JP2021128983A - 光学センサ、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも小型化した光学センサを提供する。【解決手段】光学センサ７は、基板２０１と、基板２０１の第１面に実装されて光を照射する第１ＬＥＤと、第１面に実装されて反射光を受光する第１ＰＤと、基板２０１の第１面とは異なる第２面に実装される制御ＩＣ２０７、コネクタ２０５と、を備え、基板２０１は、第２面に、光学センサ７を画像形成装置に取り付けるための第１位置決め穴２０２ａを有する実装禁止領域９０２ａと、光学センサ７を画像形成装置に取り付けるための第２位置決め穴２０２ｂを有する実装禁止領域９０２ｂと、が設けられ、制御ＩＣ２０７、コネクタ２０５は、第１位置決め穴２０２ａと第２位置決め穴２０２ｂとの間で、且つ実装禁止領域９０２ａ、９０２ｂを除いた領域に配置される。第１位置決め穴２０２ａから、制御ＩＣ２０７までの距離とコネクタ２０５までの距離とが異なる。【選択図】図９

Description

本発明は、像担持体へ光を照射する発光素子と発光素子から出射された光の反射光を受光する受光素子とを有する光学センサ、及び当該光学センサを備えた画像形成装置に関する。

タンデム式を採用する複写機、プリンタ、ファクシミリ等のカラー画像形成装置は、色毎の位置ズレ（色ズレ）や画像濃度のズレを補正する補正機能を有する。画像形成装置は、色ズレや濃度ズレを補正するための測定用画像を形成し、測定用画像を光学センサにより読み取り、読取結果に基づいて色ズレ量や濃度ズレ量を検出して補正を行う。測定用画像は、感光体や中間転写体等の像担持体に形成される。光学センサは像担持体の近傍に配置される。光学センサは、発光素子及び受光素子を備える。発光素子は、像担持体上の測定用画像に光を照射する。受光素子は、照射された光の測定用画像による反射光を受光する。受光素子が受光した反射光の光量に基づいて、色ズレ量や濃度ズレ量が検出される。

特許文献１は、光学センサを小型化するための技術を開示する。この光学センサは、発光素子及び受光素子が基板上に直接実装される。この構成は、リードフレームにより発光部品や受光部品を実装する構成に比較して、発光素子と受光素子との距離を短縮して配置することができ、光学センサ全体を小型化することができる。

特開２００６−２０８２６６号公報

従来の光学センサは、発光素子、受光素子、及びレンズを含む光学部品の小型化が図られている。光学センサは、画像形成装置に取り付けられる際に、ビス止めされる。そのために光学センサの基板には、ビス止め用の位置決め穴が設けられる。また、基板には、発光素子及び受光素子の動作を制御するための各種実装部品が実装される。位置決め穴の外側に実装部品が配置される場合、基板のサイズがその分だけ大きくなる。つまり、光学センサの全体のサイズは、光学部品の小型化だけでは不十分なものとなる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、従来よりも小型化した光学センサを提供することを主たる目的とする。

本発明の光学センサは、所定の装置に取り付けられる光学センサであって、基板と、前記基板の第１面に実装されて測定対象に光を照射する発光素子と、前記第１面に実装されて前記測定対象による反射光を受光する受光素子と、前記基板の前記第１面とは異なる第２面に実装される電子部品と、前記第２面に実装される実装部品と、を備え、前記基板は、前記第２面に、前記光学センサを前記所定の装置に取り付けるための第１開口を有する第１実装禁止領域と、前記光学センサを前記所定の装置に取り付けるための第２開口を有する第２実装禁止領域と、が設けられ、前記電子部品及び前記実装部品は、前記第１開口と前記第２開口との間で、且つ前記第１実装禁止領域と前記第２実装禁止領域とを除いた領域に配置されており、前記第１開口から前記電子部品までの距離と前記第１開口から前記実装部品までの距離とが異なることを特徴とする。

本発明によれば、従来よりも小型化した光学センサを実現することができる。

画像形成装置の概略断面図。 光学センサの説明図。 コントローラの構成例示図。 色ズレ検出用のパターン画像の説明図。 パターン画像の検出結果に対応するアナログ信号の例示図。 （ａ）、（ｂ）は、画像濃度検出用のテスト画像の説明図。 第１テスト画像の検出結果に対応するアナログ信号の例示図。 第２テスト画像の検出結果に対応するアナログ信号の例示図。 実装部品の配置状態の例示図。 比較例としての実装部品の配置状態の例示図。

以下に本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。

（全体構成）
図１は、本実施形態の画像形成装置１００の概略断面図である。画像形成装置１００は、感光ドラム１ａ〜１ｄ、露光器１５ａ〜１５ｄ、現像器１６ａ〜１６ｄ、中間転写ベルト５、ベルト支持ローラ３、及び転写ローラ４を備える。以下の説明においては、感光ドラム１ａ〜１ｄ、露光器１５ａ〜１５ｄ、及び現像器１６ａ〜１６ｄを、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）のトナー像を形成する画像形成部１０と称する。なお、符号末尾の「ａ」は、イエローの画像を形成するための構成を表す。符号末尾の「ｂ」は、シアンの画像を形成するための構成を表す。符号末尾の「ｃ」は、マゼンタの画像を形成するための構成を表す。符号末尾の「ｄ」は、ブラックの画像を形成するための構成を表す。

中間転写ベルト５は、駆動ローラやベルト支持ローラ３を含む複数のローラに掛け回されている。中間転写ベルト５には画像形成部１０により形成されたトナー像が転写される。中間転写ベルト５はトナー像を担持して搬送する像担持体として機能する。また、中間転写ベルト５はトナー像が転写される中間転写体としても機能する。転写ローラ４は、中間転写ベルト５に対してベルト支持ローラ３の反対側に配置されている。転写ローラ４が中間転写ベルト５を押圧することによって形成されるニップ部Ｎは転写部と呼ばれる。シートは搬送ローラによりニップ部Ｎへと搬送される。転写ローラ４は、ニップ部Ｎにおいて中間転写ベルト５上のトナー像をシートに転写する。

感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは矢印Ａ方向へ回転する。感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄはその表面に感光層を有する。感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは感光体として機能する。露光器１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの帯電された表面をレーザ光により露光する。露光器１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄから出射されたレーザ光が感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを走査することによって、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの表面に静電潜像が形成される。現像器１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄは、静電潜像を現像剤（トナー）により現像して、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対応する色のトナー像を形成する。

中間転写ベルト５の駆動ローラが回転することによって中間転写ベルト５は矢印Ｂ方向へ回転する。感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに形成された各色のトナー像は、像担持体である中間転写ベルト５に順次重ねて転写される。これにより中間転写ベルト５には、フルカラーのトナー像６が形成される。

中間転写ベルト５が回転することで、トナー像６はニップ部Ｎに搬送される。トナー像６は、ニップ部Ｎを通過する際にシートに転写される。トナー像６が転写されたシートは、搬送ベルト１２により不図示の定着器へ搬送される。定着器はシート上のトナー像６を加熱することで、トナー像６をシートに定着させる。その後、シートは、画像形成装置１００の不図示のトレイへ排出される。以上により、画像形成装置１００による画像形成処理が終了する。

中間転写ベルト５の搬送方向（Ｂ方向）で感光ドラム１ｄの下流側には光学センサ７が配置されている。光学センサ７は、中間転写ベルト５に形成された後述の色ズレ検出用のパターン画像及び後述の画像濃度検出用のテスト画像を検出する。パターン画像の検出結果は色ズレ補正に用いられる色ズレ量を検出するために用いられる。テスト画像の検出結果は、画像濃度補正に用いられる補正量を検出するために用いられる。なお、パターン画像及びテスト画像は、いずれも画像形成条件を調整するための測定用画像である。

各感光ドラム１ａ〜１ｄから中間転写ベルト５に転写された各色のトナー像は、中間転写ベルト５上の転写位置にズレが生じることがある。これは、露光器１５ａ〜１５ｄや感光ドラム１ａ〜１ｄの製造バラツキ、温度上昇による部品変形、中間転写ベルト５の搬送速度のバラツキ等により生じることが知られている。転写位置のズレは、フルカラーの画像の色合いや色調を変化させてしまう。これが色ズレである。そこで画像形成装置１００は、パターン画像を光学センサ７によって検出して、画像形成条件をパターン画像の検出結果に基づいて制御する色ズレ補正を行う。ここで、画像形成条件は、例えば、露光器１５ａ〜１５ｄがレーザ光を出射するタイミングである。

また、画像形成装置１００は、使用環境（温湿度）や使用頻度が原因となって、形成する画像の濃度が変動してしまう。そこで画像形成装置１００は、テスト画像を光学センサ７によって検出して、画像形成条件をテスト画像の検出結果に基づいて制御する画像濃度補正を行う。ここで、画像形成条件は、例えば、露光器１５ａ〜１５ｄが出射するレーザ光の強度、現像器１６ａ〜１６ｄに印加される現像バイアス、感光ドラム１ａ〜１ｄの制御を含む。画像形成装置１００は、画像濃度を補正するために、複数の画像形成条件を制御してもよく、或いは、特定の画像形成条件のみを制御してもよい。

（光学センサ）
図２は、光学センサ７の説明図である。本実施形態の光学センサ７は、２つの発光素子と２つの受光素子とを備える。光学センサ７は、発光素子として２つのＬＥＤ（Light Emitting Diode）（第１ＬＥＤ７０１及び第２ＬＥＤ７０２）を備える。光学センサ７は、受光素子として２つのＰＤ（Photodiode）（第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２）を備える。第１ＬＥＤ７０１、第２ＬＥＤ７０２、第１ＰＤ７１１、及び第２ＰＤ７１２は、表面実装型素子であり、基板２０１の一方の面（取り付け面）上に所定方向に並んで配置され、ダイボンディング及びワイヤボンディングによって接着される。基板２０１は、例えばプリント基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）であるが、これに限定されない。

第１ＬＥＤ７０１は測定対象（中間転写ベルト５又は中間転写ベルト５上の測定用画像）へ向けて光を照射する。第１ＰＤ７１１は、第１ＬＥＤ７０１が発光した場合に、測定対象による正反射光が受光可能な位置に配置されている。ここで、図２の点Ｐは、第１ＬＥＤ７０１から中間転写ベルト５へ照射された光が反射される位置を示している。即ち、点Ｐで第１ＬＥＤ７０１から照射された光が正反射（入射角と反射角とが等しい）して、その反射光が第１ＰＤ７１１に受光されるように、第１ＬＥＤ７０１と第１ＰＤ７１１とが配置される。

第２ＬＥＤ７０２は、測定対象に照射した光の正反射光が第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２のいずれにも受光されない位置に配置される。即ち、測定対象で第２ＬＥＤ７０２から照射された光が正反射しても、その反射光が第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２に受光されないように、第２ＬＥＤ７０２が配置される。第２ＬＥＤ７０２は、測定対象に照射した光の乱反射光が第２ＰＤ７１２に受光される位置に配置される。第１ＬＥＤ７０１と第２ＬＥＤ７０２とは、中間転写ベルト５上の同じ位置（点Ｐ）を照射するように配置される。

第１ＰＤ７１１は、第１ＬＥＤ７０１から中間転写ベルト５に照射された光の正反射光を受光する位置に配置される。第２ＰＤ７１２は、第２ＬＥＤ７０２から中間転写ベルト５に照射された光の乱反射光を受光する位置に配置される。第２ＰＤ７１２は、第１ＬＥＤ７０１から中間転写ベルト５に照射された光の正反射光を受光する位置には配置されない。第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２は、第２ＬＥＤ７０２から中間転写ベルト５に照射された光の正反射光を受光する位置には配置されない。

基板２０１にはハウジング２０３が取り付けられている。ハウジング２０３は、第１ＬＥＤ７０１及び第２ＬＥＤ７０２から出射された光が効率的に中間転写ベルト５上を照射するように、照射光をガイドする導光路を有する。また、ハウジング２０３は、第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２が測定対象による反射光を効率的に受光するように、反射光をガイドする導光路を有する。各導光路には、レンズ２０４１、２０４２、２０４３、２０４４が設けられる。

第１ＬＥＤ７０１から出射された光は、ハウジング２０３内に形成された導光路及びレンズ２０４１によって光軸（図中一点破線）の方向に進み、点Ｐを照射する。第１ＬＥＤ７０１から測定対象に照射された光の正反射光は、光軸（図中一点破線）の方向に進み、ハウジング２０３内に形成された導光路及びレンズ２０４２によって第１ＰＤ７１１に到達する。
第２ＬＥＤ７０２から出射された光は、ハウジング２０３内に形成された導光路及びレンズ２０４４によって光軸（図中一点破線）の方向に進み、点Ｐに照射する。第２ＬＥＤ７０２から測定対象に照射された光の乱反射光は、光軸（図中一点破線）の方向に進み、ハウジング２０３内に形成された導光路及びレンズ２０４３によって第２ＰＤ７１２に到達する。

第１ＬＥＤ７０１、第２ＬＥＤ７０２、第１ＰＤ７１１、及び第２ＰＤ７１２は、基板２０１の他方の面（取り付け面の反対の実装面）に実装される実装部品に、基板２０１を介して電気的に接続される。図２では、実装部品は、コネクタ２０５、光学センサ７の制御用の集積回路（制御ＩＣ）２０７、及び他の実装部品２０６である。

制御ＩＣ２０７は、集積回路であるコアチップを含み、基板２０１にチップオンボード工法によりワイヤボンディングにより実装される電子部品である。制御ＩＣ２０７は、コアチップ及びワイヤ保護用に封止樹脂が塗布されている。ワイヤボンディングは専用機器を用いて行われる。専用機器は、他の実装部品、例えば実装部品の中でも背の高いコネクタ２０５と、ワイヤボンディング時に干渉する可能性がある。そのために制御ＩＣ２０７は、コネクタ２０５とは十分な距離をとって配置される。

コネクタ２０５は、光学センサ７と外部装置とを電気的に接続するための信号線が接続される部品である。本実施形態では、コネクタ２０５は、画像形成装置１００全体を制御する後述のコントローラと光学センサ７とを電気的に接続するための信号線が接続される部品である。制御ＩＣ２０７は、コネクタ２０５を介してコントローラと通信することで、第１ＬＥＤ７０１及び第２ＬＥＤ７０２の発光光量を制御する。第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２が出力する電気信号は、制御ＩＣ２０７により処理され、コネクタ２０５を介してコントローラへ送信される。他の実装部品２０６は、例えば、制御ＩＣ２０７に供給する電源を安定させるためのコンデンサ等の電気部品が含まれる。他の実装部品２０６は、例えばリフロー部品である。基板２０１は、光学センサ７を画像形成装置１００に取り付けるための開口である第１位置決め穴２０２ａと第２位置決め穴２０２ｂとが設けられる。

（コントローラ）
図３は、画像形成装置１００を制御するためのコントローラの構成例示図である。コントローラ４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０９、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１１、及び画像形成制御部１０１を備える。ＣＰＵ１０９は、Ａ／Ｄコンバータ１１０を含む。

ＣＰＵ１０９は、ＲＯＭ１１１に格納されるコンピュータプログラムを実行することで、画像形成装置１００を制御する。ＲＯＭ１１１は、コンピュータプログラムの他に、後述する色ズレ検出用のパターン画像を形成するために用いるパターン画像データ、及び画像濃度検出用のテスト画像を形成するために用いるテスト画像データが格納されている。

画像形成制御部１０１は、露光器制御部１１２、現像器制御部１１３、感光ドラム制御部１１４、及び中間転写ベルト駆動部１１５を備える。露光器制御部１１２は、露光器１５ａ〜１５ｄが備える光源から出射されるレーザ光の強度を制御する。現像器制御部１１３は、現像器１６ａ〜１６ｄが備える現像ローラを回転するためのモータを制御する。感光ドラム制御部１１４は、感光ドラム１ａ〜１ｄを回転するためのモータを制御する。中間転写ベルト駆動部１１５は、中間転写ベルト５を回転するためのモータを制御する。画像形成制御部１０１は、ＣＰＵ１０９がコンピュータプログラムを実行することで各機能が実現されてもよい。また、画像形成制御部１０１は、ディスクリート品やワンチップの半導体製品により実現さてもよい。ワンチップの半導体製品には、例えばＭＰＵ（Micro-Processing Unit）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＳＯＣ（System-On-a-Chip）がある。

ＣＰＵ１０９は、光学センサ７のコネクタ２０５を介して制御ＩＣ２０７と通信可能であり、光学センサ７の動作を制御する。ＣＰＵ１０９は、制御ＩＣ２０７と通信することで、光学センサ７の第１ＬＥＤ７０１、第２ＬＥＤ７０２を個別に発光（点灯）制御可能である。
光学センサ７は、中間転写ベルト５又は中間転写ベルト５に形成された測定用画像による反射光を第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２で受光する。第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２は、受光した反射光を電圧変換したアナログ信号を検出結果として出力する。ＣＰＵ１０９は、第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２から出力されたアナログ信号を、Ａ／Ｄコンバータ１１０を介して取得する。ＣＰＵ１０９は、Ａ／Ｄコンバータ１１０によってアナログ信号から変換されたデジタル信号を取得する。

ＣＰＵ１０９は、画像形成制御部１０１により、露光器１５ａ〜１５ｄ、現像器１６ａ〜１６ｄ、及び感光ドラム１ａ〜１ｄを制御して、中間転写ベルト５上に測定用画像を形成させる。ＣＰＵ１０９は、光学センサ７の第１ＬＥＤ７０１及び第２ＬＥＤ７０２を点灯させる。第１ＬＥＤ７０１及び第２ＬＥＤ７０２は、中間転写ベルト５の測定用画像が形成される面（表面）及び中間転写ベルト５に形成された測定用画像を照射する。第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２は、中間転写ベルト５の表面及び中間転写ベルト５に形成された測定用画像による反射光を受光して、該反射光に応じたアナログ信号を出力する。ＣＰＵ１０９は、第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２から出力されるアナログ信号に応じて色ズレ量や画像濃度を検出して、色ズレ補正や画像濃度補正を行う。

（パターン画像）
図４は、色ズレ検出用のパターン画像の説明図である。パターン画像４０１は、基準色であるイエローのカラーパターンと、他の色（マゼンタ、シアン、ブラック）のカラーパターンとを含む。カラーパターンは、中間転写ベルト５の搬送方向に対して所定の角度（例えば４５度）傾いて形成された画像である。同色のカラーパターンが２つ形成される。同色のカラーパターンは、中間転写ベルト５の搬送方向に対して、それぞれ異なる向きに傾いて形成される。

図５は、第１ＬＥＤ７０１と第１ＰＤ７１１とによってパターン画像４０１による反射光が検出された場合のアナログ信号の例示図である。パターン画像４０１は、第１ＬＥＤ７０１から照射された光の正反射光を第１ＰＤ７１１が受光することで検出される。中間転写ベルト５の表面による正反射光の光量は、パターン画像４０１による正反射光の光量より多くなる。そのため、パターン画像４０１が形成されていない領域（中間転写ベルト５の表面）による反射光の受光結果に対応するアナログ信号の値が、パターン画像４０１による反射光の受光結果に対応するアナログ信号の値よりも高くなる。

ＣＰＵ１０９は、措定の閾値に基づいて、アナログ信号を第１レベル又は第２レベルを示す二値の信号へ変換する。変換された信号はアナログ信号値（図５）と閾値との比較結果に相当する。なお、ＣＰＵ１０９は、第１ＬＥＤ７０１から出射された光の中間転写ベルト５の表面による正反射光が第１ＰＤ７１１に受光されたときのアナログ信号の値に基づいて閾値を決定する。そして、ＣＰＵ１０９は、パターン画像４０１の各カラーパターンの色ズレ量を、前述の二値の信号に基づいて検出する。なお、色ズレ量の検出は公知の技術であるので、ここでの詳細な説明は省略される。

ＣＰＵ１０９は、検出した色ズレ量に基づいて露光器制御部１１２を制御することで、露光器１５ａ〜１５ｄによる感光ドラム１ａ〜１ｄへのレーザ光の照射タイミング（画像の書込タイミング）を調整する。これにより色ズレが補正される。

（テスト画像）
図６は、画像濃度検出用のテスト画像の説明図である。図６（ａ）は、正反射光により検出される画像濃度検出用の第１テスト画像６０１を例示する。図６（ｂ）は、乱反射光により検出される画像濃度検出用の第２テスト画像６０２を例示する。

第１テスト画像６０１は、第１ＬＥＤ７０１から照射された光の正反射光を第１ＰＤ７１１が受光する場合に用いられる。第１テスト画像６０１は、特にブラックの画像濃度の検出を行う際に用いられる。ブラックトナーは光を吸収するため、ブラックのテスト画像による乱反射光量は著しく少ない。そのため、ブラックトナーを用いて形成される画像の濃度を検出する場合、ＣＰＵ１０９はブラックのテスト画像による正反射光を検出する。第１テスト画像は、画像濃度が７０％、５０％、３０％、１０％の４つの階調パターンで構成される。画像形成部１０は、テスト画像データの画像信号値に基づいて第１テスト画像６０１を形成する。テスト画像データの画像信号値は予め決められている。

中間転写ベルト５上に形成された第１テスト画像６０１は、光学センサ７により読み取られる。第１ＰＤ７１１から出力されるアナログ信号は、Ａ／Ｄコンバータ１１０によりデジタル信号に変換される。ＣＰＵ１０９は、このデジタル信号値と目標の画像濃度階調特性との差に基づいて画像形成条件を制御する。ＣＰＵ１０９は、この画像形成条件に基づいて画像形成制御部１０１を制御することで、ブラックの画像濃度を調整する。

図７は、第１ＬＥＤ７０１と第１ＰＤ７１１とによって第１テスト画像６０１による反射光が検出された場合のアナログ信号の例示図である。第１テスト画像６０１の最も高濃度である濃度７０％の画像は、ブラックトナーにより光が吸収されることに加えて、トナー付着量が多いために正反射光の光量が減少する。そのため、光学センサ７（第１ＰＤ７１１）から出力されるアナログ信号の値が低下する。第１テスト画像６０１の最も低濃度である濃度１０％の画像は、ブラックトナーによる光の吸収量が濃度７０％の場合に比べて減少し、且つトナー付着量が減るために正反射光の光量が増加する。そのため、光学センサ７（第１ＰＤ７１１）から出力されるアナログ信号の値が高くなる。

第２テスト画像６０２は、第２ＬＥＤ７０２から照射された光の乱反射光を第２ＰＤ７１２が受光する場合に用いられる。第２テスト画像６０２は、特にイエロー、マゼンタ、シアンのような有彩色の画像濃度の検出を行う際に用いられる。イエロー、マゼンタ、シアンは、乱反射光を用いて画像濃度が検出される。第２テスト画像６０２は、濃度がそれぞれ７０％、５０％、３０％、１０％の４つの階調パターンで構成される。図６（ｂ）はイエローのテスト画像を例示している。中間転写ベルト５には、イエロー、マゼンタ、シアンの各色の第２テスト画像６０２が形成される。

中間転写ベルト５上に形成された第２テスト画像６０２は、光学センサ７により読み取られる。第２ＰＤ７１２から出力されるアナログ信号は、Ａ／Ｄコンバータ１１０によりデジタル信号に変換される。ＣＰＵ１０９は、このデジタル信号値と目標の画像濃度階調特性との差に基づいて画像形成条件を制御する。ＣＰＵ１０９は、この画像形成条件に基づいて画像形成制御部１０１を制御することで、イエローの画像濃度を調整する。マゼンタ及びシアンの画像濃度の調整も同様に行われる。

図８は、第２ＬＥＤ７０２と第２ＰＤ７１２とによって第２テスト画像６０２による反射光が検出された場合のアナログ信号の例示図である。ここではイエロー用の第２テスト画像６０２のアナログ信号を例示する。第２テスト画像６０２の最も高濃度である濃度７０％の画像は、イエロートナーにより光が反射されることに加えて、トナー付着量が多いために乱反射光の光量が増加する。そのため光学センサ７（第２ＰＤ７１２）から出力されるアナログ信号の値が増加する。第２テスト画像６０２の最も低濃度である濃度１０％の画像は、イエロートナーによる反射光の光量が濃度７０％の場合に比べて減少し、乱反射光の光量が減少する。そのため、光学センサ７（第２ＰＤ７１２）から出力されるアナログ信号の値が低下する。マゼンタやシアンの第２テスト画像のアナログ信号も同様の傾向となる。

（光学センサ７の実装部品の配置）
図９は、光学センサ７の基板２０１に実装される実装部品の配置状態の例示図である。この図は、光学センサ７の基板２０１の実装面を表す。実装面には、コネクタ２０５、制御ＩＣ２０７、及び他の実装部品２０６の他に、チェックパッド９０１が実装される。チェックパッド９０１は、光学センサ７の電気的特性の検査時に用いられる電極である。

基板２０１には、実装禁止領域９０２ａ、９０２ｂが設けられる。実装禁止領域９０２ａ、９０２ｂは、第１位置決め穴２０２ａ及び第２位置決め穴２０２ｂにビスを通して光学センサ７を画像形成装置１００に固定する際に、ビスと実装部品とが干渉しないように設けられる。各実装部品は、第１位置決め穴２０２ａと第２位置決め穴２０２ｂとの間で、且つ実装禁止領域９０２ａ、９０２ｂを除いた領域に配置される。

図１０は、図９の比較例であり、実装禁止領域９０２ｂの外側にコネクタ２０５を配置した場合の実装部品の配置状態の例示図である。この場合、コネクタ２０５が第２位置決め穴２０２ｂの外側に実装されることになるために、コネクタ２０５の実装領域が第２位置決め穴２０２ｂの外側に新たに必要となる。第１位置決め穴２０２ａと第２位置決め穴２０２ｂとの間隔は、基板２０１の取り付け面側に設けられるハウジング２０３（図２参照）の影響で短くすることができない。そのために、図１０の基板２０１のサイズは、図９の基板２０１のサイズよりも長さＸの分だけ増加することになる。

図９と図１０との比較で明確なように、第１位置決め穴２０２ａと第２位置決め穴２０２ｂとの間にすべての実装部品を配置することで、基板２０１を小型化することができる。基板２０１を小型化することで、光学センサ７全体のサイズも小型化される。

第１位置決め穴２０２ａと第２位置決め穴２０２ｂとの間にすべての実装部品を配置することで、以下の関係が成り立つ。以下の説明において、距離は第１位置決め穴２０２ａ、第２位置決め穴２０２ｂの中心及び実装部品の中心を基準にして決められる。なお、距離は第１位置決め穴２０２ａ、第２位置決め穴２０２ｂの左端又は右端、及び実装部品の左端又は右端を基準にして決められてもよい。

第１位置決め穴２０２ａから制御ＩＣ２０７までの距離をＬ１、制御ＩＣ２０７から第２位置決め穴２０２ｂまでの距離をＬ２、第１位置決め穴２０２ａから第２位置決め穴２０２ｂまでの距離をＬ５とする。この場合、以下の式が成り立つ。
Ｌ１＋Ｌ２＝Ｌ５

この式は、コネクタ２０５や他の実装部品２０６の場合にも同様に成り立つ。例えば、第１位置決め穴２０２ａからコネクタ２０５までの距離をＬ３、コネクタ２０５から第２位置決め穴２０２ｂまでの距離をＬ４とする場合、以下の式が成り立つ。なお、距離Ｌ１と距離Ｌ３とは異なり、距離Ｌ２と距離Ｌ４とは異なる。
Ｌ３＋Ｌ４＝Ｌ５

つまり、第１位置決め穴２０２ａから実装部品までの距離と、第２位置決め穴２０２ｂから該実装部品までの距離と、の合計が、第１位置決め穴２０２ａから第２位置決め穴２０２ｂまでの距離に一致する。このように実装部品が第１位置決め穴２０２ａと第２位置決め穴２０２ｂとの間で、且つ実装禁止領域９０２ａ、９０２ｂを除いた領域に実装されることで、各実装部品の実装領域が最適化され、光学センサ７のサイズが従来よりも小型化される。

Claims (10)

1. 所定の装置に取り付けられる光学センサであって、
   基板と、
   前記基板の第１面に実装されて測定対象に光を照射する発光素子と、
   前記第１面に実装されて前記測定対象による反射光を受光する受光素子と、
   前記基板の前記第１面とは異なる第２面に実装される電子部品と、
   前記第２面に実装される実装部品と、を備え、
   前記基板は、前記第２面に、前記光学センサを前記所定の装置に取り付けるための第１開口を有する第１実装禁止領域と、前記光学センサを前記所定の装置に取り付けるための第２開口を有する第２実装禁止領域と、が設けられ、
   前記電子部品及び前記実装部品は、前記第１開口と前記第２開口との間で、且つ前記第１実装禁止領域と前記第２実装禁止領域とを除いた領域に配置されており、前記第１開口から前記電子部品までの距離と前記第１開口から前記実装部品までの距離とが異なることを特徴とする、
   光学センサ。
2. 前記第２面の前記第１開口と前記第２開口との間で、且つ前記第１実装禁止領域と前記第２実装禁止領域とを除いた領域に実装されるリフロー部品である電気部品をさらに備え、
   前記電子部品は、前記基板にワイヤボンディングにより実装され、
   前記実装部品は、前記光学センサを前記所定の装置に電気的に接続するための信号線が接続されるコネクタを含むことを特徴とする、
   請求項１記載の光学センサ。
3. 前記電子部品と前記コネクタとは、前記電子部品のワイヤボンディングを行う専用装置が、ワイヤボンディング時に前記コネクタに干渉しないような距離をとって配置されることを特徴とする、
   請求項２記載の光学センサ。
4. 前記電子部品と前記発光素子とは前記基板を介して電気的に接続されており、
   前記電子部品と前記受光素子とは前記基板を介して電気的に接続されていることを特徴とする、
   請求項２又は３記載の光学センサ。
5. 前記電子部品は、前記発光素子の発光を制御し、前記受光素子から反射光の受光結果を取得することを特徴とする、
   請求項４記載の光学センサ。
6. 前記電子部品は、封止樹脂が塗布されていることを特徴とする、
   請求項２〜５のいずれか１項記載の光学センサ。
7. 前記基板の前記第２面には、前記光学センサの電気的特性の検査時に用いられる電極が、前記第１開口と前記第２開口との間で、且つ前記第１実装禁止領域と前記第２実装禁止領域とを除いた領域に配置されることを特徴とする、
   請求項１〜６のいずれか１項記載の光学センサ。
8. 画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段から前記画像が転写される像担持体と、
   前記像担持体から前記画像をシートに転写する転写手段と、
   前記像担持体に形成された画像形成条件の調整するための測定用画像を検出する検出手段と、を備える画像形成装置であって、
   前記検出手段は、
   基板と、
   前記基板の第１面に実装されて測定対象に光を照射する発光素子と、
   前記第１面に実装されて前記測定対象による反射光を受光する受光素子と、
   前記基板の前記第１面とは異なる第２面に実装される電子部品と、
   前記第２面に実装される実装部品と、を備え、
   前記基板は、前記第２面に、前記検出手段を前記画像形成装置に取り付けるための第１開口を有する第１実装禁止領域と、前記検出手段を前記画像形成装置に取り付けるための第２開口を有する第２実装禁止領域と、が設けられ、
   前記電子部品及び前記実装部品は、前記第１開口と前記第２開口との間で、且つ前記第１実装禁止領域と前記第２実装禁止領域とを除いた領域に配置されており、前記第１開口から前記電子部品までの距離と前記第１開口から前記実装部品までの距離とが異なることを特徴とする、
   画像形成装置。
9. 前記検出手段の動作を制御し、前記検出手段による前記測定用画像の検出結果に基づいて調整した前記画像形成条件に応じて前記画像形成手段の動作を制御する制御手段をさらに備えることを特徴とする、
   請求項８記載の画像形成装置。
10. 前記第２面の前記第１開口と前記第２開口との間で、且つ前記第１実装禁止領域と前記第２実装禁止領域とを除いた領域に実装されるリフロー部品である電気部品をさらに備え、
    前記電子部品は、前記基板にワイヤボンディングにより実装され、
    前記実装部品は、前記検出手段を前記画像形成装置に電気的に接続するための信号線が接続されるコネクタを含むことを特徴とする、
    請求項９記載の画像形成装置。

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