CN102681380B - 调色剂浓度传感器及图像形成装置 - Google Patents

Abstract

一种调色剂浓度传感器及图像形成装置，在搭载于图像形成装置的调色剂浓度传感器中，即使表面安装在基板的发光元件与受光元件的距离近的小型构造的情况下，也良好地抑制由在基板内传播的干扰光引起检测精度劣化的问题。本发明的调色剂浓度传感器(11)在印刷基板(15)上表面安装有为了检测调色剂浓度而照射光的发光元件(12)、接收从该发光元件照射并被检测对象反射的反射光的受光元件(13、14)，其中，在所述印刷基板的所述发光元件安装部分形成在厚度方向上贯通的贯通空间部(21)。从发光元件向印刷基板方向照射的照射光(L3)几乎全部向外部照射，故而能够抑制在印刷基板内传播的干扰光的产生。

Description

调色剂浓度传感器及图像形成装置

技术领域

本发明涉及例如复印机、打印机、传真机等图像形成装置使用的调色剂浓度传感器，更加详细地，涉及能够提高检测精度的调色剂浓度传感器。

背景技术

调色剂浓度传感器在图像形成装置中是用于得到最佳的图像品质的重要部件，具有照射光的发光装置、接收从该发光装置照射并被检测对象反射后的反射光的受光装置、使该受光装置的检测电压放大的放大部。即，图像形成装置为将一次转印到中间转印带上的调色剂像二次转印到纸上的中间转印式的情况下，若调色剂浓度传感器从所述发光装置对中间转印带照射光，则所述受光装置检测被中间转印带上的调色剂像反射的反射光。基于在该受光装置产生的光电流(检测电压)来检测附着在中间转印带上的调色剂浓度，基于该结果进行光学或电力上的必要修正。

但是，调色剂浓度传感器的所述发光装置和受光装置表面安装在印刷基板上，从发光装置照射的光也向所希望的方向以外照射。

因此，产生有干扰光的问题。干扰光也称为杂散光，成为检测精度下降的原因。即，从表面安装在基板上的发光装置照射的光除了朝向所希望的检测对象行进之外，也向基板进入。于是，在由纸酚醛树脂及玻璃环氧树脂等构成的基板内，光被反射并行进，到达受光装置的周围。其结果，对受光装置的检测电压产生干扰，不能够进行高精度的检测。

为了解决该问题，提出有下述专利文献1的发明。

专利文献1的发明构成为在传感器的基板中的被表面安装的发光装置与受光装置之间设有细长缝隙状的贯通孔。

即，通过从贯通孔照射从发光装置进入基板内传播的光，来消除到达受光装置的干扰光。

专利文献1：(日本)特开2009－58520号公报

根据该专利文献1的构成能够降低干扰光。但是，由于设置所述贯通孔的面积为必要的(参照专利文献1的图4)，如图15所示的调色剂浓度传感器101那样，为了实现小型化而使发光装置102和受光装置103、104接近的情况下，不能够采用专利文献1的发明。图15中，105是印刷基板，106是壳体，107是透镜。

发明内容

因此，本发明的主要目的在于，即使在发光装置与受光装置的距离近的情况下，也能够抑制干扰光导致的检测精度的劣化。

用于解决上述问题的本发明的调色剂浓度传感器，其在基板上表面安装有发光装置和受光装置，所述发光装置为了检测调色剂浓度而照射光，所述受光装置接收从所述发光装置照射并被检测对象反射后的反射光，其中，与所述发光装置或受光装置的上表面平行地配置基板，在所述基板中的所述发光装置和受光装置中的至少任一方的安装部分形成有在厚度方向上贯通的贯通空间部。

在该构成中，在所述贯通空间部形成于发光装置的安装部分的情况下，从发光装置照射而可成为干扰光的光通过贯通空间部而向外照射，在基板内传播的光减少。在所述贯通空间部形成于受光装置的安装部分的情况下，要在基板内传播而要到达受光装置的干扰光在贯通空间部的内侧面扩散，到达受光装置的干扰光减少。

根据本发明，由于贯通空间部抑制干扰光的产生，或抑制干扰光向受光元件的到达，故而能够实现受光装置的检测精度的提高。并且，贯通空间部由于形成在被表面安装的发光装置及受光装置的安装部分，故而无需另外地设置大平面，能够有效地活用小的面积。因此，能够合适地适用于实现小型化的调色剂浓度传感器。

附图说明

图1是调色剂浓度传感器的立体图；

图2(a)、(b)是说明调色剂浓度传感器的概略的正面图和剖面图；

图3是图像形成装置的概略构成图；

图4(a)、(b)、(c)是表示调色剂浓度传感器的构造的俯视图和剖面图；

图5是其它例的印刷基板的俯视图；

图6是其它例的调色剂浓度传感器的剖面图；

图7是其它例的调色剂浓度传感器的剖面图；

图8是其它例的调色剂浓度传感器的剖面图；

图9(a)、(b)、(c)是表示其它例的调色剂浓度传感器的构造的俯视图和剖面图；

图10是其它例的调色剂浓度传感器的剖面图；

图11(a)、(b)、(c)是表示其它例的调色剂浓度传感器的构造的俯视图和剖面图；

图12(a)、(b)、(c)是表示其它例的调色剂浓度传感器的构造的俯视图和剖面图；

图13是其它例的调色剂浓度传感器的剖面图；

图14是其它例的调色剂浓度传感器的剖面图；

图15是现有的调色剂浓度传感器的壳体部分的横向剖面图。

符号说明

11：调色剂浓度传感器

12：发光元件

13：第一受光元件

14：第二受光元件

12a、13a、14a：芯片(チップ)

15：印刷基板

16：壳体

18a：对应于贯通空间部的部位的基板侧的面

21：贯通空间部

22：贯通孔

22a：孔部

23：褶皱加工部

24：镀敷层

51：图像形成装置

具体实施方式

以下，使用附图对用于实施本发明的一实施方式进行说明。

图1是调色剂浓度传感器11的立体图，图2是表示该调色剂浓度传感器11的概略构造的说明图。

该调色剂浓度传感器11搭载在图3所示的图像形成装置51上。图像形成装置51例如为彩色激光打印机等。首先，对图像形成装置51的概略构成进行如下说明。

图像形成装置51在上部具有原稿读取部52，基于由该原稿读取部52读取到的原稿数据在成像部53形成图像，在从设于下部的给纸部54供给的纸54a上转印图像，从上部的排纸部55排纸。在成像部53上拉设(张力设置)有转印带56，来自光写入装置57的光使调色剂附着在被曝光的感光体鼓58上，将该调色剂一次转印到所述转印带56上而形成所述图像。若向此处供给纸54a，则从转印带56对纸二次转印所述图像。之后，纸54a被搬运到定影部59而利用热和压力将调色剂定影在纸54a。

图中，60为带电辊，61为显影套筒，62为调色剂壳体。具有上述带电辊60、显影套筒61、调色剂壳体62以及所述感光体鼓58的成像单元63配设有黄色63Y、红色63M、青色63C、黑色64B四个。

所述调色剂浓度传感器11与上述的图像形成装置51中的转印带56相对设置，检测转印带56上的调色剂浓度。调色剂浓度传感器11也设置在所述成像单元63上。此时，调色剂浓度传感器11检测所述感光体鼓58上的调色剂浓度。

接着，对调色剂浓度传感器11进行说明。

调色剂浓度传感器11，如图2(a)所示，具有作为照射光的发光装置的发光元件12、接收从该发光元件12照射并被检测对象即所述转印带56反射后的反射光的受光装置即受光元件13、14、将该受光元件13、14的检测电压放大的放大电路(未图示)。所述发光元件12使用发光二极管，所述受光元件13、14使用光致晶体管及光致二极管等。

这些发光元件12和受光元件13、14表面安装在印刷基板15上(参照图2(b))。

安装有发光元件12和受光元件13、14的部分被壳体16覆盖。该壳体16具有将图1、图2(b)所示地安装有发光元件12和受光元件13、14的一侧覆盖的上壳体17、将印刷基板15的相反侧的面覆盖的下壳体18，并且在印刷基板15边缘侧的部分保持有透镜部件19。

具体地，如图2(a)虚线所示，将一个发光元件12、两个受光元件13、14大致在共线地配设。两个受光元件13、14中的一方(图2(a)左侧)是接收从发光元件12照射并被反射的反射光中的正反射光的第一受光元件13，主要进行黑色调色剂的浓度检测。两个受光元件13、14中的另一个(图2(a)右侧)是接收从发光元件12照射并被反射的反射光中的扩散反射光的第二受光元件14，主要进行黄色、红色以及青色的彩色调色剂的浓度检测。

在该调色剂浓度传感器11中，为了实现提高检测精度的目的，如图2(b)所示，在所述印刷基板15中的所述发光元件12或受光元件13、14的至少任一方的安装部分形成在厚度方向上贯通的贯通空间部21。该贯通空间部21抑制进入印刷基板15内的干扰光的产生，或抑制进入到印刷基板15中的干扰光向受光元件13、14的到达。

在发光元件12的安装部分形成贯通空间部21的情况下，如图4所示地构成。另外，在图中，除了用于表面安装发光元件12及受光元件13、14的焊接用铜箔即区域15a之外，省略了配线图案进行图示。以下相同。

即，如图4(a)所示地，在发光元件12的安装部分形成有俯视时呈方形且在厚度方向上贯通的孔状贯通空间部21。该贯通空间部21包含与发光元件12的芯片12a部分对应的部分而形成(参照图4(b)、(c))。

适当设定贯通空间部21的形状及大小，但只要至少如上所述地形成在与发光元件12的芯片部分12a对应的部分即可。在贯通空间部21的尺寸小的情况下，可以以与芯片12a部分对应的部分为中心而形成贯通空间部21。

贯通空间部21的大小及形状考虑所述区域15a而适当设定。

在第一受光元件13和第二受光元件14的安装部分不形成上述那样的贯通空间部。

另外，在所述壳体16中覆盖印刷基板15下表面的下壳体18也形成有作为在厚度方向上贯通的孔部的贯通孔22。该贯通孔22如图4(b)、图4(c)所示地形成在与所述印刷基板15的贯通空间部21对应的部位。

在图示例中，下壳体18的贯通孔22形成为比印刷基板15的贯通空间部21大，但也可以形成为与印刷基板15的贯通空间部21相同或比其小。

另外，图4(b)是表面安装所述发光元件12和两个受光元件13、14并安装有所述壳体16的调色剂浓度传感器11中的上壳体17部分的横向截面图。

在这样构成的调色剂浓度传感器11中，从发光元件12照射的照射光除了如图4(b)所示地朝向透镜部件19方向行进之外，也如图4(c)所示地在印刷基板15方向上行进。

在透镜部件19方向上行进的照射光L1透过透镜部件19而被所述转印带56反射，该反射光L2再次通过透镜部件19而被所述受光元件13、14受光。在图4(c)中仅图示第一受光元件13而省略了第二受光元件14，但第二受光元件14的情况也是同样的。以下相同。

基于该反射光L2的检测电压，如上所述地检测调色剂浓度。

另一方面，从发光元件12在印刷基板15方向上行进的光通过印刷基板15的贯通空间部21和下壳体18的贯通孔22而向外部照射。

虽然也有照射光的一部分进入印刷基板15中的情况，但由于在印刷基板15方向上行进的照射光L3大部分被从贯通空间部21放射，故而能够降低进入印刷基板15中的干扰光的量。即使干扰光进入，由于仅是微量的，故而在传播中衰减。其结果，到达受光元件13、14的干扰光大幅度减少。

因此，受光元件13、14不易受到干扰光的影响，能够提高检测精度。

所述贯通空间部21形成在发光元件12的安装部分。即，由于为将印刷基板15中的发光元件12下方挖空(抜く)的构造，故而设置贯通空间部21时无需另外地设置大面积，能够有效地活用面积。因此，可得到检测精度高的小型的调色剂浓度传感器11。

另外，由于在下壳体18也形成有贯通孔22，故而能够将来自发光元件12的光更多地向外放射，能够进一步减少可成为干扰光的光。

这样，由于为检测精度高的调色剂浓度传感器11，故而搭载有该传感器的所述图像形成装置51可形成高品质的图像。并且，由于调色剂浓度传感器11实现小型化，故而能够有效利用图像形成装置51中的有限空间，也有助于提供更好的图像成像装置。

图5表示所述贯通空间部21的其他例。即，贯通空间部21不仅是整周被包围的孔状空间部，也可以如图5所示地，为到达印刷基板15端面的形状，换言之，为从端面切入的形状。

图6表示在下壳体18不形成贯通孔18的例子。这样在下壳体18不形成贯通孔22的情况下，与所述贯通空间部21对应的部位的印刷基板15侧的面18a呈栅网(磨砂)状的黑色为好。将通过了贯通空间部21的照射光L3吸收，能够减少可成为干扰光的光。

另外，如图7所示，也可以在对应于贯通空间部21的部位的印刷基板15侧的面18a形成有褶皱加工部23。将通过了贯通空间部21的照射光L3吸收，能够减少可成为干扰光的光。通过并用形成黑色的方式和形成褶皱加工部23的方式，进一步提高光的吸收效果。

如图8所示，下壳体18的孔部也可以是由在厚度方向上不贯通的凹槽构成的孔部22a。此时，若形成黑色或形成褶皱加工部23的话，则能够进一步降低干扰光的发生。

除了在发光元件12的安装部分之外，在受光元件13、14的安装部分也形成贯通空间部21的情况下，如图9所示地构成。

即，如图9(a)所示地在发光元件12的安装部分和第一受光元件13以及第二受光元件14的安装部分，形成有俯视时呈方形且在厚度方形上贯通的孔状贯通空间部21。这些贯通空间部21也包含与发光元件12及受光元件13、14的芯片12a、13a、14a部分对应的部分而形成，详细说明如前。

另外，在所述壳体16中将印刷基板15的下表面覆盖的下壳体18也形成有作为在厚度方向上贯通的孔部的贯通孔22。该贯通孔22如图9(b)、图9(c)所示，仅形成在与所述印刷基板15的形成于发光元件12下方的贯通空间部21对应的部位。用于防止来自下壳体18之外的光进入受光元件13、14。

在受光元件13、14下方的与贯通空间部21对应的部位形成孔部的情况下，形成图8所示的由在厚度方向上不贯通的凹槽构成的孔部22a(参照图8)。此时，若形成黑色或形成褶皱加工部23(参照图7)，则能够进一步降低干扰光的产生。

在这样构成的调色剂浓度传感器11中，如图9(b)所示地，从发光元件12照射的照射光除了朝向透镜部件19方向行进之外，也如图9(c)所示地在印刷基板15方向上行进。

与上述同样地，在透镜部件19方向行进的照射光L1透过透镜部件19而被所述转印带56反射，该反射光L3再次通过透镜部件19而在所述受光元件13、14被受光而检测调色剂浓度。

另一方面，从发光元件12在印刷基板15方向上行进的照射光L3通过印刷基板15的贯通空间部21和下壳体18的贯通孔22而向外部照射。

虽然也有照射光的一部分进入印刷基板15内的情况，但由于在印刷基板15方向上行进的照射光L3的大部分被从贯通空间部21放射，故而能够降低进入印刷基板15中的干扰光的量。干扰光即使进入，也是微量的，故而在传播中衰减。而且，在受光元件13、14的安装部分也具有贯通空间部21，故而在该贯通空间部21的内侧面，干扰光扩散而衰减。这是由于，所述贯通空间部21通过冲压加工(冲裁)及钻孔加工而形成，但不能够得到平滑的切断面，具有凹凸的形状。因此，到达受光元件13、14的干扰光大幅度减少。

因此，受光元件13、14不易受到干扰光的影响，能够提高检测精度。

并且，所述贯通空间部21形成在发光元件的安装部分和受光元件13、14的安装部分。即，由于为将印刷基板15中的发光元件12及受光元件13、14的下方挖空的结构，故而设置贯通空间部21时不需另外地设置大面积，能够有效地活用面积。因此，可得到检测精度高的小型的调色剂浓度传感器11。

另外，在下壳体18中的发光元件12的下方具有贯通孔22，而在受光元件13、14的下方不形成贯通孔22，故而来自发光元件12的光更多地向外放射，能够进一步减少可成为干扰光的光，并且能够大幅度减少到达受光元件13、14的干扰光。

图10表示下壳体18的其它例。即，在与形成于受光元件13、14下方的贯通空间部21对应的部位的印刷基板15侧的面18a形成有褶皱加工部23。通过这样地构成，能够抑制进入到受光元件13、14下方的贯通空间部21的干扰光的再反射。其结果，能够更加良好地保护受光元件13、14不被干扰光的影响。

如图11所示，若在贯通空间部21的内侧面形成镀敷层24，则能够提高干扰光发生的抑制效果、干扰光向受光元件13、14到达的阻止效果。

即，如图11(a)、图11(c)所示，在形成于发光元件12和受光元件13、14下方的贯通空间部21的内侧面形成有镀敷层24。该镀敷层24由与通常的形成通孔的情况相同的加工形成。

由于这样地在贯通空间部21的内侧面具有镀敷层24而不通过光，故而在发光元件12下方的贯通空间部21，从贯通空间部21进入印刷基板15中的干扰光被良好地减少。在受光元件13、14下方的贯通空间部21，阻止在印刷基板15中传播而要自贯通空间部21射出的干扰光透过。因此，能够大幅度减少到达受光元件13、14的干扰光。

如图4等所示地，这样的镀敷层24仅在发光元件12下方形成有贯通空间部21时也产生同样的作用，能够抑制干扰光的产生。

在受光元件13、14的安装部分形成贯通空间部21的情况下，如图12所示地构成。

即，如图12(a)所示地在第一受光元件13和第二受光元件14的安装部分形成有俯视时呈方形且在厚度方向上贯通的孔状的贯通空间部21。这些贯通空间部21包含与受光元件13、14的芯片13a、14a部分对应的部分而形成，详细内容如前。

在所述壳体16不形成上述那样的孔部。可以根据必要，使对应于贯通空间部21的部位的印刷基板15侧的面如前所述地呈栅网状的黑色而形成，或形成有褶皱加工部23。

在这样构成的调色剂浓度传感器11中，如图12(b)所示，从发光元件12照射的照射光除了在透镜部件19方向上行进，也如图12(c)所示地在印刷基板15方向上行进。

与上述同样地，在透镜部件19方向上行进的照射光L1透过透镜部件19而被所述转印带56反射，该反射光L2再次通过透镜部件19而被所述受光元件13、14受光，检测调色剂浓度。

另一方面，从发光元件12在印刷基板15方向上行进的照射光L3进入印刷基板15中，在印刷基板15与下壳体18的边界面部分反射，一边衰减一边向受光元件13、14侧传播，但由于在受光元件13、14的安装部分具有贯通空间部21，故而在该贯通空间部21的内侧面的凹凸使干扰光扩散而衰减。因此，能够抑制到达受光元件13、14的干扰光。

因此，受光元件12不易受到干扰光的影响，能够提高检测精度。

并且，所述贯通空间部21形成在受光元件13、14的安装部分。即，由于为除了印刷基板15中的受光元件13、14下方挖空的构造，故而设置贯通空间部21时不需另外地设置大面积，能够有效地活用面积。因此，可得到检测精度高的小型的调色剂浓度传感器11。

另外，在下壳体18中的发光元件13、14下方的与贯通空间部21对应的部位不形成孔部，故而能够阻止干扰光从外部进入。

这样，能够大幅度减少到达受光元件13、4的干扰光。

仅在受光元件13、14的安装部分形成贯通空间部21的情况下，如图13所示地，可以在贯通空间部21的内侧面形成镀敷层24。这是由于能够阻止干扰光从印刷基板15进入贯通空间部21中。

另外，如图14所示，调色剂浓度传感器11也可以不具有所述下壳体18。此时，虽然不能够得到下壳体18的孔部及基于颜色、褶皱加工部23的上述那样的干扰光降低效果，但是通过形成在发光元件12或受光元件13、14的至少任一方的安装部分的贯通空间部21，能够降低干扰光的不良影响。

在本发明的构成与上述实施方式的构成的对应中，

本发明的发光装置对应于所述发光元件12，

以下同样地，

受光装置对应于受光元件(第一受光元件13、第二受光元件14)，

基板对应于印刷基板15，

孔部对应于贯通孔22、孔部22a，

本发明不仅限于上述构成，也可以采用其他构成。

在上述说明中，为了实现调色剂浓度传感器11的小型化，表示了将一个发光元件12和两个受光元件13、14大致共线状地配置的例子，但也可以为例如“く”形等适当配置的调色剂浓度传感器。能够与上述同样地提高检测精度。

Claims (8)

1.一种调色剂浓度传感器，其在基板上表面安装有发光装置和受光装置，所述发光装置为了检测调色剂浓度而照射光，所述受光装置接收从所述发光装置照射并被检测对象反射后的反射光，其中，

在所述基板中的所述发光装置和受光装置中的至少任一方的安装部分形成有相对于用于安装所述发光装置或受光装置的结构另设的、在厚度方向上贯通所述基板的贯通空间部，

所述贯通空间部以与所述发光装置或所述受光装置的芯片部分对应的部位为中心而形成。

2.如权利要求1所述的调色剂浓度传感器，其中，在所述贯通空间部的内侧面形成有镀敷层。

3.如权利要求1所述的调色剂浓度传感器，其中，在所述贯通空间部的内侧面形成有镀敷层。

4.如权利要求1～3中任一项所述的调色剂浓度传感器，其中，在所述基板上设有覆盖所述发光装置及所述受光装置的壳体，在该壳体中的与所述贯通空间部对应的部位形成有孔部。

5.如权利要求4所述的调色剂浓度传感器，其中，所述孔部是在厚度方向上贯通的贯通孔。

6.如权利要求1～3中任一项所述的调色剂浓度传感器，其中，在所述基板上设有覆盖所述发光装置及所述受光装置的壳体，在该壳体中的与所述贯通空间部对应的部位的基板侧的面呈栅网状的黑色。

7.如权利要求1～3中任一项所述的调色剂浓度传感器，其中，在所述基板上设有覆盖所述发光装置及所述受光装置的壳体，在该壳体中的与所述贯通空间部对应的部位的所述基板侧的面形成有褶皱加工部。

8.一种图像形成装置，其中，搭载有所述权利要求1～7中任一项所述的调色剂浓度传感器。