JP2010123875A - Optical component holder, optical sensor and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、いわゆる砲弾型の発光ダイオード、フォトダイオード、又は、フォトトランジスタなどの光学部品の保持に用いられる光学部品ホルダ、該光学部品ホルダを備えた光学センサ、及び、該光学センサを備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an optical component holder used for holding an optical component such as a so-called bullet-shaped light emitting diode, photodiode, or phototransistor, an optical sensor including the optical component holder, and an image including the optical sensor. The present invention relates to a forming apparatus.
半球状の頭部と該頭部に連接された円柱状の胴部とを有した形状である、いわゆる砲弾型の光学部品をプリント配線板などに固定するために、該光学部品を保持する光学部品ホルダが用いられる。このような光学部品ホルダの一例として、砲弾型の発光ダイオード(LED)の保持に用いられるLEDホルダが、特許文献1に提案されている。 An optical system for holding a so-called shell-shaped optical component having a hemispherical head and a cylindrical barrel connected to the head to fix the optical component to a printed wiring board or the like. A component holder is used. As an example of such an optical component holder, Patent Document 1 proposes an LED holder used for holding a bullet-type light emitting diode (LED).
この特許文献1に提案されているLEDホルダは、発光ダイオード本体の両側面及び背面(即ち、リード線が突出された面)を囲むコの字状の壁と、発光ダイオード本体の両側面に位置する壁の一方に設けられて、発光ダイオードの背面側端部に設けられたフランジが挿入されることにより誤挿入を防止する誤挿入防止部と、発光ダイオード本体の背面に位置する壁に設けられて、発光ダイオードの一対のリード線が挿入される凹型の一対のスリット部と、を備えている。そして、発光ダイオードがこのLEDホルダに保持されることによって、発光ダイオードの胴部がプリント配線板と平行にされ、且つ発光ダイオードの脚(リード線)がスリット部からプリント配線板方向に直角に曲げられてプリント配線板の挿入孔へ挿入されて、プリント配線板に固定される。そのため、このLEDホルダによれば、発光ダイオードの胴部がプリント配線板と平行にされるので、発光ダイオードの照射角度を一定に保ち、照射範囲を均一にすることができた。
上述したような砲弾型の発光ダイオードは、リード線に接続された光学素子としての発光素子が透明なエポキシ樹脂などの封止部材で封止されて構成されるものであり、比較的安価に製造できる。しかしながら、このような砲弾型の発光ダイオードは、発光素子の位置や頭部に設けられるレンズ形状などの製造精度が低く、本来、発光ダイオードの胴部の軸と発光ダイオードの照射光の中心軸(即ち、光軸)とが一致すべきところ、それらにずれ(即ち、光軸のずれ)が生じてしまうことがあった。そして、上述したLEDホルダを用いて発光ダイオードを保持した場合、光軸のずれがない発光ダイオードについては所望の照射角度で照射することができるが、光軸のずれが生じた発光ダイオードについては所望の照射角度で照射することができず、つまり、光軸の方向が一定しないため、照射光量が変化してしまうという問題があった。また、上述したLEDホルダを、砲弾型のフォトダイオードやフォトトランジスタなどの他の種類の光学部品の保持に用いた場合においても同様の問題があった。 The bullet-type light emitting diode as described above is constructed by sealing a light emitting element as an optical element connected to a lead wire with a sealing member such as a transparent epoxy resin, and is manufactured at a relatively low cost. it can. However, such a bullet-type light emitting diode has low manufacturing accuracy such as the position of the light emitting element and the lens shape provided on the head, and originally the axis of the body of the light emitting diode and the central axis of the irradiation light of the light emitting diode ( That is, where the optical axis) should match, a shift (that is, a shift of the optical axis) may occur in them. And when a light emitting diode is held using the above-mentioned LED holder, a light emitting diode having no optical axis deviation can be irradiated at a desired irradiation angle, but a light emitting diode having an optical axis deviation is desired. There is a problem that the irradiation light quantity changes because the direction of the optical axis is not constant. In addition, when the LED holder described above is used to hold other types of optical components such as a bullet-type photodiode or phototransistor, there is a similar problem.
また、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置では、感光体や中間転写体などの像担持体の表面へのトナー付着量(粉体の付着量)を光学的検知手段を用いて検知して画像濃度の調整を行っており、この光学的検知手段として、上述した砲弾型の発光ダイオード及びフォトダイオードを備えた光学センサが用いられる。そして、光学センサが備える発光ダイオード及びフォトダイオードが上述したLEDホルダによって保持されると、発光ダイオードの照射光量及びフォトダイオードの受光光量が一定にならず、トナー付着量の検出に誤差が生じて、画像濃度の調整が正確にできないという問題があった。 In addition, in image forming apparatuses such as copiers, printers, and facsimiles using an electrophotographic system, the amount of toner adhering (the amount of powder adhering) to the surface of an image carrier such as a photoreceptor or an intermediate transfer member is optically detected. The image density is adjusted by detection using a means, and as the optical detection means, an optical sensor including the above-described bullet-type light emitting diode and photodiode is used. And when the light emitting diode and the photodiode included in the optical sensor are held by the LED holder described above, the irradiation light amount of the light emitting diode and the received light amount of the photodiode are not constant, and an error occurs in the detection of the toner adhesion amount, There has been a problem that the image density cannot be adjusted accurately.
本発明は、上記課題に係る問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、光学部品における光軸のずれを調整して、光軸の方向を一定にできる光学部品ホルダ、該光学部品ホルダを備えた光学センサ、及び、該光学センサを備えた画像形成装置を提供することを目的としている。 The present invention aims to solve the above problems. That is, the present invention relates to an optical component holder that can adjust the optical axis shift in the optical component to make the direction of the optical axis constant, an optical sensor that includes the optical component holder, and an image formation that includes the optical sensor. The object is to provide a device.
請求項1に記載された発明は、上記目的を達成するために、砲弾型の光学部品が保持される光学部品ホルダにおいて、ケースと、前記光学部品の胴部の外径より大きく形成された内径を有する、前記ケースを貫通して設けられた、収容孔と、前記収容孔の内面の周方向に亘って環状に突出された支点部を有する、前記収容孔の内面に設けられた、第1保持部材と、前記収容孔の内面の周方向に沿って互いに離れて突出された3つ以上の複数の突出部を有する、前記収容孔の内面に前記収容孔の軸方向に沿って前記第1保持部材と離れて設けられた、第2保持部材と、が備えられ、前記支点部は、その内縁で囲まれた面が前記光学部品の胴部の横方向断面に包含されるように形成され、そして、前記複数の突出部が、前記収容孔の内面からの突出量を変更自在な可動突出部とされていることを特徴とする光学部品ホルダである。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is an optical component holder for holding a bullet-shaped optical component, wherein an inner diameter formed larger than an outer diameter of a case and a barrel portion of the optical component. A first hole provided on the inner surface of the receiving hole, the receiving hole provided through the case, and a fulcrum portion projecting annularly over the circumferential direction of the inner surface of the receiving hole. A holding member and a plurality of three or more projecting portions projecting away from each other along the circumferential direction of the inner surface of the housing hole, the first surface along the axial direction of the housing hole on the inner surface of the housing hole A second holding member provided apart from the holding member, and the fulcrum portion is formed such that a surface surrounded by an inner edge of the fulcrum portion is included in a transverse section of the body portion of the optical component. And the plurality of protrusions protrude from the inner surface of the receiving hole. It is an optical component holder, characterized in that there is a change freely movable protrusion amount.
請求項2に記載された発明は、上記目的を達成するために、砲弾型の光学部品が保持される光学部品ホルダにおいて、ケースと、前記光学部品の胴部の外径より大きく形成された内径を有する、前記ケースを貫通して設けられた、収容孔と、前記収容孔の内面の周方向に沿って互いに離れて突出された3つ以上の複数の支点部を有する、前記収容孔の内面に設けられた、第1保持部材と、前記収容孔の内面の周方向に沿って互いに離れて突出された3つ以上の複数の突出部を有する、前記収容孔の内面に前記収容孔の軸方向に沿って前記第1保持部材と離れて設けられた、第2保持部材と、が備えられ、前記複数の支点部は、それらの先端で囲まれた面が前記光学部品の胴部の横方向断面に包含されるように形成され、そして、前記複数の突出部が、前記収容孔の内面からの突出量を変更自在な可動突出部とされていることを特徴とする光学部品ホルダである。 According to a second aspect of the present invention, in order to achieve the above object, in an optical component holder for holding a bullet-shaped optical component, an inner diameter formed larger than an outer diameter of a case and a barrel portion of the optical component An inner surface of the housing hole provided through the case, and having three or more fulcrum portions protruding away from each other along a circumferential direction of the inner surface of the housing hole And a shaft of the accommodation hole on the inner surface of the accommodation hole having a first holding member and three or more projecting portions that project away from each other along the circumferential direction of the inner surface of the accommodation hole. A second holding member provided apart from the first holding member along the direction, and the plurality of fulcrum portions have a surface surrounded by the tips thereof beside the body portion of the optical component. The plurality of protrusions are configured to be included in the directional cross section, and Part is an optical component holder, characterized in that there is a change freely movable projecting portion projecting amount from the inner surface of the accommodation hole.
請求項3に記載された発明は、請求項1又は2に記載された発明において、前記可動突出部が、前記収容孔の内面と前記ケースの外面とを貫通して設けられた貫通孔と、前記貫通孔における前記収容孔の内面側の開口部に突没自在な可動子と、を備えていることを特徴とするものである。
The invention described in
請求項4に記載された発明は、請求項3に記載された発明において、前記可動子の長さが、前記貫通孔の長さより短くされていることを特徴とするものである。
The invention described in claim 4 is characterized in that, in the invention described in
請求項5に記載された発明は、請求項3又は4に記載された発明において、前記貫通孔の内周面には、ねじ溝が設けられ、そして、前記可動子の外周面には、前記貫通孔の内面に設けられた前記ねじ溝に螺合されるねじ山が設けられていることを特徴とするものである。
The invention described in
請求項6に記載された発明は、請求項3〜5のいずれか一項に記載された発明において、前記第1保持部材及び前記第2保持部材によって前記光学部品が保持されたあとに、前記可動子を前記貫通孔に固定する固定部材が、設けられていることを特徴とするものである。
The invention described in claim 6 is the invention described in any one of
請求項7に記載された発明は、請求項1〜6のいずれか一項に記載された発明において、前記複数の突出部のうち少なくとも1つの突出部が、前記可動突出部に代えて、弾性体で構成された弾性突出部とされていることを特徴とするものである。
The invention described in
請求項8に記載された発明は、光学部品と、前記光学部品が保持される光学部品ホルダと、を備えた光学センサにおいて、前記光学部品ホルダとして、請求項1〜7のいずれか一項に記載された光学部品ホルダを有していることを特徴とする光学センサである。 The invention described in claim 8 is an optical sensor comprising an optical component and an optical component holder for holding the optical component, and as the optical component holder, the optical component holder according to any one of claims 1 to 7. An optical sensor comprising the optical component holder described.
請求項9に記載された発明は、表面に粉体が付着される像担持体と、前記像担持体の前記表面に付着された前記粉体の付着量を検知する光学センサと、を少なくとも有する画像形成装置において、前記光学センサとして、請求項8に記載の光学センサを有していることを特徴とする画像形成装置である。
The invention described in
請求項1に記載された発明によれば、収容孔の内面の周方向に亘って環状に突出された支点部を有する第1保持部材が設けられており、該支点部は、その内縁で囲まれた面が光学部品の胴部の横方向断面(即ち、胴部の軸方向と直交する断面)に包含されるように形成されているので、光学部品が収容孔に挿入されると、光学部品の頭部が支点部に当接して挿入方向の移動を規制されるとともに、該光学部品の頭部が支点部の内縁にはまって保持される。また、収容孔の内面の周方向に沿って互いに離れて突出された3つ以上の複数の突出部を有する第2保持部材が、収容孔の軸方向に沿って第1保持部材と離れて設けられているので、光学部品の胴部がこれら複数の突出部によって保持される。そして、これら複数の突出部が、収容孔の内面からの突出量を変更自在な可動突出部とされているので、可動突出部の突出量を変化させることにより、支点部を支点として光学部品の胴部の位置を収容孔の軸方向に直交する方向に対して移動させることができ、そのため、光学部品の光軸を移動させることが可能となり、光学部品における光軸のずれを調整して光軸の方向を一定にできる。 According to the first aspect of the present invention, the first holding member having the fulcrum portion that is annularly projected over the circumferential direction of the inner surface of the accommodation hole is provided, and the fulcrum portion is surrounded by the inner edge thereof. Since the curved surface is formed so as to be included in the lateral cross section of the barrel of the optical component (that is, the cross section orthogonal to the axial direction of the barrel), when the optical component is inserted into the receiving hole, The head of the component abuts against the fulcrum portion, and movement in the insertion direction is restricted, and the head of the optical component is held on the inner edge of the fulcrum portion. Further, a second holding member having three or more projecting portions protruding away from each other along the circumferential direction of the inner surface of the receiving hole is provided apart from the first holding member along the axial direction of the receiving hole. Therefore, the body portion of the optical component is held by the plurality of protrusions. And since these several protrusion part is made into the movable protrusion part which can change the protrusion amount from the inner surface of an accommodation hole, by changing the protrusion amount of a movable protrusion part, a fulcrum part is used as a fulcrum of an optical component. The position of the body portion can be moved with respect to the direction orthogonal to the axial direction of the receiving hole, so that the optical axis of the optical component can be moved, and the optical axis deviation in the optical component can be adjusted to adjust the light. The axis direction can be made constant.
請求項2に記載された発明によれば、収容孔の内面の周方向に沿って互いに離れて突出された3つ以上の複数の支点部を有する第1保持部材が設けられており、該複数の支点部は、それらの先端で囲まれた面が光学部品の胴部の横方向断面に包含されるように形成されているので、光学部品が収容孔に挿入されると、光学部品の頭部が支点部に当接して挿入方向の移動を規制されるとともに、該光学部品の頭部が複数の支点部の先端間にはまって保持される。また、収容孔の内面の周方向に沿って互いに離れて突出された3つ以上の複数の突出部を有する第2保持部材が、収容孔の軸方向に沿って第1保持部材と離れて設けられているので、光学部品の胴部がこれら複数の突出部によって保持される。そして、これら複数の突出部が、収容孔の内面からの突出量を変更自在な可動突出部とされているので、可動突出部の突出量を変化させることにより、支点部を支点として光学部品の胴部の位置を収容孔の軸方向に直交する方向に対して移動させることができ、そのため、光学部品の光軸を移動させることが可能となり、光学部品における光軸のずれを調整して、光軸の方向を一定にできる。また、光学部品の頭部と支点部との接触面積を小さくできるので、スムースに光学部品の胴部の位置を移動させることができ、光学部品の光軸のずれを高精度に調整できる。
According to the invention described in
請求項3に記載された発明によれば、可動突出部が、収容孔の内面とケースの外面とを貫通して設けられた貫通孔と、貫通孔における収容孔の内面側の開口部に突没自在な可動子と、を備えているので、ケースの外部から可動子の位置を調整することにより、収容孔の内面からの突出量を変化させることができ、そのため、光学部品における光軸のずれを容易に調整できる。また、簡易な構成であるので、光学部品における光軸のずれを調整できる光学部品ホルダを低コストで提供できる。
According to the invention described in
請求項4に記載された発明によれば、可動子の長さが、貫通孔の長さより短くされているので、可動子を収容孔の内面から突出させると、可動子がケースの外面から突出されることがなくなり、例えば、組み立て時などに可動子に接触することによって光学部品の位置が変わってしまうことを防ぐことができ、光学部品における光軸のずれを防止できる。 According to the invention described in claim 4, since the length of the mover is shorter than the length of the through hole, when the mover protrudes from the inner surface of the accommodation hole, the mover protrudes from the outer surface of the case. For example, it is possible to prevent the position of the optical component from changing due to contact with the movable element at the time of assembly or the like, and it is possible to prevent the optical axis from being shifted in the optical component.
請求項5に記載された発明によれば、貫通孔の内周面には、ねじ溝が設けられ、そして、可動子の外周面には、貫通孔の内面に設けられた前記ねじ溝に螺合されるねじ山が設けられているので、可動突出部がねじ構造によって構成されており、そのため、光学部品における光軸のずれをさらに容易に調整できる。 According to the fifth aspect of the present invention, a thread groove is provided on the inner peripheral surface of the through hole, and a screw thread is provided on the outer peripheral surface of the mover on the inner surface of the through hole. Since the screw threads to be combined are provided, the movable protrusion is configured by a screw structure, and therefore, the shift of the optical axis in the optical component can be adjusted more easily.
請求項6に記載された発明によれば、第1保持部材及び第2保持部材によって光学部品が保持されたあとに、可動子を貫通孔に固定する固定部材が、設けられているので、光学部品の光軸調整後に、固定部材によって可動子を貫通孔に固定することができ、そのため、光学部品の位置が変わってしまうことを防ぐことができ、光軸調整後の光学部品における光軸のずれを防止できる。 According to the invention described in claim 6, since the optical member is held by the first holding member and the second holding member, the fixing member that fixes the movable element to the through hole is provided. After adjusting the optical axis of the component, the mover can be fixed to the through hole by the fixing member, so that the position of the optical component can be prevented from changing, and the optical axis of the optical component after the optical axis adjustment is adjusted. Misalignment can be prevented.
請求項7に記載された発明によれば、複数の突出部のうち少なくとも1つの突出部が、可動突出部に代えて、弾性体で構成された弾性突出部とされているので、可動突出部の突出量を変化させることによる光学部品の胴部の位置の移動に応じて、弾性体で構成された弾性突出部が弾性変形して光学部品を保持し、そのため、突出量の調整が必要な可動突出部を少なくすることができ、光学部品における光軸のずれを容易に調整できる。
According to the invention described in
請求項8に記載された発明によれば、光学部品と、前記光学部品が保持される光学部品ホルダと、を備えた光学センサにおいて、前記光学部品ホルダとして、請求項1〜7のいずれか一項に記載された光学部品ホルダを有しているので、光学部品における光軸のずれを調整でき、光軸の方向を一定にできる。 According to the invention described in claim 8, in an optical sensor comprising an optical component and an optical component holder for holding the optical component, any one of claims 1 to 7 as the optical component holder. Since the optical component holder described in the item is included, the shift of the optical axis in the optical component can be adjusted, and the direction of the optical axis can be made constant.
請求項9に記載された発明によれば、表面に粉体が付着される像担持体と、前記像担持体の前記表面に付着された前記粉体の付着量を検知する光学センサと、を少なくとも有する画像形成装置において、前記光学センサとして、請求項8に記載の光学センサを有しているので、光学部品における光軸のずれを調整して、光軸の方向を一定にでき、そのため、粉体の付着量を正確に検知することができ、画像濃度の調整が正確にできる。
According to the invention described in
以下、本発明に係る光学部品ホルダ、光学センサ及び画像形成装置の一実施形態を、図1〜図7、図14〜図16を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る光学部品ホルダを示す正面図である。図2は、図1のX−X線に沿う断面斜視図である。図3は、図1の光学部品ホルダを正面から見たときの第1保持部材及び第2保持部材の位置を説明する図である。図4は、図1の光学部品ホルダが光軸のずれのない光学部品を保持した状態を示す断面斜視図である。図5は、図1の光学部品ホルダが光軸のずれのある光学部品を保持した状態(光軸調整前)を示す断面斜視図である。図6は、図1の光学部品ホルダが光軸のずれのある光学部品を保持した状態(光軸調整後)を示す断面斜視図である。図7は、図1の光学部品ホルダが光軸のずれのある他の光学部品を保持した状態(光軸調整後)を示す断面斜視図である。図14は、本発明の一実施形態に係る光学センサを示す断面図である。図15は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示す断面図である。図16は、図15の画像形成装置が備えるプロセスカートリッジを示す断面図である。 Hereinafter, an embodiment of an optical component holder, an optical sensor, and an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7 and FIGS. FIG. 1 is a front view showing an optical component holder according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional perspective view taken along line XX of FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating the positions of the first holding member and the second holding member when the optical component holder of FIG. 1 is viewed from the front. FIG. 4 is a cross-sectional perspective view showing a state in which the optical component holder of FIG. 1 holds an optical component with no optical axis deviation. FIG. 5 is a cross-sectional perspective view showing a state (before optical axis adjustment) in which the optical component holder of FIG. 1 holds an optical component with a deviation of the optical axis. FIG. 6 is a cross-sectional perspective view showing a state (after optical axis adjustment) in which the optical component holder in FIG. 1 holds an optical component with a deviation of the optical axis. FIG. 7 is a cross-sectional perspective view showing a state (after the optical axis adjustment) in which the optical component holder of FIG. 1 holds another optical component having an optical axis shift. FIG. 14 is a cross-sectional view showing an optical sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 15 is a cross-sectional view showing an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 16 is a cross-sectional view showing a process cartridge provided in the image forming apparatus of FIG.
まず、光学部品ホルダ70の一実施形態を、図1〜図7を参照して説明する。
First, an embodiment of the
光学部品ホルダ70は、図1〜図3に示すように、ケース71と、収容孔72と、光路規制部材73と、第1保持部材74と、第2保持部材75と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
ケース71は、例えば、不透光性の合成樹脂などを用いて三角柱状に形成されている。本発明の目的に反しない限り、ケース71の形状は任意である。ケース71には、ケース71をその軸方向に貫通した断面円形の収容孔72が設けられている。
The
収容孔72は、その軸Nがケース71の軸と重なるように設けられている。収容孔72の内径は、収容孔72の全長に亘って一定にされているとともに、発光ダイオードやフォトダイオードなどの後述する光学部品80の胴部85の外径より大きくされ、且つ、光学部品80のフランジ部86の外径より小さくされている。これにより、光学部品80を収容孔72に挿入したとき、フランジ部86がケース71の端面に当接して、収容孔72の軸N方向の位置決めがされる。収容孔72の一端部72bには、光路規制部材73が設けられている。
The
光路規制部材73は、中心が収容孔72の軸Nと重ねられ且つ直径が収容孔72の内径より小さくされた開口部73aが設けられている。光路規制部材73は、収容孔72に収容された光学部品80の光路Wを規制して、開口部73aと同径のまま進む光路W1とする。この光路規制部材73は、例えば、発光ダイオードの照射光が不要に広がることを防ぎ又はフォトダイオードに不要な光が受光されることを防ぐ。
The optical
第1保持部材74は、収容孔72の内面72aであって収容孔72の軸方向中央部付近に設けられている。第1保持部材74は、収容孔72の内面72aの周方向に亘って環状に突出された支点部741を備えている。支点部741は、収容孔72の内面72aから垂直に突出されている。支点部741は、その内縁741aで囲まれた面F1が光学部品80の胴部85の横方向断面(即ち、光学部品80の胴部85の軸M方向に直交する断面)に包含されるように形成されている。これにより、光学部品80の頭部84が支点部741に当接されると、光学部品80が、挿入方向(即ち、収容孔72の軸N方向)の移動を規制されるとともに、その頭部84が支点部741の内縁741aにはまって保持される。
The first holding
第2保持部材75は、収容孔72の内面72aであって収容孔72の他端部72c寄りに設けられている。即ち、第2保持部材75は、収容孔72の軸方向に沿って第1保持部材74と離れて設けられている。第2保持部材75は、収容孔72の内面72aの周方向に沿って互いに離れて設けられた3つの可動突出部76を備えている。3つの可動突出部76は、互いに均等に離れていることが望ましい。また、可動突出部76を4つ以上設けても良い。
The second holding
可動突出部76は、貫通孔761と、可動子762と、を備えている。貫通孔761は、収容孔72の内面72aとケース71の外面71aとを、収容孔72の軸Nに直交する方向に貫通して設けられている。貫通孔761は断面円形に形成されており、貫通孔761の内径は全長に亘って均一にされている。貫通孔761の内周面にはねじ溝(図示なし)が設けられている。可動子762は、例えば、不透光性の合成樹脂や金属などで構成され且つ外径が貫通孔761の内径と略同一に形成された円柱状の部材である。可動子762の外周面には、貫通孔761のねじ溝と螺合するねじ山(図示なし)が設けられている。可動子762の長さは、貫通孔761の長さより短くされている。可動子762の一端部762aは、貫通孔761の収容孔72の内面72a側の開口部761aから突出される。また、可動子762の他端部762bには、その軸方向に凹んだ六角形の溝(図示なし)が設けられている。可動子762は、イモねじとも呼ばれる。
The
貫通孔761と可動子762とは、互いに螺合されている。そして、例えば、六角レンチを、貫通孔761のケース71の外面側の開口部761bから挿入して可動子762の他端部762bに設けられた六角形の溝に嵌合させて、可動子762をその軸を中心として回動させることにより、可動子762を、貫通孔761に対してその軸方向に相対的に移動させることができる。これにより、可動子762の一端部762aを、貫通孔761に突出したり没入したりする方向に移動させることができ(即ち、突没自在)、可動子762は、収容孔72の内面72aからの突出量を自在に変更することができる。つまり、可動突出部76は、収容孔72の内面からの突出量が変更自在である。可動子762は、収容孔72の内面72aからの突出量が調整されることにより、その一端部762aが光学部品80の胴部85に当接して、光学部品80の胴部85を保持するとともに、光学部品80の胴部85を、収容孔72の軸方向に対して直交する方向に移動できる。また、本実施形態において、可動突出部76は、貫通孔761と可動子762とが互いに螺合されるねじ構造を有するものであったが、このようなねじ構造を有さずに、貫通孔761の内径と可動子762の外径とが同一となる円柱孔状及び円柱状にそれぞれを形成して、貫通孔761の内周面と可動子762の外周面との摩擦力で互いを保持し、可動子762を軸方向に沿って相対的に押したり引いたりすることにより、可動子762の一端部762aを、貫通孔761に突没(突出したり没入したり)させるようにしてもよい。
The through
光学部品ホルダ70は、図4に示すように、収容孔72の光学部品80を収容し、第1保持部材74及び第2保持部材75によって光学部品80を保持する。このとき、第2保持部材75の3つの可動突出部76(即ち、可動子762)の収容孔72の内面72aからの突出量を調整して、光学部品80の光軸Lを収容孔72の軸Nと一致させて光学部品80を保持することで、光学部品80の光軸Lの方向を一定にできる。
As shown in FIG. 4, the
光学部品80は、例えば、砲弾型の発光ダイオードや、フォトダイオード、フォトトランジスタなどの周知の電子部品である。光学部品80は、電流を流すことにより発光する発光素子(発光ダイオード)又は、受光した光量に応じて電流又は電圧を生じる受光素子(フォトダイオード、フォトトランジスタ)などの光学素子81と、光学素子81に接続された一対のリード線82と、半球状の頭部84、該頭部84に連接された円柱状の胴部85、及び、胴部85の端部に設けられたフランジ部86、を有し且つ内部に光学素子81が封止された封止部材83と、を備えている。光学部品80は、その光軸Lが光学部品80の封止部材83の胴部85(即ち、光学部品80の胴部85)の軸Mと一致していることが望ましい。しかしながら、光学部品80の製造誤差によって、光軸Lと胴部85の軸Mとがずれてしまう場合がある。
The
次に、上述した光学部品ホルダ70を用いて光学部品80を保持する手順について、図4〜図7を参照して説明する。
Next, a procedure for holding the
まず、光学部品80を、その頭部84を先にして、収容孔72の他端部72cから収容孔72に挿入し、光学部品80の頭部84を支点部741に当接させる。これにより、光学部品80は、挿入方向(即ち、収容孔72の軸方向)の移動を規制されるとともに、光学部品80の頭部84が支点部741の内縁741aにはまって保持される。次に、3つの可動突出部76のそれぞれにおいて、六角レンチを用いて可動突出部76の可動子762をその軸を中心として回動させて、可動子762の一端部762aを光学部品80の胴部85に当接させる。このようにして、3つの可動突出部76で光学部品80の胴部85を狭持して保持する。
First, the
このとき、図4に示すように、光学部品80の光軸Lと胴部85の軸Mとが一致している場合は、3つの可動突出部76のそれぞれにおいて、可動子762の収容孔72の内面72aからの突出量が同一になるように調整する。これにより、光学部品80の胴部85の軸Mが収容孔72の軸Nと同一になり、すなわち、光軸Lが収容孔72の軸Nと同一になる。
At this time, as shown in FIG. 4, when the optical axis L of the
また、図5に示すように、光学部品80の光軸Lと胴部85の軸Mとがずれている場合は、光学部品80の胴部85の軸Mと収容孔の軸Nとを同一にすると、光学部品80の光軸Lが、収容孔の軸Nとずれてしまう。そこで、3つの可動突出部76のそれぞれにおいて、可動子762の収容孔72の内面72aからの突出量を適宜調整して、光学部品80の胴部85を収容孔72の軸Nに直交する方向に移動させて、図6に示すように、光学部品80の光軸Lと収容孔72の軸Nとを同一にする。また、図7に示すように、光学部品80の光軸Lと胴部85の軸Mとが図5とは逆方向にずれている場合においても、上記と同様に、可動子762の収容孔72の内面72aからの突出量を適宜調整して、光学部品80の光軸Lと、収容孔72の軸Nとを同一にする。
Further, as shown in FIG. 5, when the optical axis L of the
最後に、各可動突出部76の貫通孔761に固定部材としての接着剤(図示なし)を流し込んで、可動子762を貫通孔761に固定する。このようにして、可動突出部76(即ち、可動子762)の収容孔72の内面72aからの突出量を変えることによって、光学部品80の光軸Lのずれを調整して、光学部品80の光軸Lと収容孔72の軸Nとを一致させることができ、光学部品80の光軸Lの方向を一定にできる。
Finally, an adhesive (not shown) as a fixing member is poured into the through
以上より、本発明によれば、収容孔72の内面72aの周方向に亘って環状に突出された支点部741を有する第1保持部材74が設けられており、該支点部741は、その内縁741aで囲まれた面F1が光学部品80の胴部85の横方向断面(即ち、胴部85の軸方向と直交する断面)に包含されるように形成されているので、光学部品80が収容孔72に挿入されると、光学部品80の頭部84が支点部741に当接して挿入方向の移動を規制されるとともに、該光学部品80の頭部84が支点部741の内縁741aにはまって保持される。また、収容孔72の内面72aの周方向に沿って互いに均等に離れて突出された3つの可動突出部76を有する第2保持部材75が、収容孔72の軸方向に沿って第1保持部材74と離れて設けられているので、光学部品80の胴部85がこれら複数の可動突出部76によって保持される。そして、これら複数の可動突出部76が、収容孔72の内面72aからの突出量を変更自在にされているので、可動突出部76の突出量を変化させることにより、支点部741を支点として光学部品80の胴部85の位置を収容孔72の軸方向に直交する方向に対して移動させることができ、そのため、光学部品80の光軸Lを移動させることが可能となり、光学部品80における光軸Lのずれを調整して収容孔72の軸Nと一致させて、光軸Lの方向を一定にできる。
As described above, according to the present invention, the first holding
また、可動突出部76が、収容孔72の内面72aとケース71の外面71aとを貫通して設けられた貫通孔761と、貫通孔761における収容孔72の内面72a側の開口部761aに突没自在な可動子762と、を備えているので、ケース71の外部から可動子762の位置を調整することにより、収容孔72の内面72aからの突出量を変化させることができ、そのため、光学部品80における光軸Lのずれを容易に調整できる。また、簡易な構成であるので、光学部品80における光軸Lのずれを調整できる光学部品ホルダ70を低コストで提供できる。
Further, the
また、可動子762の長さが、貫通孔761の長さより短くされているので、可動子762を収容孔72の内面72aから突出させると、可動子762がケース71の外面71aから突出されることがなくなり、例えば、組み立て時などに可動子762に接触することによって光学部品80の位置が変わってしまうことを防ぐことができ、光学部品80における光軸Lのずれを防止できる。
Further, since the length of the
また、貫通孔761の内周面には、ねじ溝が設けられ、そして、可動子762の外周面には、貫通孔761の内面に設けられたねじ溝に螺合されるねじ山が設けられているので、可動突出部76がねじ構造によって構成されており、そのため、光学部品80における光軸Lのずれをさらに容易に調整できる。
In addition, a thread groove is provided on the inner peripheral surface of the through
また、第1保持部材74及び第2保持部材75によって光学部品が保持されたあとに、可動子762を貫通孔761に固定する固定部材としての接着剤が、設けられているので、光学部品80の光軸調整後に、接着剤によって可動子762を貫通孔761に固定することができ、そのため、光学部品80の位置が変わってしまうことを防ぐことができ、光軸調整後の光学部品80における光軸のずれを防止できる。
Further, after the optical component is held by the first holding
上述した実施形態では、第1保持部材74が、収容孔72の内面72aの周方向に亘って環状に突出された支点部741を備えているものであったが、本発明によれば、第1保持部材が、収容孔72の内面72aの周方向に沿って互いに離れて突出された3つ以上の複数の支点部を備えるものであってもよい。このような構成の光学部品ホルダ70Aを、図8、図9に示す。
In the above-described embodiment, the first holding
光学部品ホルダ70Aは、図8、図9に示すように、上述した実施形態の第1保持部材74に代えて、複数の支点部77を備える第1保持部材74Aを備えている。なお、図8、図9において、上述した実施形態と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
第1保持部材74Aは、収容孔72の内面72aであって収容孔72の軸方向中央部付近に設けられている。第1保持部材74Aは、収容孔72の内面72aの周方向に沿って互いに離れて突出された角柱状の3つの支点部77を備えている。これら3つの支点部77は、互いに均等に離れていることが望ましい。3つの支点部77のそれぞれは、収容孔72の周方向に沿う位置が、図9に示すように3つの可動突出部76のそれぞれの中間になるように配置されている。また、4つ以上の支点部77を設けても良い。3つの支点部77は、それぞれが収容孔72の内面72aから垂直に突出されている。3つの支点部77は、それらの先端77aで円形に囲まれた面F2が光学部品80の胴部85の横方向断面(即ち、光学部品80の胴部85の軸方向に直交する断面)に包含されるように形成されている。これにより、光学部品80の頭部84が3つの支点部77に当接されると、光学部品80が、挿入方向(即ち、収容孔72の軸方向)の移動を規制されるとともに、その頭部84が3つの支点部77の先端77a間にはまって保持される。
The first holding
このように、光学部品ホルダ70Aは、第1保持部材74Aが、収容孔72の内面72aの周方向に沿って互いに離れて突出された角柱状の3つの支点部77を備えているので、上述した実施形態における効果に加えて、光学部品80の頭部84と各支点部77との接触面積を小さくできるので、スムースに光学部品80の胴部85の位置を移動させることができ、光学部品80の光軸のずれを高精度に調整できる。
As described above, the
また、上述した実施形態では、第2保持部材75が、収容孔72の内面72aの周方向に沿って互いに離れて設けられた3つの可動突出部76を備えているものであったが、本発明によれば、第2保持部材が備える複数の突出部のうち少なくとも1つ突出部が、稼働突出部に代えて、弾性体で構成された弾性突出部であってもよい。このような構成の光学部品ホルダ70Bを、図10、図11に示す。
In the above-described embodiment, the second holding
光学部品ホルダ70Bは、図10、図11に示すように、上述した実施形態の第2保持部材75に代えて、可動突出部及び弾性突出部を備えた第2保持部材75Aを備えている。なお、図10、図11において、上述した実施形態と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
第2保持部材75Aは、収容孔72の内面72aであって収容孔72の他端部72c寄りに設けられている。即ち、第2保持部材75Aは、収容孔72の軸方向に沿って第1保持部材74と離れて設けられている。第2保持部材75Aは、収容孔72の内面72aの周方向に沿って互いに離れて設けられた1つの可動突出部76と2つの弾性突出部78とを備えている。これら3つの各突出部は、互いに均等に離れていることが望ましい。また、可動突出部76と弾性突出部78との合計数が3つ以上であって且つ可動突出部76を少なくとも1つ以上備えていれば、それぞれの突出部の個数は任意である。
The second holding
弾性突出部78は、例えば、柱状のゴムや、コイルばね、板ばねなどの弾性体で構成されており、圧縮に対して復元する方向に付勢する周知の部材である。弾性突出部78は、その一方の端部が収容孔72の内面72aに固定されている。また、弾性突出部78は、その他方の端部が収容孔72に収容された光学部品80の胴部85に当接して該胴部85を収容孔72の軸Nに直交する方向に付勢するように、長さが調節されている。可動突出部76により光学部品80の胴部85の位置が移動されて弾性突出部78が圧縮されると、弾性突出部78は、光学部品80の胴部85を押し戻す方向に付勢する。
The elastic projecting
このように、光学部品ホルダ70Bは、第2保持部材75Aが、収容孔72の内面72aの周方向に沿って互いに離れて設けられた1つの可動突出部76と2つの弾性突出部78とを備えているので、上述した実施形態における効果に加えて、可動突出部76の突出量を変化させることによる光学部品80の胴部85の位置の移動に応じて、弾性突出部78が弾性変形して光学部品80を保持し、そのため、調整が必要な可動突出部76を少なくすることができ、光学部品80における光軸のずれを容易に調整できる。
As described above, the
また、上述した実施形態において、第1保持部材74及び第2保持部材75に代えて、上記の第1保持部材74A及び第2保持部材75Aを両方とも備えてもよい。このような構成の光学部品ホルダ70Cを、図12、図13に示す。なお、図12、図13において、上述した実施形態等と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
In the embodiment described above, both the first holding
このように、光学部品ホルダ70Cは、上記の第1保持部材74A及び第2保持部材75Aを両方備えているので、上述した実施形態における効果に加えて、光学部品80の頭部84と各支点部77との接触面積を小さくできるので、スムースに光学部品80の胴部85の位置を移動させることができ、光学部品80の光軸のずれを高精度に調整できる。また、可動突出部76の突出量の変化させることによる光学部品80の胴部85の位置の移動に応じて、弾性突出部78が弾性変形して光学部品80を保持し、そのため、調整が必要な可動突出部76を少なくすることができ、光学部品80における光軸のずれを容易に調整できる。
As described above, since the optical component holder 70C includes both the first holding
次に、光学センサの一実施形態について、図14を参照して説明する。 Next, an embodiment of an optical sensor will be described with reference to FIG.
光学センサ99は、光学部品としての発光ダイオード80Aと、光学部品としてのフォトダイオード80B、80Cと、LED80A及びフォトダイオード80B、80Cを保持する3つの上述した光学部品ホルダ70と、基板95と、を備えている。
The
この光学センサ99は、図示しない支持部材などによって、後述する搬送ベルト29に相対して配置されており、搬送ベルト29の表面29aに形成された濃度検知用トナーパッチ90のトナー付着量を検知する。濃度検知用トナーパッチ90は、搬送ベルト29の移動方向下流から上流に向かい徐々に濃度が濃く(即ち、トナー付着量が多く)なる階調パターンに形成されている。また、光学センサ99が組み込まれる画像形成装置の構成によっては、光学センサ99が像担持体としての感光体や中間転写体などに相対して配置され、これらの像担持体の表面に形成されたトナーパッチ90のトナー付着量を検知してもよい。
The
発光ダイオード80A(以下、LED80Aという)は、電流を流すことにより発光する周知の電子部品である。LED80Aは、例えば、図4に示すような、電流を流すことにより発光する発光素子である光学素子81と、光学素子81に接続された一対のリード線82と、半球状の頭部84、該頭部84に連接された円柱状の胴部85、及び、胴部85の端部に設けられたフランジ部86、を有し且つ内部に光学素子81が封止された透明又は半透明の合成樹脂からなる封止部材83と、を備えている。LED80Aは、いわゆる砲弾型に形成されている。LED80Aの光学素子81には、例えば、ピーク発光波長が950nmとなるGaAs素子が用いられている。
The
LED80Aは、上述した光学部品ホルダ70(符号70−1で示す)によって保持されて、基板95に実装されている。また、LED80Aの照射光の方向が所望の方向となるように、光学部品ホルダ70−1によって、LED80Aの光軸L1が調整されている。
The
フォトダイオード80B、80Cは、受光した光量に応じて電圧を生じる周知の電子部品である。各フォトダイオードは、例えば、図4に示すような、受光した光量に応じて電流又は電流を生じる受光素子である光学素子81と、光学素子81に接続された一対のリード線82と、上記LED80Aと同一の封止部材83と、を備えている。フォトダイオード80B、80Cは、いわゆる砲弾型に形成されている。各フォトダイオードの光学素子81には、例えば、ピーク分光感度波長が800nmのSi素子が用いられている。また、本実施形態においては、フォトダイオードを用いているが、これに限らず、フォトトランジスタや、フォトダーリントンなどの、受光した光量に応じた電圧又は電流を生じ且つ砲弾型に形成されているものであれば用いることができる。
The
フォトダイオード80Bは、LED80Aの照射光が搬送ベルト29の表面29aに形成された濃度検知用トナーパッチ90で正反射された正反射光を受光する。即ち、フォトダイオード80Bは、正反射受光素子として機能する。フォトダイオード80Cは、LED80Aの照射光が搬送ベルト29の表面29aに形成された濃度検知用トナーパッチ90で拡散反射された拡散反射光を受光する。即ち、フォトダイオード80Cは、拡散反射受光素子として機能する。
The
フォトダイオード80Bは、上述した光学部品ホルダ70(符号70−2で示す)によって保持されて、基板95に実装されている。また、フォトダイオード80Bが正反射光を受光するように、光学部品ホルダ70−2によって、フォトダイオード80Bの光軸L2が所定の方向を向くように調整されている。フォトダイオード80Cは、上述した光学部品ホルダ70(符号70−3で示す)によって保持されて、基板95に実装されている。また、フォトダイオード80Cが拡散反射光を受光するように、光学部品ホルダ70−3によって、フォトダイオード80Cの光軸L3が所定の方向を向くように調整されている。
The
基板95は、合成樹脂で構成された平板の表面に薄膜金属の回路配線が設けられた周知のプリント配線基板である。基板95は、一方の表面に、上述した各光学部品ホルダ70のケース71の1つの外面71aが密に重ねられて配置されているとともに、LED80A及びフォトダイオード80B、80C、のそれぞれの一対のリード線がはんだ付けされている。これら光学部品は、基板95を介して図示しない制御部に電気的に接続されており、制御部からの制御信号を受けて光を照射するとともに、受光した光量に応じた電圧を該制御部に出力する。
The
以上より、本発明によれば、光学センサ99は、LED80A及びフォトダイオード80B、80Cを保持する光学部品ホルダとして、上述した光学部品ホルダ70を備えているので、各光学部品80における光軸のずれを調整でき、光軸の方向を一定にできる。
As described above, according to the present invention, the
次に、画像形成装置の一実施形態について、図15、図16を参照して説明する。 Next, an embodiment of the image forming apparatus will be described with reference to FIGS. 15 and 16.
画像形成装置1は、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像則ちカラー画像を、一枚の転写材としての記録紙7(図7に示す)に形成する。なお、イエロー、マゼンダ、シアン、黒の各色に対応するユニットなどを、以下、符号の末尾に各々Y,M,C,Kを付けて示す。
The image forming apparatus 1 prints an image of each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), that is, a color image, on a
画像形成装置1は、図15に示すように、装置本体2と、給紙ユニット3と、レジストローラ対10と、転写ユニット4と、定着ユニット5と、複数のレーザ書き込みユニット22Y,22M,22C,22Kと、複数のプロセスカートリッジ6Y,6M,6C,6Kと、上述した光学センサ99と、を少なくとも備えている。
As shown in FIG. 15, the image forming apparatus 1 includes an apparatus
装置本体2は、例えば、箱状に形成され、フロア上などに設置される。装置本体2は、給紙ユニット3と、レジストローラ対10と、転写ユニット4と、定着ユニット5と、複数のレーザ書き込みユニット22Y,22M,22C,22Kと、複数のプロセスカートリッジ6Y,6M,6C,6Kと、光学センサ99と、を収容している。
The apparatus
給紙ユニット3は、装置本体2の下部に複数設けられている。給紙ユニット3は、前述した記録紙7を重ねて収容するとともに装置本体2に出し入れ自在な給紙カセット23と、給紙ローラ24とを備えている。給紙ローラ24は、給紙カセット23内の一番上の記録紙7に押し当てられている。給紙ローラ24は、前述した一番上の記録紙7を、転写ユニット4の後述する搬送ベルト29と、プロセスカートリッジ6Y,6M,6C,6Kの後述する現像装置13の感光体ドラム8との間に送り出す。
A plurality of
レジストローラ対10は、給紙ユニット3から転写ユニット4に搬送される記録紙7の搬送経路に設けられており、一対のローラ10a,10bを備えている。レジストローラ対10は、一対のローラ10a,10b間に記録紙7を挟み込み、該挟み込んだ記録紙7をトナー像に重ね合わせ得るタイミングで、転写ユニット4とプロセスカートリッジ6Y,6M,6C,6Kとの間に送り出す。
The
転写ユニット4は、給紙ユニット3の上方に設けられている。転写ユニット4は、駆動ローラ27と、従動ローラ28と、搬送ベルト29と、転写ローラ30Y,30M,30C,30Kとを備えている。駆動ローラ27は、記録紙7の搬送方向の下流側に配置されており、駆動源としてのモータなどによって回転駆動される。従動ローラ28は、装置本体2に回転自在に支持されており、記録紙7の搬送方向の上流側に配置されている。搬送ベルト29は、無端環状に形成されており、前述した駆動ローラ27と従動ローラ28との双方に掛け渡されている。搬送ベルト29は、駆動ローラ27が回転駆動されることで、前述した駆動ローラ27と従動ローラ28との回りを図中反時計回りに循環(無端走行)する。
The transfer unit 4 is provided above the
光学センサ99は、搬送ベルト29の駆動ローラ27の近傍に、搬送ベルト29の表面29aと相対して配設されている。光学センサ99は、搬送ベルト29の表面29aに形成された濃度検知用トナーパッチ90のトナー付着量を検出し、該付着量に応じた電圧を出力する。光学センサ99が出力するトナー付着量に応じた電圧は、図示しない制御部に送られる。この制御部はマイクロコンピュータなどによって構成されている。
The
転写ローラ30Y,30M,30C,30Kは、それぞれ、プロセスカートリッジ6Y,6M,6C,6Kの感光体ドラム8との間に搬送ベルト29と該搬送ベルト29上の記録紙7とを挟む。転写ユニット4は、転写ローラ30Y,30M,30C,30Kが、給紙ユニット3から送り出された記録紙7を各プロセスカートリッジ6Y,6M,6C,6Kの感光体ドラム8の外表面に押し付けて、感光体ドラム8上のトナー像を記録紙7に転写する。転写ユニット4は、トナー像を転写した記録紙7を定着ユニット5に向けて送り出す。
The
定着ユニット5は、転写ユニット4の記録紙7の搬送方向の下流に設けられ、互いの間に記録紙7を挟む一対のローラ5a,5bを備えている。定着ユニット5は、一対のローラ5a,5b間に転写ユニット4から送り出されてきた記録紙7を押圧加熱することで、感光体ドラム8から記録紙7上に転写されたトナー像を、該記録紙7に定着させる。
The fixing
レーザ書き込みユニット22Y,22M,22C,22Kは、それぞれ、装置本体2の上部に取り付けられている。レーザ書き込みユニット22Y,22M,22C,22Kは、それぞれ、一つのプロセスカートリッジ6Y,6M,6C,6Kに対応している。レーザ書き込みユニット22Y,22M,22C,22Kは、プロセスカートリッジ6Y,6M,6C,6Kの後述の帯電ローラ9により一様に帯電された感光体ドラム8の外表面にレーザ光を照射して、静電潜像を形成する。
The
プロセスカートリッジ6Y,6M,6C,6Kは、それぞれ、転写ユニット4と、レーザ書き込みユニット22Y,22M,22C,22Kとの間に設けられている。プロセスカートリッジ6Y,6M,6C,6Kは、装置本体2に着脱自在である。プロセスカートリッジ6Y,6M,6C,6Kは、記録紙7の搬送方向に沿って、互いに並設されている。
The
プロセスカートリッジ6Y,6M,6C,6Kは、図16に示すように、カートリッジケース11と、帯電装置としての帯電ローラ9と、像担持体(感光体ともいう)としての感光体ドラム8と、クリーニング装置としてのクリーニングブレード12と、現像装置13と、現像剤供給装置35を備えている。このため、画像形成装置1は、帯電ローラ9と、感光体ドラム8と、クリーニングブレード12と、現像装置13と、現像剤供給装置35を少なくとも備えている。
As shown in FIG. 16, the
カートリッジケース11は、装置本体2に着脱自在で、かつ帯電ローラ9と、感光体ドラム8と、クリーニングブレード12と、現像装置13と、現像剤供給装置35を収容している。帯電ローラ9は、感光体ドラム8の外表面を一様に帯電する。
The
感光体ドラム8は、現像装置13の後述する現像ローラ15と間隔をあけて配されている。感光体ドラム8は、軸芯を中心として回転自在な円柱状又は円筒状に形成されている。感光体ドラム8は、帯電ローラ9に印加されたAC電圧とDC電圧とを重畳させた帯電バイアスによって、その外表面が一様に帯電(例えば、−500V〜−700V)されたのち、対応するレーザ書き込みユニット22Y,22M,22C,22Kによってレーザ光が照射されて、その外表面上に静電潜像が形成される。感光体ドラム8は、外表面上に形成されかつ担持する静電潜像にトナー36が吸着して現像し、こうして得られたトナー像を搬送ベルト29との間に位置付けられた記録紙7に転写する。クリーニングブレード12は、記録紙7にトナー像を転写した後に、感光体ドラム8の外表面に残留したトナー36を除去する。
The photosensitive drum 8 is disposed with a gap from a later-described developing
現像装置13は、図16に示すように、現像剤供給部14と、ケース25と、規制部材としての規制ブレード16と、現像剤担持体としての現像ローラ15と、を少なくとも備えている。
As shown in FIG. 16, the developing
現像剤供給部14は、収容槽17と、攪拌部材としての一対の攪拌スクリュー18と、を備えている。収容槽17は、感光体ドラム8と長さが略等しい箱状に形成されている。また、収容槽17内には、該収容槽17の長手方向に沿って延びた仕切壁19が設けられている。仕切壁19は、収容槽17内を第1空間20と、第2空間21とに区画している。また、第1空間20と第2空間21とは、両端部が互いに連通している。
The
収容槽17は、第1空間20と第2空間21との双方に現像剤26を収容する。現像剤26は、粉体としてのトナー36と、磁性キャリアとを含んでいる。第1空間20と、第2空間21とのうち現像ローラ15から離れた側の第1空間20の一端部には、供給孔37が開口している。トナー36は、供給孔37を通して、後述する現像剤供給装置35により適宜供給される。
The
トナー36は、乳化重合法又は懸濁重合法により製造された球状の微粒子である。なお、トナー36は、種々の染料又は顔料を混入・分散した合成樹脂で構成される塊を粉砕して得られても良い。トナー36の平均粒径は、3μm以上でかつ7μm以下である。また、トナー36は、粉砕加工などにより形成されても良い。
The
磁性キャリアは、第1空間20と第2空間21との双方に収容されている。磁性キャリアの平均粒径は、20μm以上でかつ35μm以下である。磁性キャリアは、磁性材料としてのフェライトで構成された球状の芯材と、アクリルなどの熱可塑性樹脂とメラミン樹脂とを架橋させた樹脂成分と帯電調整剤とを含有しかつ前記芯材の外表面を被覆した樹脂コート膜と、樹脂コート膜に分散された球状のアルミナ粒子と、を備えている。
The magnetic carrier is accommodated in both the
攪拌スクリュー18は、第1空間20と第2空間21それぞれに収容されている。攪拌スクリュー18の長手方向は、収容槽17、現像ローラ15及び感光体ドラム8の長手方向と平行である。攪拌スクリュー18は、軸芯周りに回転自在に設けられており、軸芯周りに回転することで、トナー36と磁性キャリアとを攪拌するとともに、該軸芯に沿って現像剤26を搬送する。
The stirring
図示例では、第1空間20内の攪拌スクリュー18は、現像剤26を前述した一端部から他端部に向けて搬送する。第2空間21内の攪拌スクリュー18は、現像剤26を他端部から一端部に向けて搬送する。
In the illustrated example, the
前述した構成によれば、現像剤供給部14は、第1空間20の一端部に供給されたトナー36を磁性キャリアと攪拌しながら、他端部に搬送し、この他端部から第2空間21の他端部に搬送する。そして、現像剤供給部14は、第2空間21内でトナー36と磁性キャリアとを攪拌し、軸芯方向に搬送しながら、現像ローラ15の外周面に供給する。
According to the configuration described above, the
ケース25は、箱状に形成され、前述した現像剤供給部14の収容槽17に取り付けられて、該収容槽17とともに、現像ローラ15などを覆う。また、ケース25の感光体ドラム8と相対する部分には、開口部25aが設けられている。
The
規制ブレード16は、平板状に形成され、かつ収容槽17の感光体ドラム8寄りの端部即ち後述する現像スリーブ32の回転方向の収容槽17と感光体ドラム8との間に設けられている。規制ブレード16は、収容槽17から現像ローラ15に向かって突出した状態で収容槽17に取り付けられている。規制ブレード16は、現像スリーブ32の外表面と間隔をあけた状態で、前述したケース25に取り付けられている。規制ブレード16は、所望の厚さを越える現像スリーブ32の外表面上の現像剤26を収容槽17内にそぎ落として、現像領域31に搬送される現像スリーブ32の外表面上の現像剤26を所望の厚さにする。
The regulating
現像ローラ15は、円柱状に形成され、第2空間21と、感光体ドラム8との間でかつ前述した開口部25aの近傍に設けられている。現像ローラ15は、感光体ドラム8と収容槽17との双方と平行である。現像ローラ15は、感光体ドラム8と間隔をあけて配されている。現像ローラ15と感光体ドラム8との間の隙間は、現像剤26のトナー36を感光体ドラム8に吸着させて、静電潜像を現像してトナー像を得る現像領域31をなしている。現像領域31では、現像ローラ15と感光体ドラム8とが相対する。
The developing
現像ローラ15は、図16に示すように、円柱状の芯金34と、円筒状のマグネットローラ(磁石体ともいう)33と、非磁性円筒体としての前述した現像スリーブ32とを備えている。芯金34は、長手方向が感光体ドラム8の長手方向と平行に配され、前述したケース25に回転することなく固定されている。
As shown in FIG. 16, the developing
マグネットローラ33は、磁性材料で構成され、かつ円筒状に形成されているとともに、複数の固定磁極が設けられている。マグネットローラ33は、芯金34の外周に軸芯回りに回転することなく固定されている。
The
固定磁極は、長尺で棒状の磁石であり、マグネットローラ33のローラ本体33aに取り付けられている。固定磁極は、マグネットローラ33のローラ本体33a則ち現像ローラ15の長手方向に沿って延びており、該マグネットローラ33のローラ本体33aの全長に亘って設けられている。前述した構成のマグネットローラ33は、現像スリーブ32内に収容されている(内包されている)。
The fixed magnetic pole is a long and rod-like magnet, and is attached to the
一つの固定磁極は、前述した攪拌スクリュー18と相対して、現像スリーブ32即ち現像ローラ15の外周面上に磁気力を生じて、収容槽17の第2空間21内の現像剤26を現像スリーブ32の外周面に吸着する。
One fixed magnetic pole generates a magnetic force on the outer peripheral surface of the developing
他の一つの固定磁極は、前述した感光体ドラム8と相対して、現像スリーブ32即ち現像ローラ15の外周面上に磁気力を生じて、現像スリーブ32と感光体ドラム8との間に磁界を形成する。この固定磁極は、該磁界によって磁気ブラシを形成することで、現像スリーブ32の外周面に吸着された現像剤26のトナー36を感光体ドラム8に受け渡すようになっている。
The other fixed magnetic pole generates a magnetic force on the outer peripheral surface of the developing
さらに、マグネットローラ33には、前述した二つの固定磁極の他に現像前の現像剤26を現像剤供給部14の収容槽17から現像領域31まで搬送したり、現像済みの現像剤26を現像領域31から収容槽17まで搬送したりするための固定磁極が設けられている。
In addition to the two fixed magnetic poles described above, the
前述した固定磁極即ちマグネットローラ33は、現像スリーブ32の外周面に現像剤26を吸着すると、現像剤26の磁性キャリアを固定磁極が生じる磁力線に沿って複数重ねさせて、該現像スリーブ32の外周面上に立設(穂立ち)させる。このように、磁性キャリアが磁力線に沿って複数重なって現像スリーブ32の外表面上に立設する状態を、磁性キャリアが現像スリーブ32の外表面上に穂立ちするという。すると、この穂立ちした磁性キャリアに前述したトナー36が吸着する。則ち、現像スリーブ32は、マグネットローラ33の磁力により外表面に現像剤26を吸着する。
When the
現像スリーブ32は、図16に示すように、円筒状に形成されている。現像スリーブ32は、マグネットローラ33を内包し(収容し)て、軸芯回りに回転自在に設けられている。現像スリーブ32は、その内周面が固定磁極に順に相対するように回転される。現像スリーブ32は、アルミニウム合金、ステンレス鋼(SUS)などの非磁性材料で構成されている。また、現像スリーブ32には、図示しない電圧印加装置によって、AC電圧とDC電圧とを重畳させた現像バイアス(例えば、−300V〜−500V)が印加される。
The developing
本実施形態では、現像スリーブ32は、その外周面にランダムな楕円形状の凹みを多数有している。かかるランダムな楕円形状の凹みは、勿論、現像スリーブ32の外周面から凹に形成され、長手方向が現像スリーブ32の軸方向に沿うものと、長手方向が現像スリーブ32の周方向に沿うものとが設けられている。長手方向が現像スリーブ32の軸方向に沿う凹みが、長手方向が現像スリーブ32の周方向に沿う凹みより多い。さらに、凹みの長手方向の長さ(長径)は、0.05mm以上でかつ0.3mm以下となっており、幅方向の幅(端径)は、0.02mm以上でかつ0.1mm以下となっている。
In the present embodiment, the developing
凹みは、現像スリーブ32を構成する素管を、比較的の大きいカットワイヤ(金属ワイヤを短尺に切断したもの)よりなるメディア(例えば、オーステナイト系のステンレス鋼又はマルチンサイト系のステンレス鋼などの磁性材料で構成され、外径が0.5mm以上でかつ1.2mm以下で、かつ全長をLとし外径をDとするとL/Dが4以上でかつ10以下の短線状の円柱状に形成されたもの)とともに回転磁場内に位置付け、当該回転磁場によりメディアを自転させながら素管の回りを公転させて、当該メディアを素管の外周面に衝突させて、形成される。 The dents are made of a medium (for example, austenitic stainless steel or martensitic stainless steel) made of a relatively large cut wire (a metal wire cut into a short length). It is made of a material, and the outer diameter is 0.5 mm or more and 1.2 mm or less. When the overall length is L and the outer diameter is D, L / D is 4 or more and 10 or less. It is formed in the rotating magnetic field, revolves around the element tube while rotating the medium by the rotating magnetic field, and collides with the outer peripheral surface of the element tube.
このように、凹みは、素管にメディアを従来のブラスト工法のように衝突させることによって形成される。このように、前記現像スリーブ32が、その外周面にランダムな楕円形状の凹みを多数有していると、その表面にピッチの粗い凹凸を有するものとなり、そのために、現像剤26の滑りにくい一つ一つの凹みを根とした太い穂立ちが形成されると共に、該凹みも磨耗しにくいものとなり、よって、長期にわたって画像ムラの生じることのない安定した良好な画像を得ることができる。
In this way, the recess is formed by causing the medium to collide with the base tube as in the conventional blasting method. As described above, when the developing
前述した構成の現像装置13は、現像剤供給部14でトナー36と磁性キャリアとを十分に攪拌し、この攪拌した現像剤26を現像スリーブ32の外表面に吸着する。そして、現像装置13は、現像スリーブ32が回転して、当該現像スリーブ32に吸着した現像剤26を現像領域31に向かって搬送する。
The developing
そして、現像装置13は、規制ブレード16で所望の厚さを超えた現像剤26をそぎ落として、当該所望の厚さになった現像剤26を感光体ドラム8に吸着させる。こうして、現像装置13は、現像剤26を現像ローラ15に担持し、現像領域31に搬送して、感光体ドラム8上の静電潜像を現像して、トナー像を形成する。
Then, the developing
そして、現像装置13は、現像済みの現像剤26を収容槽17まで搬送し、収容槽17内に離脱させる。さらに、そして、収容槽17内に収容された現像済みの現像剤26は、再度、第2空間21内で他の現像剤26と十分に攪拌されて、感光体ドラム8の静電潜像の現像に用いられる。
Then, the developing
現像剤供給装置35は、現像装置13の現像剤供給部14の上方に取り付けられている。現像剤供給装置35は、互いに連結されたトナー容器40と搬送槽41とを備えている。現像剤供給装置35は、現像剤供給部14内のトナー36の量(濃度)に応じて、トナー容器40内に格納されたトナー36を搬送槽41内でほぐしたのち、該トナー36を現像剤供給部14の第2空間21に供給する。
The
前述した構成の画像形成装置1は、以下に示すように、記録紙7に画像を形成する。
The image forming apparatus 1 configured as described above forms an image on the
まず、画像形成装置1は、感光体ドラム8を回転して、この感光体ドラム8の外表面を、帯電バイアスが印加された帯電ローラ9により一様に帯電(−500V〜−700V)する。そして、感光体ドラム8の外表面に形成する画像に応じたレーザ光を照射すると、このレーザ光が照射された部分の電位が約−50Vとなって、トナーで現像される静電潜像が形成される。そして、静電潜像が現像領域31に位置付けられると、現像装置13の現像スリーブ32の外表面に吸着した現像剤26のトナー36が、現像スリーブ32に印加された現像バイアス(−300V〜−500V)によって感光体ドラム8の低電位箇所である静電潜像に吸着して静電潜像を現像し、トナー像を感光体ドラム8の外表面に形成する。
First, the image forming apparatus 1 rotates the photosensitive drum 8 and uniformly charges (−500 V to −700 V) the outer surface of the photosensitive drum 8 with the charging
そして、画像形成装置1は、給紙ユニット3の給紙ローラ24などにより搬送されてきた記録紙7が、プロセスカートリッジ6Y,6M,6C,6Kの各感光体ドラム8Y、8M、8C、8Kと転写ユニット4の搬送ベルト29との間に位置して、各感光体ドラム8Y、8M、8C、8Kの外表面上に形成されたトナー像を順次記録紙7に転写する。画像形成装置1は、定着ユニット5で、記録紙7にトナー像を定着する。こうして、画像形成装置1は、記録紙7にカラー画像を形成する。
In the image forming apparatus 1, the
また、上述した画像形成装置1では、上記のような画像形成動作とは別に、電源投入時、または所定枚数通紙後に各色の画像濃度を適正化するためのプロセスコントロール動作(以下、プロコン動作という)が実行される。このプロコン動作では、濃度検知用トナーパッチ90(以下、基準パターンという)が、色(Y、M、C、K)ごとに互いに重ならないように搬送ベルト29の表面29aに形成される。これら搬送ベルト29の表面29aに形成される基準パターンは、帯電バイアス及び現像バイアスを順次切り替えることにより、連続階調となるパターンとする。即ち、本実施形態では、トナー付着量が階調的に変化するライン状の基準パターンを、搬送ベルト29の表面移動方向に沿って作成する。
Further, in the image forming apparatus 1 described above, apart from the image forming operation as described above, a process control operation (hereinafter referred to as a process control operation) for optimizing the image density of each color when the power is turned on or after a predetermined number of sheets have passed. ) Is executed. In this process control operation, density detection toner patches 90 (hereinafter referred to as reference patterns) are formed on the
そして、画像形成装置1では、トナー濃度が階調的に変化する基準パターンのトナー付着量を、光学センサ99で検知する。光学センサ99のフォトダイオード80B及びフォトダイオード80Cは、トナー付着量に応じた電圧を出力し、この出力電圧が画像形成装置1の図示しない制御部に送られる。この制御部では、フォトダイオード80B及びフォトダイオード80Cの出力電圧から得られる正反射光量及び拡散反射光量に基づいて、基準パターンのトナー付着量を連続的に把握し、この把握したトナー付着量と予め決められた目標付着量とを比較する。そして、この比較結果に基づいて、制御部は、画像濃度制御手段として機能し、レーザ書き込みユニット22のレーザ光の強度、帯電ローラ9の帯電バイアス、現像スリーブ32に印加する現像バイアス、現像剤供給装置35からの現像剤供給量などを適宜変更し、画像濃度が所望の濃度になるように調節する。
In the image forming apparatus 1, the
以上より、本発明によれば、搬送ベルト29の表面29aに形成された濃度検知用トナーパッチ90(基準パターン)のトナー付着量を検知する光学センサとして、上述した光学センサ99を有しているので、各光学部品80における光軸のずれを調整して、光軸の方向を一定にでき、そのため、粉体としてのトナーの付着量を正確に検知することができ、画像濃度の調整が正確にできる。
As described above, according to the present invention, the
また、上述した実施形態では、光学センサ99が、搬送ベルト29の表面29aに相対して配置されており、搬送ベルト29の表面29aに形成された濃度検知用トナーパッチ90のトナー付着量を光学センサ99で検知するものであったが、このような光学センサ99の配置に代えて、例えば、図17に示すように、光学センサ99は、各色のプロセスカートリッジ6内に、感光体ドラム8と相対して配置されていても良い。そして、光学センサ99は、感光体ドラム8の表面移動方向に沿って形成された濃度検知用トナーパッチ90のトナー付着量を検知する。また、中間転写体としての中間転写ベルトを備えた画像形成装置においては、光学センサ99を該中間転写ベルトに相対して配置し、該1次転写ベルトの表面に形成された濃度検知用トナーパッチ90のトナー付着量を検知しても良い。
In the above-described embodiment, the
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 The present invention is not limited to the above embodiment. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 画像形成装置
29 搬送ベルト(像担持体)
29a 搬送ベルトの表面(像担持体の表面)
36 トナー(粉体)
70、70A、70B、70C 光学部品ホルダ
71 ケース
71a ケースの外面
72 収容孔
72a 収容孔の内面
73 光路規制部材
74、74A 第1保持部材
741 支点部
741a 支点部の内縁
75、75A 第2保持部材
76 可動突出部(突出部)
761 貫通孔
762 可動子
77 支点部
77a 支点部の先端
78 弾性突出部(突出部)
80 光学部品
80A 発光ダイオード(光学部品)
80B、80C フォトダイオード(光学部品)
81 光学素子
82 一対のリード線
83 封止部材
84 頭部
85 胴部
86 フランジ部
99 光学センサ
F1 支持部の内縁で囲まれる面
F2 複数の支持部の先端で囲まれる面
L 光学部品の光軸
M 光学部品の胴部の軸
N 収容孔の軸
1
29a Conveyor belt surface (image carrier surface)
36 Toner (Powder)
70, 70A, 70B, 70C
761 Through-
80
80B, 80C Photodiode (optical component)
DESCRIPTION OF
Claims (9)
ケースと、
前記光学部品の胴部の外径より大きく形成された内径を有する、前記ケースを貫通して設けられた、収容孔と、
前記収容孔の内面の周方向に亘って環状に突出された支点部を有する、前記収容孔の内面に設けられた、第1保持部材と、
前記収容孔の内面の周方向に沿って互いに離れて突出された3つ以上の複数の突出部を有する、前記収容孔の内面に前記収容孔の軸方向に沿って前記第1保持部材と離れて設けられた、第2保持部材と、
が備えられ、
前記支点部は、その内縁で囲まれた面が前記光学部品の胴部の横方向断面に包含されるように形成され、そして、
前記複数の突出部が、前記収容孔の内面からの突出量を変更自在な可動突出部とされている
ことを特徴とする光学部品ホルダ。 In an optical component holder for holding a bullet-shaped optical component,
Case and
A housing hole having an inner diameter formed larger than the outer diameter of the barrel of the optical component, provided through the case;
A first holding member provided on the inner surface of the accommodation hole, having a fulcrum protruding annularly over the circumferential direction of the inner surface of the accommodation hole;
The inner surface of the housing hole is separated from the first holding member along the axial direction of the housing hole, and has three or more projecting portions projecting away from each other along the circumferential direction of the inner surface of the housing hole. A second holding member provided,
Is provided,
The fulcrum portion is formed such that a surface surrounded by an inner edge thereof is included in a transverse section of the barrel portion of the optical component, and
The optical component holder, wherein the plurality of protrusions are movable protrusions capable of changing a protrusion amount from the inner surface of the accommodation hole.
ケースと、
前記光学部品の胴部の外径より大きく形成された内径を有する、前記ケースを貫通して設けられた、収容孔と、
前記収容孔の内面の周方向に沿って互いに離れて突出された3つ以上の複数の支点部を有する、前記収容孔の内面に設けられた、第1保持部材と、
前記収容孔の内面の周方向に沿って互いに離れて突出された3つ以上の複数の突出部を有する、前記収容孔の内面に前記収容孔の軸方向に沿って前記第1保持部材と離れて設けられた、第2保持部材と、
が備えられ、
前記複数の支点部は、それらの先端で囲まれた面が前記光学部品の胴部の横方向断面に包含されるように形成され、そして、
前記複数の突出部が、前記収容孔の内面からの突出量を変更自在な可動突出部とされている
ことを特徴とする光学部品ホルダ。 In an optical component holder for holding a bullet-shaped optical component,
Case and
A housing hole having an inner diameter formed larger than the outer diameter of the barrel of the optical component, provided through the case;
A first holding member provided on the inner surface of the housing hole, having a plurality of three or more fulcrum portions protruding apart from each other along the circumferential direction of the inner surface of the housing hole;
The inner surface of the housing hole is separated from the first holding member along the axial direction of the housing hole, and has three or more projecting portions projecting away from each other along the circumferential direction of the inner surface of the housing hole. A second holding member provided,
Is provided,
The plurality of fulcrum portions are formed such that a surface surrounded by their tips is included in a transverse section of the barrel of the optical component, and
The optical component holder, wherein the plurality of protrusions are movable protrusions capable of changing a protrusion amount from the inner surface of the accommodation hole.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20120207 |