(57)【要約】【課題】照射対象物（像担持体）からの拡散反射光量が少ない場合でも測定精度を確保でき、画像濃度制御の簡易化及び信頼性の向上に寄与できる光学センサを提供する。【解決手段】光学センサ１Ａは、実装基板２と、ＬＥＤ３と、正反射光用フォトトランジスタ４と、拡散反射光用フォトトランジスタ５を有しており、ＬＥＤ３は各受光手段の間に配置されている。ＬＥＤ３と転写ベルト１８間の光路上には、照射用偏光フィルタ８が設置されており、正反射光用フォトトランジスタ４と転写ベルト１８間の光路上には正反射光受光用偏光フィルタ９が設置されている。転写ベルト１８と拡散反射光用フォトトランジスタ５との間の光路上には拡散反射光量の低下要因となる偏光フィルタは設けられていない。【選択図】図１
2008233024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装基板と、該実装基板に実装された発光手段と、該発光手段から照射され照射対象物で反射した正反射光を受光する正反射光受光手段と、前記発光手段から照射され前記照射対象物で反射した拡散反射光を受光する拡散反射光受光手段と、を有する光学センサにおいて、
前記発光手段が前記正反射光受光手段と前記拡散反射光受光手段との間に配置され、
前記発光手段と前記照射対象物との間の光路上に照射用偏光フィルタが設けられているとともに、前記照射対象物と前記正反射光受光手段との間の光路上に正反射光受光用偏光フィルタが設けられ、
前記照射対象物と前記拡散反射光受光手段との間の光路は開放されていることを特徴とする光学センサ。
【請求項２】
実装基板と、該実装基板に実装された発光手段と、該発光手段から照射され照射対象物で反射した正反射光を受光する正反射光受光手段と、前記発光手段から照射され前記照射対象物で反射した拡散反射光を受光する拡散反射光受光手段と、を有する光学センサにおいて、
前記発光手段が前記正反射光受光手段と前記拡散反射光受光手段との間に配置され、
前記発光手段と前記照射対象物との間の光路上に照射用偏光フィルタが設けられているとともに、前記照射対象物と前記正反射光受光手段との間の光路上に正反射光受光用偏光フィルタが設けられ、
前記照射対象物と前記拡散反射光受光手段との間の光路上には、前記拡散反射光受光用偏光フィルタを取り付け可能な装着部が設けられていることを特徴とする光学センサ。
【請求項３】
実装基板と、該実装基板に実装された発光手段と、該発光手段から照射され照射対象物で反射した正反射光を受光する正反射光受光手段と、前記発光手段から照射され前記照射対象物で反射した拡散反射光を受光する拡散反射光受光手段と、を有する光学センサにおいて、
前記発光手段が前記正反射光受光手段と前記拡散反射光受光手段との間に配置され、
前記発光手段と前記照射対象物との間の光路上に照射用偏光フィルタが設けられているとともに、前記照射対象物と前記正反射光受光手段との間の光路上に正反射光受光用偏光フィルタが設けられ、
前記照射対象物と前記拡散反射光受光手段との間の光路上には、前記拡散反射光を集光する拡散反射光集光レンズを取り付け可能な装着部が設けられていることを特徴とする光学センサ。
【請求項４】
実装基板と、該実装基板に実装された発光手段と、該発光手段から照射され照射対象物で反射した正反射光を受光する正反射光受光手段と、前記発光手段から照射され前記照射対象物で反射した拡散反射光を受光する拡散反射光受光手段と、を有する光学センサにおいて、
前記発光手段が前記正反射光受光手段と前記拡散反射光受光手段との間に配置され、
前記発光手段と前記照射対象物との間の光路上に照射用偏光フィルタが設けられているとともに、前記照射対象物と前記正反射光受光手段との間の光路上に正反射光受光用偏光フィルタが設けられ、
前記照射対象物と前記拡散反射光受光手段との間の光路上には、前記拡散反射光を減光する拡散反射光減光フィルタを取り付け可能な装着部が設けられていることを特徴とする光学センサ。
【請求項５】
実装基板と、該実装基板に実装された発光手段と、該発光手段から照射され照射対象物で反射した正反射光を受光する正反射光受光手段と、前記発光手段から照射され前記照射対象物で反射した拡散反射光を受光する拡散反射光受光手段と、を有する光学センサにおいて、
前記発光手段が前記正反射光受光手段と前記拡散反射光受光手段との間に配置され、
前記発光手段と前記照射対象物との間の光路上に照射用偏光フィルタが設けられているとともに、前記照射対象物と前記正反射光受光手段との間の光路上に正反射光受光用偏光フィルタが設けられ、
前記照射対象物と前記拡散反射光受光手段との間の光路上には、前記拡散反射光受光用偏光フィルタと、拡散反射光を集光する拡散反射光集光レンズと拡散反射光を減光する拡散反射光減光フィルタのうちいずれか一方と、を併せて取り付け可能な装着部が設けられていることを特徴とする光学センサ。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか１つに記載の光学センサにおいて、
前記装着部が、前記拡散反射光受光用偏光フィルタ、前記拡散反射光集光レンズ、あるいは前記拡散反射光減光フィルタを差し込んで装着可能なスリット状ないし段部構造を有していることを特徴とする光学センサ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の光学センサにおいて、
前記発光手段が前記実装基板の実装面に対して略平行に光を発光するように配置されているとともに、前記正反射光受光手段及び前記拡散反射光受光手段が前記実装基板の実装面に対して略平行に光を受光するように配置されていることを特徴とする光学センサ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の光学センサにおいて、
前記発光手段と前記照射対象物との間の光路上に、前記発光手段から照射した光を集光する照射光集光レンズが設けられていることを特徴とする光学センサ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つに記載の光学センサにおいて、
前記正反射光受光手段と前記照射対象物との間の光路上に、前記発光手段から前記照射対象物へ照射された光の正反射光を集光する正反射光集光レンズが設けられていることを特徴とする光学センサ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つに記載の光学センサにおいて、
前記照射用偏光フィルタと前記正反射光受光用偏光フィルタが一体に構成されていることを特徴とする光学センサ。
【請求項１１】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の光学センサにおいて、
前記照射用偏光フィルタが、前記発光手段から照射された光を集光する機能を有することを特徴とする光学センサ。
【請求項１２】
請求項１、２、３、４、５、６、７、１１のいずれか１つに記載の光学センサにおいて、
前記正反射光受光用偏光フィルタが、前記発光手段から前記照射対象物へ照射された光の正反射光を集光する機能を有することを特徴とする光学センサ。
【請求項１３】
光を正反射させる表面を有する像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該トナー像形成手段により前記像担持体上にトナーを付着させたときの該トナーの付着量を検出するための光学センサと、該光学センサの検出結果に基づいて画像濃度制御を行う画像濃度制御手段とを備えた画像形成装置において、
前記光学センサとして、請求項１〜１２のいずれか１つに記載の光学センサを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
実装基板と、該実装基板に実装された発光手段と、該発光手段から照射され像担持体で反射した正反射光を受光する正反射光受光手段と、前記発光手段から照射され前記像担持体で反射した拡散反射光を受光する拡散反射光受光手段とを有し、前記発光手段が前記正反射光受光手段と前記拡散反射光受光手段との間に配置され、前記発光手段と前記照射対象物との間の光路上に照射用偏光フィルタが設けられているとともに、前記像担持体と前記正反射光受光手段との間の光路上に正反射光受光用偏光フィルタが設けられた光学センサを備えた画像形成装置の組み立て方法であって、
前記像担持体と前記拡散反射光受光手段との間の光路上に、光学素子を取り付け可能な装着部を設け、前記像担持体からの拡散反射光量の程度により前記装着部に光学素子を装着して拡散反射光量を調整することを特徴とする画像形成装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の画像形成装置の組み立て方法において、
前記拡散反射光量が所定値を超える場合には前記装着部に前記光学素子として拡散反射光受光用偏光フィルタと拡散反射光を減光する拡散反射光減光フィルタのうち少なくとも一方を装着し、所定値以下の場合には前記装着部に前記拡散反射光受光用偏光フィルタと拡散反射光減光フィルタのいずれも装着しないことを特徴とする画像形成装置の組み立て方法。
【請求項１６】
請求項１４記載の画像形成装置の組み立て方法において、
前記拡散反射光量が所定値以下の場合、前記装着部に前記光学素子として拡散反射光を集光する拡散反射光集光レンズを装着することを特徴とする画像形成装置の組み立て方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照射対象物に対して照射した入射光の反射光を受光する光学センサおよびこの光学センサを用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置、該画像形成装置の組み立て方法に関する。
本発明は、正反射光が反射する物体の表面に付着する粉体や液体の付着量の測定に応用できる。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置において、所望の画像濃度を得るために中間転写体などの像担持体表面に濃度検出用のトナーパッチを作成し、そのパッチの濃度を光学センサにより検出するものがある。
画像形成装置はこの光学センサによる検出結果に基づき、潜像形成用の書き込み光強度、帯電バイアス、現像バイアスなどを調節したりするような画像濃度制御（プロセスコントロール）を行う。光学センサとしては、発光手段と受光手段とを備えた反射型光学センサが一般的に用いられる。
発光手段から照射された光は像担持体表面では正反射するのに対し、トナー上ではほとんど正反射しない。したがって、トナー付着量に反比例して受光手段の出力は減少する。前記の光学センサはこれを利用してトナー付着量を測定している。
【０００３】
しかし、カラートナーにおいてはトナー付着量が増えると拡散反射光が増えるため、あるトナー付着量以上になると受光手段の出力が減少から増加に転じる。図１１にその一例を示す。そのため、付着量の測定に誤差が生じる。
この課題に対し、偏光方向が平行である偏光フィルタを発光手段と像担持体との間と、像担持体と受光手段との間に設け、発光と受光との偏光方向を規制することによって、拡散反射光を正反射光用の受光手段で受光することを防ぐということが知られている。（例えば特許文献１、特許文献２）
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２０８２６６号公報
【特許文献２】特開２００６−２６７１３９号公報
【特許文献３】特開２００５−９１２５２号公報
【特許文献４】特開２００６−２０８２６６号公報
【特許文献５】特開２００３−１２１３５６号公報
【特許文献６】特開平８−２１９９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２においては、正反射光を受光する正反射光受光手段と拡散反射光を受光する拡散反射光受光手段が並んで配置されているため、拡散反射光受光手段に正反射光が入射するのを防ぐべく、照射対象物と拡散反射光受光手段との間の光路上に、発光手段と照射対象物との間の光路上に設けられた照射用偏光フィルタとは垂直の偏光方向となるように拡散反射光用偏光フィルタを配置する必要があった。
しかしこの場合、拡散反射光用偏光フィルタを配置すると、この偏光フィルタによって光量が減衰するため、拡散反射光受光手段に達する光量が少なくなり、照射対象物からの拡散反射光量が少ないときの測定精度が低下するという副作用があった。
【０００６】
本発明は、照射対象物からの拡散反射光量が少ない場合でも測定精度を確保でき、画像濃度制御の簡易化及び信頼性の向上に寄与できる光学センサ、該光学センサを有する画像形成装置の提供を、その目的とする。
また、照射対象物からの拡散反射光量が多すぎて測定精度が低下することもあり得るが、このような場合でも測定精度を確保でき、画像濃度制御の簡易化及び信頼性の向上に寄与できる光学センサ、該光学センサを有する画像形成装置、該画像形成装置の組み立て方法の提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、実装基板と、該実装基板に実装された発光手段と、該発光手段から照射され照射対象物で反射した正反射光を受光する正反射光受光手段と、前記発光手段から照射され前記照射対象物で反射した拡散反射光を受光する拡散反射光受光手段と、を有する光学センサにおいて、前記発光手段が前記正反射光受光手段と前記拡散反射光受光手段との間に配置され、前記発光手段と前記照射対象物との間の光路上に照射用偏光フィルタが設けられているとともに、前記照射対象物と前記正反射光受光手段との間の光路上に正反射光受光用偏光フィルタが設けられ、前記照射対象物と前記拡散反射光受光手段との間の光路は開放されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明では、実装基板と、該実装基板に実装された発光手段と、該発光手段から照射され照射対象物で反射した正反射光を受光する正反射光受光手段と、前記発光手段から照射され前記照射対象物で反射した拡散反射光を受光する拡散反射光受光手段と、を有する光学センサにおいて、前記発光手段が前記正反射光受光手段と前記拡散反射光受光手段との間に配置され、前記発光手段と前記照射対象物との間の光路上に照射用偏光フィルタが設けられているとともに、前記照射対象物と前記正反射光受光手段との間の光路上に正反射光受光用偏光フィルタが設けられ、前記照射対象物と前記拡散反射光受光手段との間の光路上には、前記拡散反射光受光用偏光フィルタを取り付け可能な装着部が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明では、実装基板と、該実装基板に実装された発光手段と、該発光手段から照射され照射対象物で反射した正反射光を受光する正反射光受光手段と、前記発光手段から照射され前記照射対象物で反射した拡散反射光を受光する拡散反射光受光手段と、を有する光学センサにおいて、前記発光手段が前記正反射光受光手段と前記拡散反射光受光手段との間に配置され、前記発光手段と前記照射対象物との間の光路上に照射用偏光フィルタが設けられているとともに、前記照射対象物と前記正反射光受光手段との間の光路上に正反射光受光用偏光フィルタが設けられ、前記照射対象物と前記拡散反射光受光手段との間の光路上には、前記拡散反射光を集光する拡散反射光集光レンズを取り付け可能な装着部が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明では、実装基板と、該実装基板に実装された発光手段と、該発光手段から照射され照射対象物で反射した正反射光を受光する正反射光受光手段と、前記発光手段から照射され前記照射対象物で反射した拡散反射光を受光する拡散反射光受光手段と、を有する光学センサにおいて、前記発光手段が前記正反射光受光手段と前記拡散反射光受光手段との間に配置され、前記発光手段と前記照射対象物との間の光路上に照射用偏光フィルタが設けられているとともに、前記照射対象物と前記正反射光受光手段との間の光路上に正反射光受光用偏光フィルタが設けられ、前記照射対象物と前記拡散反射光受光手段との間の光路上には、前記拡散反射光を減光する拡散反射光減光フィルタを取り付け可能な装着部が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明では、実装基板と、該実装基板に実装された発光手段と、該発光手段から照射され照射対象物で反射した正反射光を受光する正反射光受光手段と、前記発光手段から照射され前記照射対象物で反射した拡散反射光を受光する拡散反射光受光手段と、を有する光学センサにおいて、前記発光手段が前記正反射光受光手段と前記拡散反射光受光手段との間に配置され、前記発光手段と前記照射対象物との間の光路上に照射用偏光フィルタが設けられているとともに、前記照射対象物と前記正反射光受光手段との間の光路上に正反射光受光用偏光フィルタが設けられ、前記照射対象物と前記拡散反射光受光手段との間の光路上には、前記拡散反射光受光用偏光フィルタと、拡散反射光を集光する拡散反射光集光レンズと拡散反射光を減光する拡散反射光減光フィルタのうちいずれか一方と、を併せて取り付け可能な装着部が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の発明では、請求項２〜５のいずれか１つに記載の光学センサにおいて、前記装着部が、前記拡散反射光受光用偏光フィルタ、前記拡散反射光集光レンズ、あるいは前記拡散反射光減光フィルタを差し込んで装着可能なスリット状ないし段部構造を有していることを特徴とする。
請求項７記載の発明では、請求項１〜６のいずれか１つに記載の光学センサにおいて、前記発光手段が前記実装基板の実装面に対して略平行に光を発光するように配置されているとともに、前記正反射光受光手段及び前記拡散反射光受光手段が前記実装基板の実装面に対して略平行に光を受光するように配置されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項８記載の発明では、請求項１〜７のいずれか１つに記載の光学センサにおいて、前記発光手段と前記照射対象物との間の光路上に、前記発光手段から照射した光を集光する照射光集光レンズが設けられていることを特徴とする。
請求項９記載の発明では、請求項１〜８のいずれか１つに記載の光学センサにおいて、前記正反射光受光手段と前記照射対象物との間の光路上に、前記発光手段から前記照射対象物へ照射された光の正反射光を集光する正反射光集光レンズが設けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項１０記載の発明では、請求項１〜９のいずれか１つに記載の光学センサにおいて、前記照射用偏光フィルタと前記正反射光受光用偏光フィルタが一体に構成されていることを特徴とする。
請求項１１記載の発明では、請求項１〜７のいずれか１つに記載の光学センサにおいて、前記照射用偏光フィルタが、前記発光手段から照射された光を集光する機能を有することを特徴とする。
請求項１２記載の発明では、請求項１、２、３、４、５、６、７、１１のいずれか１つに記載の光学センサにおいて、前記正反射光受光用偏光フィルタが、前記発光手段から前記照射対象物へ照射された光の正反射光を集光する機能を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項１３記載の発明では、光を正反射させる表面を有する像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該トナー像形成手段により前記像担持体上にトナーを付着させたときの該トナーの付着量を検出するための光学センサと、該光学センサの検出結果に基づいて画像濃度制御を行う画像濃度制御手段とを備えた画像形成装置において、前記光学センサとして、請求項１〜１２のいずれか１つに記載の光学センサを用いたことを特徴とする。
【００１６】
請求項１４記載の発明では、実装基板と、該実装基板に実装された発光手段と、該発光手段から照射され像担持体で反射した正反射光を受光する正反射光受光手段と、前記発光手段から照射され前記像担持体で反射した拡散反射光を受光する拡散反射光受光手段とを有し、前記発光手段が前記正反射光受光手段と前記拡散反射光受光手段との間に配置され、前記発光手段と前記照射対象物との間の光路上に照射用偏光フィルタが設けられているとともに、前記像担持体と前記正反射光受光手段との間の光路上に正反射光受光用偏光フィルタが設けられた光学センサを備えた画像形成装置の組み立て方法であって、前記像担持体と前記拡散反射光受光手段との間の光路上に、光学素子を取り付け可能な装着部を設け、前記像担持体からの拡散反射光量の程度により前記装着部に光学素子を装着して拡散反射光量を調整することを特徴とする。
【００１７】
請求項１５記載の発明では、請求項１４記載の画像形成装置の組み立て方法において、前記拡散反射光量が所定値を超える場合には前記装着部に前記光学素子として拡散反射光受光用偏光フィルタと拡散反射光を減光する拡散反射光減光フィルタのうち少なくとも一方を装着し、所定値以下の場合には前記装着部に前記拡散反射光受光用偏光フィルタと拡散反射光減光フィルタのいずれも装着しないことを特徴とする。
請求項１６記載の発明では、請求項１４記載の画像形成装置の組み立て方法において、前記拡散反射光量が所定値以下の場合、前記装着部に前記光学素子として拡散反射光を集光する拡散反射光集光レンズを装着することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、照射対照物からの拡散反射光量が少ない場合でも光量を減衰することなく拡散反射光受光手段に入射させることが可能となり、測定精度が向上する。
実装基板の実装面に対して発光と受光が略平行となるように発光手段と受光手段を設ける構成としているので、光路に対して平行方向の基板の反りや振動が低減でき、確実に拡散光受光手段への正反射光の入射を防止することが可能となり、更に受光用偏光フィルタへの正反射光の入射角度も変化することなく、安定して精度の高い測定を行うことが可能となる。
【００１９】
照射光集光レンズにより照射光を集光することで、照射光の像担持体上の大きさと方向を制御することが可能となるため、拡散反射光受光手段への正反射光の入射をより確実に防止することが可能となり、より精度の高いトナー濃度の測定結果を得ることができる。
正反射光集光レンズにより正反射光を集光することで、像担持体上の受光範囲の大きさを制御することが可能となるため、より正確にトナーの濃度を測定することが可能となる。
照射用偏光フィルタと正反射光受光用偏光フィルタを一体の偏光フィルタにしているため、組立作業時間を増加させることなく、照射用と正反射光受光用の偏光フィルタの偏光方向を精度良く同じ方向にすることが可能となる。
【００２０】
照射用偏光フィルタが照射光を集光する機能を持つため、組立作業時間を増加させることなく照射光の像担持体上の大きさを制御できる。
正反射光受光用偏光フィルタが正反射光を集光する機能を持つため、組立作業時間を増加させることなく像担持体上の受光範囲の大きさを制御できる。
画像濃度制御の精度を向上させることができ、ひいては高画質化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の第１の実施形態を、図１を参照して説明する。
本実施形態に係る、後述する画像形成装置に搭載されたトナー濃度測定装置の一部としての光学センサ１Ａは、該画像形成装置の装置本体に固定される実装基板２と、実装基板２に実装された発光手段としてのＬＥＤ３と、正反射光受光手段としての正反射光用フォトトランジスタ４と、拡散反射光受光手段としての拡散反射光用フォトトランジスタ５と、これらの発光手段及び受光手段を覆った状態に収容し外乱光の入射を防止するケース６等を有している。
ここでは、黒色の樹脂で成型したケース６を用いている。ＬＥＤ３は正反射光用フォトトランジスタ４と拡散反射光用フォトトランジスタ５との間に配置されており、発光手段と受光手段との間は、ケース６と一体で成型された遮光壁７により遮られている。
発光手段の例としては他にレーザーダイオードなど、受光手段の例としては他にフォトダイオード、フォトダーリントンなどがあげられる。
【００２２】
正反射光用フォトトランジスタ４は、ＬＥＤ３から照射され照射対象物で且つ像担持体としての後述する転写ベルト１８で反射した正反射光を受光する。拡散反射光用フォトトランジスタ５は、ＬＥＤ３から照射され転写ベルト１８で反射した拡散反射光を受光する。
ＬＥＤ３と転写ベルト１８との間の光路上には光透過用のスリットＳ１が、正反射光用フォトトランジスタ４と転写ベルト１８との間の光路上には光透過用のスリットＳ２が、拡散反射光用フォトトランジスタ５と転写ベルト１８との間の光路上には光透過用のスリットＳ３が、それぞれ形成されている。これらのスリットは、ケース６と一体で成型されている。
【００２３】
ＬＥＤ３と転写ベルト１８間の光路上（ここではスリットＳ１）には、照射用偏光フィルタ８が設置されており、正反射光用フォトトランジスタ４と転写ベルト１８間の光路上（ここではスリットＳ２）には正反射光受光用偏光フィルタ９が設置されている。
照射用偏光フィルタ８と正反射光受光用偏光フィルタ９の設置手段としてはケース６に接着することや嵌合することがあげられる。
本実施形態では、スリットＳ１と、スリットＳ２の転写ベルト１８側には、ベルト側からケース６内に向かって順に、フィルタ設置用凹部と後述するレンズを設置するためのレンズ設置用凹部が段階的に形成されている。これらの凹部への嵌合は、ケース６の下側（中間転写ベルト側）からの嵌合でもよく、ケース６を重ね合わせ構造として光路と直交する方向からの差し込み嵌合でもよい。
【００２４】
照射用偏光フィルタ８により偏光された照射光は転写ベルト１８の表面では偏光方向は変わらずに正反射し、トナー上では拡散反射して偏光方向がランダムな光が反射する。正反射光受光用偏光フィルタ９は偏光方向が照射光と平行な反射光以外は透過しないため、正反射光用フォトトランジスタ４はほとんど正反射光しか受光しないことになる。
上記のように、拡散反射光用フォトトランジスタ５は正反射光用フォトトランジスタ４のＬＥＤ３に対する位置と対局する位置に配置しており、拡散反射光用フォトトランジスタ５には転写ベルト１８からの正反射光が達しないため、転写ベルト１８と拡散反射光用フォトトランジスタ５との間の光路上（スリットＳ３）には偏光フィルタは設ける必要がない。すなわち、スリットＳ３は光学的に開放されている。
【００２５】
このため、転写ベルト１８からの拡散反射光が少量の場合でも、拡散反射光用フォトトランジスタ５への入射光量を偏光フィルタで減衰することがなく、トナー量を高い精度で測定することが可能となる。
また、本実施形態では、照射と受光の光路が実装基板２の実装面に対して略平行となるように、ＬＥＤ３、正反射光用フォトトランジスタ４及び拡散反射光用フォトトランジスタ５を設置している。したがって、実装基板２の実装面は転写ベルト１８の面に対して略垂直となっている。
このように実装した場合、照射と受光の光路が実装基板２の実装面に対して略垂直となる場合に比べ、実装基板２の光路と平行な方向の反りや振動が小さい。したがって転写ベルト１８の表面への入射角や反射角の変化が少なく、正反射光が拡散反射光用フォトトランジスタ５に入射してしまうことを確実に防止できる。
また、転写ベルト１８からの反射光の、正反射光受光用偏光フィルタ９への入射角の変化が少なく、更に転写ベルト１８との距離や相対角度の変化も小さいため、正反射光用フォトトランジスタ４の出力の変化が小さくなり、より精度の高いトナー濃度の測定結果を得ることができる。
実際には光学センサ１が転写ベルト１８の走行方向と直交する幅方向にトナーの色別に複数配置され、これらにより上記トナー濃度測定装置が構成されている。
【００２６】
図２に第２の実施形態を示す。なお上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する（以下の他の実施形態において同じ）。
本実施形態に係る光学センサ１Ｂでは、ＬＥＤ３と転写ベルト１８の間の光路上（ここではスリットＳ１）に、ＬＥＤ３から照射した光を集光する照射光集光レンズ１０を配置している。
照射光集光レンズ１１により照射光を集光することで、照射光の転写ベルト１８上の大きさと方向を制御することが可能となる。これにより、拡散反射光用フォトトランジスタ５への正反射光の入射をより確実に防止することが可能となり、より精度の高いトナー濃度の測定結果を得ることができる。
【００２７】
本実施形態では、ＬＥＤ３からの出射光は、ケース６に形成されたスリットＳ１を透過し、照射光集光レンズ１０を透過した後に照射用偏光フィルタ８を透過する、という構成となっているが、スリットＳ１と、照射光集光レンズ１０と、照射用偏光フィルタ８の透過の順は変更して配置することも可能である。
この場合には、上記フィルタ設置用凹部とレンズ設置用凹部の形成順位が逆となる。
【００２８】
図３に第３の実施形態を示す。
本実施形態に係る光学センサ１Ｃでは、第２の実施形態の構成に加え、正反射光用フォトトランジスタ４と転写ベルト１８の間の光路上（ここではスリットＳ２）に、正反射光用フォトトランジスタ４と転写ベルト１８の間の光路上に、ＬＥＤ３から照射した光の正反射光を集光する正反射光集光レンズ１１を配置している。
正反射光集光レンズ１１により正反射光を集光することで、転写ベルト１８上の受光範囲の大きさを制御することが可能となるため、より正確にトナーの濃度を測定することが可能となる。
本実施形態では、転写ベルト１８からの反射光は正反射光受光用偏光フィルタ９を透過し、正反射光集光レンズ１１を透過した後にケース６に形成されたスリットＳ２を透過する、という構成となっているが、正反射光受光用偏光フィルタ９と、正反射光集光レンズ１１と、スリットＳ２の透過の順は変更して配置することも可能である。
この場合には、上記フィルタ設置用凹部とレンズ設置用凹部の形成順位が逆となる。
【００２９】
図４に第４の実施形態を示す。
本実施形態に係る光学センサ１Ｄでは、上記各実施形態における照射用偏光フィルタ８と正反射光受光用偏光フィルタ９を１枚の連続した偏光フィルタ１５で構成している。この一体構成により、簡素で取扱い性に優れ、組立作業時間を増加させることなく、照射用と正反射光受光用の偏光フィルタの偏光方向を同じ方向にすることが可能となる。
【００３０】
図５に第５の実施形態を示す。
本実施形態に係る光学センサ１Ｅでは、スリットＳ１に配置された照射用偏光フィルタ１６が、ＬＥＤ３からの照射光を集光する機能を有している。照射用偏光フィルタ１６はレンズ設置用凹部に設置されている。
偏光フィルタが照射光を集光する機能を有するようにするには、光学レンズ（集光レンズ）に偏光膜を貼り付けるなどの手段がある。この構成により、偏光フィルタと集光レンズを個別に配置する場合に比べて、組立作業時間を増加させることなく、照射光を集光し照射光の転写ベルト１８上の大きさを制御することが可能となる。
【００３１】
図６に第６の実施形態を示す。
本実施形態に係る光学センサ１Ｆでは、スリットＳ１に配置された照射用偏光フィルタ１６が、ＬＥＤ３からの照射光を集光する機能を有しているとともに、スリットＳ２に配置された正反射光受光用偏光フィルタ１７が正反射光を集光する機能を有している。正反射光受光用偏光フィルタ１７はレンズ設置用凹部に設置されている。
上記と同様に、偏光フィルタが照射光を集光する機能を有するようにするには、光学レンズ（集光レンズ）に偏光膜を貼り付けるなどの手段がある。
この構成により、組立作業時間を一層増加させることなく、正反射光を集光し転写ベルト１８上の受光範囲の大きさを制御することが可能となる。
【００３２】
上記各実施形態では、拡散反射光用フォトトランジスタ５と転写ベルト１８の間の光路に拡散反射光受光用偏光フィルタを設けずに開放し、拡散反射光量が少ない場合でも測定精度を確保することを目的としたが、転写ベルト１８からの反射光量は多ければ多い程よいというものではなく、センサ特性と像担持体側の反射特性とのバランスが重要である。
したがって、像担持体側の反射特性によっては、スリットＳ３の開放構成が測定精度の低下要因となり得る。
この課題に対処した第７の実施形態を図７及び図８に基づいて説明する。
【００３３】
本実施形態に係る光学センサ１Ｇでは、図７に示すように、拡散反射光用フォトトランジスタ５と転写ベルト１８間の光路上（ここではスリットＳ３）に拡散反射光受光用偏光フィルタを取り付け可能な装着部６ａが設けられている。
図８に示すように、装着部６ａは光路と直交するコ字状の溝（凹部）として形成されており、拡散反射光受光用偏光フィルタ５０を差し込んで嵌合するようになっている。
ケース６は重ね合わせ構造を有しており、ケース６の他方側にも同様の装着部が形成されている。ケース片の一方のみに装着部を形成し、他方片は単に蓋としてもよい。
【００３４】
また、装着部６ａをケース６の外面に開口させ、ケース６の外部から光路と直交する方向に差し込んで設置する方式としてもよい。
画像形成装置の製造工程において、トナー濃度測定装置の検知精度をチェックする場合、拡散反射光量が所定値を超える場合には、スリットＳ３を開放構成とせずに、光学素子としての拡散反射光受光用偏光フィルタ５０を装着部６ａに設置して光量を制限する。この場合、拡散反射光受光用偏光フィルタ５０に代えて減光フィルタを装着してもよい。
【００３５】
図９に第８の実施形態（装着部の変形例）を示す。
本実施形態では、装着部６に加えて、拡散反射光を集光する拡散反射光集光レンズ５１を取り付け可能な装着部６ｂが連設されている。ここでは、拡散反射光受光用偏光フィルタ５０を装着した場合、微妙に拡散反射光量が低下してしまう場合に、これを補うために拡散反射光集光レンズ５０を同時に装着する例を示している。
拡散反射光量が所定値以下の場合には、拡散反射光集光レンズ５１のみを装着する。この場合、装着部６ａには拡散反射光集光レンズ５１を保持する保持部材５２が装着される。
保持部材５２は開口部５２ａを有し、拡散反射光集光レンズ５１を保持するためだけの存在である。
勿論、装着部６ａと６ｂを独立して形成すれば保持部材５２は不要である。
【００３６】
第５、第６の実施形態と同様に、拡散反射光受光用偏光フィルタ５０に拡散反射光集光レンズ５１の機能を持たせて、１つの光学素子を装着するようにしてもよい。この場合、装着部は１つの光学素子に対応した形状とすることができる。
製造工程における基本的な調整は、画像形成装置が高速機の場合には、拡散反射光量が必然的に低下するので、拡散反射光集光レンズ５１を設置し、拡散反射光受光用偏光フィルタ５０は設置しない。
低速機の場合には、十分な光量が得られるので、拡散反射光集光レンズ５１は設置せず、拡散反射光受光用偏光フィルタ５０又は減光フィルタを設置する。
このように、転写ベルト１８側の反射特性に応じて、製造段階で適宜拡散反射光量を調整できるようにすれば、拡散反射光受光用偏光フィルタ付きの画像形成装置と標準化を図ることができる。
【００３７】
次に、上記各実施形態に係るいずれかの光学センサを備え、画像濃度制御の精度を向上させて高画質化を実現できる画像形成装置の実施形態（第９の実施形態）を、図１０に基づいて説明する。
本実施形態に係る画像形成装置としての４連タンデム直接転写方式のカラーレーザプリンタ（以下、単に「カラーレーザプリンタ」という）は、１つの手差しトレイ３６、２つの給紙カセット３４（第１給紙トレイ）、３４（第２給紙トレイ）の３つの給紙トレイを有しており、手差しトレイ３６より給紙されたシート状記録媒体としての図示しない転写紙は給紙コロ３７により最上のものから順に１枚ずつ分離され、レジストローラ対２３へ向けて搬送される。第１給紙トレイ３４又は第２給紙トレイ３４から給紙された転写紙は、給紙コロ３５により最上のものから順に１枚ずつ分離され、搬送ローラ対３９を介してレジストローラ対２３へ向けて搬送される。
【００３８】
給紙された転写紙は、レジストローラ対２３で一旦停止され、スキューを修正された後、後述する最上流に位置する感光体ドラム１４Ｙ上に形成された画像の先端と転写紙の搬送方向の所定位置とが一致するタイミングで、図示しないレジストクラッチのオン制御によるレジストローラ対２３の回転動作により転写ベルト１８へ向けて搬送される。
転写紙は、転写ベルト１８とこれに当接した紙吸着ローラ４１とで構成される紙吸着ニップを通過する際、紙吸着ローラ４１に印加されるバイアスにより転写ベルト１８に静電力で吸着され搬送される。
【００３９】
転写ベルト１８に吸着された転写紙には、転写ベルト１８を挟んで各色の感光体ドラム１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙと対向した位置に配置された転写ブラシ２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙにトナーの帯電極性（マイナス）と逆極性の転写バイアス（プラス）が印加されることにより、各感光体ドラム１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙに作像された各色のトナー像がイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｂｋ）の順で転写される。
各色の転写工程を経た転写紙は、下流側の駆動ローラ１９部位で転写ベルト１８から曲率分離され、定着装置２４へ搬送される。定着装置２４における定着ベルト２５と加圧ローラ２６により構成される定着ニップを通過することにより、トナー像が熱と圧力により転写紙に定着される。定着がなされた転写紙は、片面印刷モードの場合には、装置本体上面に形成されたＦＤ（フェイスダウン）トレイ３０へと排出される。
予め両面印刷モードが選択されている場合には、定着装置２４を出た転写紙は、図示しない反転ユニットへ送られ、該ユニットにて表裏を反転されてから転写ユニット下部に位置する両面搬送ユニット３３に搬送される。転写紙は該両面搬送ユニット３３から再給紙され、搬送ローラ対３９を経てレジストローラ対２３へ搬送される。以降は、片面印刷モード時と同様の動作を経て定着装置２４を通過し、ＦＤトレイ３０へと排出される。
【００４０】
次に、上記カラーレーザプリンタの画像形成部における構成及び作像動作を詳細に説明する。
画像形成部は、各色共に同様の構成及び動作を有しているのでイエロー画像を形成する構成及び動作を代表して説明し、その他については各色に対応する符号を付して説明を省略する。
転写紙搬送方向の最上流側に位置する感光体ドラム１４Ｙの周囲には、帯電ローラ４２Ｙ、クリーニング手段４３Ｙを有する作像ユニット１２Ｙと、現像ユニット１３Ｙ、光書き込みユニット１６等が設けられている。
画像形成時、感光体ドラム１４Ｙは図示しないメインモータにより時計回り方向に回転駆動され、帯電ローラ４２Ｙに印加されたＡＣバイアス（ＤＣ成分はゼロ）により除電され、その表面電位が基準電位となる。
【００４１】
次に、感光体ドラム１４Ｙは、帯電ローラ４２ＹにＡＣバイアスを重畳したＤＣバイアスを印加することによりほぼＤＣ成分に等しい電位に均一に帯電され、その表面電位が目標帯電電位に帯電される。
プリント画像として図示しないコントローラ部より送られてきたデジタル画像情報は、各色毎の２値化されたＬＤ発光信号に変換され、シリンダレンズ、ポリゴンモータ、ｆθレンズ、第１〜第３ミラー、及びＷＴＬレンズ等を有する光書き込みユニット１６により感光体ドラム１４Ｙ上に露光光１６Ｙが照射される。
照射された部分のドラム表面電位が略−５０ｖとなり、画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００４２】
感光体ドラム１４Ｙ上のイエロー画像情報に対応した静電潜像は、現像ユニット１３Ｙにより可視像化される。現像ユニット１３Ｙの現像スリーブ４４ＹにＡＣバイアスを重畳したＤＣが印加されることにより、書き込みにより電位が低下した画像部分にのみトナーが現像され、トナー像が形成される。
作像された各色の感光体ドラム１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ上のトナー画像は、転写ベルト１８上に吸着された転写紙上に上記転写バイアスにより転写される。
【００４３】
なお、本実施形態におけるカラーレーザプリンタでは、上記のような画像形成モードとは別に、電源投入時、またはある所定枚数通紙後に各色の画像濃度を適正化するためにプロセスコントロール動作（以下「プロコン動作」と略す）が実行される。
このプロコン動作では、各色複数の階調パターンとしての濃度検知用パッチ（以下「Ｐパターン」と略す）を、帯電バイアス、現像バイアスとを適当なタイミングで順次切り替えることにより転写ベルト上に作像し、これらＰパターンの出力電圧を、駆動ローラ１９の近傍における転写ベルト１８の外部に配置された光学センサ１により検知し、その出力電圧を付着量変換アルゴリズムにより付着量変換して、現在の現像能力を表す（現像γ、Ｖｋ）の算出を行い、この算出値に基づき、現像バイアス値及びトナー濃度制御目標値の変更をする制御を行っている。
本実施形態では直接転写方式を示したが、タンデム型中間転写方式の
画像形成装置においても同様に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光学センサの縦断面図である。
【図２】第２の実施形態に係る光学センサの縦断面図である。
【図３】第３の実施形態に係る光学センサの縦断面図である。
【図４】第４の実施形態に係る光学センサの縦断面図である。
【図５】第５の実施形態に係る光学センサの縦断面図である。
【図６】第６の実施形態に係る光学センサの縦断面図である。
【図７】第７の実施形態に係る光学センサの縦断面図である。
【図８】第７の実施形態における拡散反射光に対する光学素子装着部の斜視図である。
【図９】第８の実施形態における拡散反射光に対する光学素子装着部の斜視図である。
【図１０】第９の実施形態に係る画像形成装置の概要構成図である。
【図１１】カラートナーとブラックトナーについてのトナー付着量とセンサ出力の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４５】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ  光学センサ
２  実装基板
３  発光手段としてのＬＥＤ
４  正反射光受光手段としての正反射光用フォトトランジスタ
５  拡散反射光受光手段としての拡散反射光用フォトトランジスタ
６ａ、６ｂ  装着部
８  照射用偏光フィルタ
９  正反射光受光用偏光フィルタ
１８  照射対象物で且つ像担持体としての転写ベルト
５０  拡散反射光受光用偏光フィルタ
５１  拡散反射光集光レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008233024.tif 000009
【図８】
2008233024.tif 000010
【図９】
2008233024.tif 000011
【図１０】
2008233024.tif 000012
【図１１】
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