、前記実装基板上に少なくとも１つ以上の発光素子並びに受光素子の光学素子が搭載された光センサモジュールを有する画像形成装置において、前記光センサモジュールの前記実装基板と光学素子の間に遮光塗料を塗布することを特徴とする。前記遮光塗料は、前記実装基板上の実装素子記載シルクと同材料であることを特徴とする。【選択図】図１
2006267644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装基板と、前記実装基板上に少なくとも１つ以上の発光素子並びに受光素子の光学素子が搭載された光センサモジュールを有する画像形成装置において、
前記光センサモジュールの前記実装基板と光学素子の間に遮光塗料を塗布することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記遮光塗料は、前記実装基板上の実装素子記載シルクと同材料であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単一基板上に発光及び受光素子が併設された光センサモジュールを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の開発される画像形成装置には、高速化、高画質化の実現するために数多くのセンサが搭載されている。図２に画像形成装置の構成を示す。又、図３に画像形成装置内に設置される光学センサの一例を示す。
【０００３】
図において、１０１は静電潜像を形成する感光ドラム（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋはイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックを示す）、１０４は各感光ドラムを駆動するモータ、１１０は画像信号に応じて露光を行い感光ドラム１０１上に静電潜像を形成するレーザスキャナ、１１１はトナーを格納する現像器、１０３は現像器１１１より排出されたトナーを感光ドラム１０１上に排出する現像ローラ、１００は用紙を各色の画像形成部に順次搬送する無端状の搬送ベルトである。
【０００４】
又、１１５はモータとギア等で成る駆動手段と接続され搬送ベルト１００を駆動する駆動ローラ、１１６は駆動ローラ１１５を駆動するモータ、１１７は用紙に転写されたトナーを溶融、固着する定着器、１０２は感光ドラムの基準位置を検出する基準位置センサ、１１２は用紙カセットから用紙を搬送するピックアップローラ、１１３，１１４は用紙を搬送ベルト１００に導く搬送ローラである。
【０００５】
１８０は用紙カセット上の用紙の有り無しを検出する用紙検出センサ、１６０は用紙カセットより搬送された用紙がベルト上に侵入するタイミングを検出する先端レジ検出センサ、１５０は搬送ベルト上に現像したトナーパッチから各色間の色ずれ量又はトナーパッチの載り量を検出する色レジ色濃度検出センサ、１７０は用紙の搬送速度と定着器の回転速度誤差から発生する定着器前で発生する用紙のループ量を検出するループ量検出センサである。
【０００６】
不図示の外部機器、例えばＰＣからプリントすべきデータがプリンタに送られ、プリンタエンジンの方式に応じた画像形成が終了しプリント可能状態となると、用紙検出センサ１８０によりカセット上に用紙のあることを確認した後、用紙カセットから用紙が供給され搬送ベルト１００に到達し、搬送ベルト１００により用紙が各色の画像形成部に順次搬送される。
【０００７】
搬送ベルト１００による用紙の搬送を先端レジ検出センサ１６０により検出し、そのタイミングを合せて各色の画像信号が各レーザスキャナ１１０に送られ、感光ドラム１０１上に静電潜像が形成され、現像器１１１及び現像ローラ１０３により、静電潜像がトナーで現像され、図示しない転写部で用紙上に転写される。
【０００８】
同図においては、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に順次画像形成される。その後、用紙は、搬送ベルトから分離され、定着器１１７で熱によってトナー像が用紙上に定着され、外部へ排出される。このとき、用紙が定着器に突入する搬送速度と定着器の回転速度の違いによる用紙のループ量をループ検出センサ１７０にて検出し、ループ量が最小になるように、又はループ量が或る所望の値になるように定着器の速度をコントロールする。上記工程を経て、外部機器から指示された画像情報は用紙上に印刷される。
【０００９】
又、画像形成時以外の動作として、搬送ベルト上に所望のタイミングにてトナー像を転写し、そのトナー像の色ずれ量、色濃度を色レジ色濃度検出センサ１５０にて検出するキャリブレーション操作も行われる。
【００１０】
上記で用いられるセンサ群は、より高精度な検出を行うため、光学センサを良く用いられる。又、最近のレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）に対する小型化の要求から、搭載するセンサに関しても、例えば発光部と受光部が単一基板上に実装された、小型の光センサモジュールが利用されている。( 例えば特許文献１参照) 
図４、図１４及び図１５に、従来用いられる小型光センサモジュールの一例として色レジ色濃度検出センサの分解斜視図、側面図及び正面図を示す。
【００１１】
１５０は光センサを実装している実装基板、１５４は搬送ベルト１００上に光を照射する発光素子、１５５は発光素子１５４が照射した光の搬送ベルト１００からの直接反射光を受光する正反射光受光素子、１５３は発光素子１５４が照射した光の搬送ベルト１００からの乱反射光を受光する乱反射光受光素子、１５２は外部からの光を遮断し、発光素子からの照射光及び受光素子への反射光の光路を生成するハウジング、１５６は外部からの光を遮断するカバー、１００は搬送ベルト、１５７は搬送ベルト１００上に転写されたトナーパッチ、１５８は実装基板上に実装される抵抗器、１５９は実装された素子を明示するシルクを示している。
【００１２】
色レジ色濃度検出センサは、発光素子の照射した光の反射光量から色レジ又は色濃度を検出している。つまり、トナーパッチのセンサへの進入時の発生する反射光量の変化から色レジを、又、トナーパッチに載り量による反射光量の違いから色濃度をそれぞれ検出している。正・乱両受光素子は、トナーの色毎の反射特性、使用する搬送ベルトの種類等に、用途、条件によって検出結果をそれぞれ切り替えて使用する。
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−１９４８３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、これまでモジュール構成では、発光素子が照射する光が実装基板上に透過し、その透過光（以下、「迷光」と記す）が実装基板上を伝播し、受光素子にまで達してしまう。
【００１５】
図１６に迷光を併記した光センサモジュールの正面図を示す。
【００１６】
図１６における破線の矢印は迷光を示している。図に示すように実装基板が導波路を形成し迷光が受光素子まで到達する。そのため、受光素子が実装基板内の迷光をも搬送ベルトからの反射光として検出してしまいセンサの精度を低下させてしまう問題があった。
【００１７】
図１７にトナーパッチがセンサの検出領域を通過した時の検出光量のイメージ図を示す。ここでは、反射率の小さい搬送ベルトから反射率の高い（例えば、イエロー）トナーパッチへと検出対象が変化した場合を示す。図中（１）は搬送ベルトからの反射光量を、（２）は受光素子が検出する光量を示す。又、図中（ｉ）はパッチを検出の閾値を示す。
【００１８】
図より明らかなように、理想的な検出波形（１）と実際の検出波形（２）では、パッチの検出タイミングが異なってしまう。又、パッチに対する反射率も異なってくるため（図中Ｐ）、色濃度に関しても誤差を生じてしまう。実装基板と光センサの間に、遮光特性のある部材を挿入する方法もあるが、コストの増加に繋がる、又、センサのリード線を挿入する部品挿入穴近傍は遮光部材を配置することができない。
【００１９】
本発明は、以上の点に鑑み、光センサモジュールの実装基板と光学センサとの間に遮光塗料を塗布することにより、実装基板中に透過した迷光による、受光素子による検出光量のＳ／Ｎ比を低減させ、低コストで検知精度の高いセンサを備える画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、実装基板と、前記実装基板上に少なくとも１つ以上の発光素子並びに受光素子の光学素子が搭載された光センサモジュールを有する画像形成装置において、前記光センサモジュールの前記実装基板と光学素子の間に遮光塗料を塗布することを特徴とする。
【００２１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記遮光塗料は、前記実装基板上の実装素子記載シルクと同材料であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、光センサモジュールの実装基板と発光、受光素子間に実装素子を表記するシルクと同材料の遮光塗料を塗布することにより、遮光処理によるコストの増加を抑圧し、且つ、実装基板内に存在する迷光を受光素子により検出することを防止でき、光センサモジュールの検出精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基いて詳細に説明する。
【００２４】
＜実施の形態１＞
本実施の形態では、光センサモジュールの実装基板とそれに実装された光センサとの間に遮光部材を設けていない場合の遮光塗料へ塗布する場合について説明する。
【００２５】
本実施の形態に係る画像形成装置の構成は従来例に同様であるため説明を省略する。
【００２６】
本実施の形態における光センサモジュールの構成を図１及び図５を用いて説明する。
【００２７】
図１は搬送ベルト１００の一部を併記した光センサモジュールの側面図を示す。図５は光センサモジュールの斜視図を示す。
【００２８】
図において、１５０は光学センサ等を実装する実装基板、１５１は遮光特性を有する塗料、１００は搬送ベルト、１５４は搬送ベルト１００上に光を照射する発光ＬＥＤ、１５３は発光ＬＥＤ１５４が照射した光の搬送ベルト１００からの乱反射光を受光する乱反射光受光ＬＥＤ、１５５は発光ＬＥＤ１５４が照射した光の搬送ベルト１００からの直接反射光を受光する正反射光受光ＬＥＤである。
【００２９】
又、１５２は外部からの光を遮断し、発光ＬＥＤからの照射光及び、受光ＬＥＤへの反射光の光路を生成するハウジング、１５６は外部からの光を遮断するカバー、１５７は搬送ベルト１００上に転写されたトナーパッチ、１５８は実装基板上に実装された抵抗器、１５９は実装された抵抗器を明示するシルク、２１０〜２１２はそれぞれ実装された乱反射光受光ＬＥＤ、発光ＬＥＤ、正反射光受光ＬＥＤを明示するシルクを示している。
【００３０】
遮光性塗料は、例えばシルク印刷工程と同じように、塗料塗布工程として実装基板作成時に所望領域へ塗布する。これにより実装基板−光センサ間の遮光処理を、特別な遮光部材等の設置なしに行うことができる。又、部材を必要としない点からコスト的にも有利になる可能性がある。
【００３１】
実装面上に遮光性塗料１５１を塗布することにより、発光ＬＥＤから照射される光が実装基板１５０中に透過すること及び迷光の実装基板面への透過を防止している。
【００３２】
以上のように、本実施形態のような制御を行うことにより、迷光による受光ＬＥＤの検出精度の低下を抑圧することができ、色レジや色濃度の検出を高精度に行うことが可能になる。
【００３３】
本実施の形態では、実装基板−光センサ間の遮光処理を行う遮光性塗料１５１と、実装素子の明記するシルクを別材料としたが、どちらも遮光塗料にしても構わない。又、本実施の形態では、色レジ色濃度検出センサに本構成を用いたが、光学センサを用いて紙先端を検出する先端レジ検出センサ、又、用紙を検出する用紙検出センサに本構成を用いても無論構わない。
【００３４】
又、本実施の形態では、発光ＬＥＤ及び受光ＬＥＤの全てに接する実装基板面に対して、遮光性塗料１５１を塗布したが、受光ＬＥＤに接する実装基板面のみ（図６の光センサ構成（図中の番号に対する説明は図１に同じである））、発光ＬＥＤに接する実装基板面のみ（図７の光センサ構成（図中の番号に対する説明は図１に同じである））に遮光性塗料１５１を塗布する構成にしても良い。
【００３５】
＜実施の形態２＞
本発明の実施の形態２について説明する。
【００３６】
本実施の形態に係る画像形成装置の構成は従来例に同様であるため説明を省略する。
【００３７】
本実施の形態では、実装基板面−光センサ間に遮光部材が設けられている点が実施の形態１と異なる。
【００３８】
本実施の形態における光センサモジュールの構成に関して図８及び図９を用いて説明する。
【００３９】
図８は本実施の形態における光センサモジュールの断面図、図９は本実施の形態における実装面から見た光センサモジュールの断面図である。図８及び図９共に発光ＬＥＤのみを示す。図示しないが、受光ＬＥＤに対しても同構成を採っている。
【００４０】
図において、１５０は光学センサ等を実装する実装基板、１５１は遮光特性を有するシルク、１５４は搬送ベルト１００上に光を照射する発光ＬＥＤ、１５２は外部からの光を遮断し、発光ＬＥＤからの照射光及び受光ＬＥＤへの反射光の光路を生成するハウジング、２０１は発光ＬＥＤのリード線、２００は発光ＬＥＤのリード線を挿入する部品挿入穴を示している。
【００４１】
図中、実線の矢印は発光ＬＥＤより照射された伝搬光、破線の矢印は、ハウジングやＬＥＤ自身により反射した散乱光を示す。シルク１５１は遮光特性を持つよう黒色のインクを用いている。又、黒色のインクは不図示の実装された素子を明示するシルクにも用いられている。本実施の形態では、図に示すように、シルクを実装基板−発光ＬＥＤ間に設置したハウジングの途切れているリード線近傍に塗布する。
【００４２】
上記領域にシルク１５１を塗布することにより、発光ＬＥＤ後方に伝播した散乱光の実装基板内への透過を防止している。
【００４３】
以上のように、本実施の形態のような制御を行うことにより、迷光による受光ＬＥＤの検出精度の低下を抑圧することができ、色レジや色濃度の検出を高精度に行うことが可能になる。
【００４４】
本実施の形態では、遮光塗料として黒色のインクを塗布したが、透過率が低い塗料を用いるものであれば特に黒色出なくても良い。又、本実施の形態では、色レジ色濃度検出センサに本構成を用いたが、光学センサを用いて紙先端を検出する先端レジ検出センサ、又、用紙を検出する用紙検出センサに本構成を用いても無論構わない。
【００４５】
＜実施の形態３＞
本発明の実施の形態３を説明する。
【００４６】
本実施の形態に係る画像形成装置の構成は従来例に同様であるため説明を省略する。
【００４７】
本実施の形態では、実装基板面−光センサ間に遮光部材を光センサのリード線近傍以外に設けられている点、光センサが縦型である点が実施の形態１と異なる。
【００４８】
本実施の形態における光センサモジュールの構成を図１０及び図１１を用いて説明する。
【００４９】
図１０は本実施の形態における光センサモジュールの断面図、図１１は本実施の形態における実装面から見た光センサモジュールの断面図である。図１０及び図１１共に発光ＬＥＤのみを示す。図示しないが、受光ＬＥＤに対しても同構成を採っている。
【００５０】
図において、１５０は光学センサ等を実装する実装基板、１５１は遮光特性を有するシルク、１５４は搬送ベルト１００上に光を照射する角型の発光ＬＥＤ、１５２は外部からの光を遮断し、発光ＬＥＤからの照射光及び受光ＬＥＤへの反射光の光路を生成するハウジング、２０１は発光ＬＥＤのリード線、２００は発光ＬＥＤのリード線を挿入する部品挿入穴を示している。
【００５１】
ハウジング１５２に空けられたリード線実装用の窓は、発光ＬＥＤの実装時の組立性等の理由から、実装基板の部品挿入穴に比べて系が大きくなってしまう。そのため、ハウジングの窓から見える実装基板面から発光ＬＥＤの散乱光は基板内に透過してしまう。
【００５２】
図中、実線の矢印は発光ＬＥＤより照射された伝搬光、破線の矢印は、ハウジングやＬＥＤ自身により反射した散乱光を示す。シルク１５１は遮光特性を持つよう黒色のインクを用いている。又、黒色のインクは不図示の実装された素子を明示するシルクにも用いられている。
【００５３】
本実施の形態では、図に示すように、シルクをハウジングに空けられたリード線挿入用の窓から  見える実装基板面上に塗布する。本実施の形態に用いたような発光ＬＥＤを用いた場合、リード線が発光ＬＥＤの下方に位置するため、実装基板がＬＥＤの放射光を受け易い。そのため、より十分な遮光処理が必要となる。
【００５４】
本実施の形態では、実装基板面−光センサ間への遮光部材の設置、且つ、僅かに残った実装基板面に対してシルク１５１を塗布することにより、発光ＬＥＤからの光の実装基板内への透過を防止している。
【００５５】
以上のように、本実施の形態のような制御を行うことにより、僅かなシルクの塗布のみで、迷光による受光ＬＥＤの検出精度の低下を抑圧することができ、色レジや色濃度の検出を高精度に行うことが可能になる。
【００５６】
本実施の形態では、遮光塗料して黒色のインクを塗布したが、透過率が低い塗料を用いるものであれば特に黒色でなくても良い。又、本実施の形態では、色レジ色濃度検出センサに本構成を用いたが、光学センサを用いて紙先端を検出する先端レジ゛
検出センサ、又、用紙を検出する用紙検出センサに本構成を用いても無論構わない。
【００５７】
＜実施の形態４＞
本発明の実施の形態４について説明する。
【００５８】
本実施の形態に係る画像形成装置の構成は従来例に同様であるため説明を省略する。
【００５９】
本実施の形態では、光学センサが遮光のためのハウジングに埋め込まれたタイプのセンサモジュールである点が実施の形態１と異なる。
【００６０】
本実施の形態における光センサモジュールの構成に関して図１２及び図１３を用いて説明する。図１２は本実施の形態における光センサモジュールの分解斜視図、図１３は本実施の形態におけるモジュール側面から見た光センサモジュールの断面図である。図１３は発光ＬＥＤのみを示す。図示しないが、受光ＬＥＤに対しても同構成を採っている。
【００６１】
図において、１５０は光学センサ等を実装する実装基板、１５１は遮光特性を有するシルク、１５４は搬送ベルト１００上に光を照射する発光ＬＥＤ、１５３は発光ＬＥＤ１５４が照射した光の搬送ベルト１００からの乱反射光を受光する乱反射光受光ＬＥＤ、１５２は外部からの光を遮断し、発光ＬＥＤからの照射光及び受光ＬＥＤへの反射光の光路を生成するハウジング、２０１は発光ＬＥＤのリード線、２００は発光ＬＥＤのリード線を挿入する部品挿入穴を示している。
【００６２】
尚、本実施の形態では、発光ＬＥＤ、受光ＬＥＤを各１つ埋め込まれたセンサとしているが、２つ以上搭載されていても構わない。
【００６３】
図中、実線の矢印は発光ＬＥＤより照射された伝搬光を示す。シルク１５１は遮光特性を持つよう黒色のインクを用いている。又、黒色のインクは不図示の実装された素子を明示するシルクにも用いられている。
【００６４】
本実施の形態で用いた埋め込み型の光センサでは、ハウジングにて光路をＬＥＤ前方のみに絞り込んでいるため直接光は実装基板上に伝搬しない。しかしながら、発光ＬＥＤ１５４内部にて反射散乱した光が発光ＬＥＤ後方に伝搬する。そのため、発光ＬＥＤ後方に回り込んだ散乱光は実装基板内への透過し受光ＬＥＤにノイズ光として伝搬してしまう。本実施の形態では、図に示すように、シルクを発光ＬＥＤの後部を覆うように実装基板上に塗布する。
【００６５】
本実施の形態では、上記シルクの塗布により、発光ＬＥＤからの光の実装基板内への透過を防止している。
【００６６】
以上のように、本実施の形態のような制御を行うことにより、僅かなシルクの塗布のみで、迷光による受光ＬＥＤの検出精度の低下を抑圧することができ、色レジや色濃度の検出を高精度に行うことが可能になる。
【００６７】
本実施の形態では、遮光塗料して黒色のインクを塗布したが、透過率が低い塗料を用いるものであれば特に黒色出なくても良い。又、本実施の形態では、色レジ色濃度検出センサに本構成を用いたが、光学センサを用いて紙先端を検出する先端レジ検出センサ、又、用紙を検出する用紙検出センサに本構成を用いても無論構わない。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光センサモジュールの側面図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態における用紙搬送系とそれに付随する光センサモジュールを説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る光センサモジュールの分解斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る光センサモジュールの斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る光センサモジュールの側面図の一例である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る光センサモジュールの側面図の一例である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る光センサモジュールの側面図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る光センサモジュールの実装基板面側から見た断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る光センサモジュールの側面図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る光センサモジュールの実装基板面側から見た断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態４に係る光センサモジュールの分解斜視図である。
【図１３】本発明の実施の形態４に係る光センサモジュール側面から見たの断面図である。
【図１４】従来例における光センサモジュールの側面図である。
【図１５】従来例における光センサモジュールの斜視図である。
【図１６】従来例における光センサモジュールの正面図である。
【図１７】従来例における光センサモジュールの検出した反射光量の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６９】
１００    搬送ベルト
１５０    実装基板
１５１    遮光塗料
１５２    ハウジング
１５３    乱反射光受光ＬＥＤ
１５４    発光ＬＥＤ
１５５    正反射光受光ＬＥＤ
１５６    カバー
１５７    トナーパッチ
【図１】
2006267644.tif 000003
【図２】
2006267644.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006267644.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006267644.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006267644.tif 000011
【図１０】
2006267644.tif 000012
【図１１】
2006267644.tif 000013
【図１２】
2006267644.tif 000014
【図１３】
2006267644.tif 000015
【図１４】
2006267644.tif 000016
【図１５】
2006267644.tif 000017
【図１６】
2006267644.tif 000018
【図１７】
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