JP7303995B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、像担持体に形成されたマーク画像を検知する光センサを備えた画像形成装置に関する。
従来、例えば特許文献1に記載のように、ベルト上に形成されたテストパターンに光を照射しその正反射光及び拡散反射光を受光することで上記テストパターンを検知し、色ずれや濃度を調整する画像形成装置が知られている。
この画像形成装置では、基板の表面に実装される発光素子及び受光素子の光軸が基板に垂直となることから、素子の感度を向上させるために基板を傾斜させている。
特開2013-191835号公報
しかし、特許文献1に記載の画像形成装置では、テストパターンを検知する際、基板の上記傾斜によって特定の1つの素子に対しては光軸を適切に設定できるものの、それ以外の素子に対しては光軸を適切に設定することができない。そのため、光の利用効率を向上させS/N比を向上させるのが困難である、という問題があった。
本発明の目的は、光センサにより、上記テストパターンとして機能するマーク画像を検知する際の、光の利用効率を向上させS/N比を向上することができる画像形成装置を提供することにある。
(1)上記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、像担持体に画像を形成する画像形成部と、前記像担持体の幅方向の所定位置に形成されたマーク画像を検知する光センサと、を備え、前記光センサは、発光素子と、前記発光素子から出射され、前記像担持体の前記所定位置で正反射された光が入射する第1受光素子と、前記発光素子及び前記第1受光素子が実装された基板と、を有し、前記発光素子は、実装された位置における前記基板の垂線方向に指向性を有し、前記第1受光素子は、実装された位置における前記基板の垂線方向に指向性を有し、前記基板は、前記発光素子の実装された位置における垂線と前記第1受光素子の実装された位置における垂線とが、それぞれ前記所定位置に向くように配置されている。
本願発明の画像形成装置においては、基板に、発光素子と、像担持体のうちマーク画像が形成された幅方向の所定位置での正反射光を入射する第1受光素子と、が実装されている。発光素子は、実装位置における基板の垂線方向に指向性を有しており、また基板上において実装位置におけるその垂線が上記所定位置に向いている。第1受光素子は、実装位置における基板の垂線方向に指向性を有しており、また基板上において実装位置におけるその垂線が上記所定位置に向いている。
そのため、発光素子の光軸及び第1受光素子の光軸がいずれもマーク画像に向くこととなり、光の利用効率を向上させることができる。その結果、S/N比を向上させることができる。
(2)また、前記光センサは、前記所定位置で拡散反射された光が入射する第2受光素子をさらに有し、前記第2受光素子は、実装された位置における前記基板の垂線方向に指向性を有し、前記基板は、前記発光素子の実装された位置における垂線と、前記第1受光素子及び前記第2受光素子のうち少なくとも一方の実装された位置における垂線とが、それぞれ前記所定位置に向くように配置されていてもよい。
本願発明の画像形成装置においては、基板に、上記所定位置での拡散反射光を入射する第2受光素子が実装される。第2受光素子は、実装された位置における基板の垂線方向に指向性を有している。また基板上において、実装位置における第1受光素子及び第2受光素子の少なくとも一方の垂線が上記所定位置に向いている。
そのため、発光素子の光軸と、第1受光素子及び第2受光素子のうち少なくとも一方の光軸とが、マーク画像に向くこととなる。その結果、単に基板を傾斜させる場合に比べれば光の利用効率を向上させることができ、S/N比を向上させることができる。
(3)また、前記基板は、前記発光素子の実装された位置における垂線と、前記第1受光素子の実装された位置における垂線と、前記第2受光素子の実装された位置における垂線とが、それぞれ前記所定位置に向くように配置されていてもよい。
本願発明の画像形成装置においては、基板上において、実装位置における第1受光素子及び第2受光素子の両方の垂線が上記所定位置に向いている。
そのため、発光素子の光軸と、第1受光素子の光軸と、第2受光素子の光軸とが、マーク画像に向くこととなる。その結果、光の利用効率をさらに向上させることができ、S/N比をさらに向上させることができる。
(4)また、前記基板は、1つの可撓性基板であり、前記発光素子と、前記第1受光素子及び前記第2受光素子のうち少なくとも一方とが、前記1つの可撓性基板に実装されていてもよい。
本願発明の画像形成装置においては、基板として、1つの可撓性基板が用いられる。基板が可撓性を備えていることから、それぞれの光軸がマーク画像に向いた状態の発光素子及び受光素子の両方を、1つの共通の基板に実装することが可能となる。すなわち、基板の共通化、及び、光軸をマーク画像に向けること、の両立を図れる効果がある。
(5)また、前記基板は、前記像担持体の表面に対して互いに異なる角度で配置された複数の平板状基板に分割されており、前記発光素子と、前記第1受光素子及び前記第2受光素子のうち少なくとも一方とが、互いに異なる前記平板状基板にそれぞれ実装されていてもよい。
本願発明の画像形成装置においては、複数の平板状基板に分割された構造の基板が用いられる。素子をそれぞれ載置した複数の平板状基板が像担持体の表面に対して互いに異なる角度で配置されることにより、発光素子の光軸と、第1受光素子及び第2受光素子の少なくとも一方の光軸とを、マーク画像に向けることができる。
(6)また、前記光センサは、前記基板の一方側の面を保持する第1ホルダをさらに備えていてもよい。
本願発明の画像形成装置においては、第1ホルダによって基板の一方側が保持される。そのため、基板を、素子の光軸がマーク画像に向くような好適な角度で保持することができる。
(7)また、前記光センサは、前記基板の他方側の面を保持する第2ホルダをさらに備えていてもよい。
本願発明の画像形成装置においては、第1ホルダに加え、第2ホルダによって基板の他方側も保持される。そのため、基板を、高精度に好適な角度で保持することができる。
(8)また、前記光センサは、前記発光素子と、前記第1受光素子及び前記第2受光素子のうち少なくとも一方と、の間を遮光する遮光部をさらに備えていてもよい。
本願発明の画像形成装置においては、発光素子と、第1受光素子及び第2受光素子の少なくとも一方の間の遮光が、遮光部によって行われる。そのため、光の漏洩による利用効率の低下を抑制し、S/N比をさらに向上させることができる。
本発明によれば、発光素子の光軸及び第1受光素子の光軸がいずれもマーク画像に向くこととなり、光の利用効率を向上させることができる。その結果、S/N比を向上させることができる。
本発明の実施形態によるプリンタの全体構造を表す側断面図である。 ベルトユニットと光センサとの位置関係を表す斜視図である。 光センサの詳細構造を示す側断面図である。 図3(a)に示す構造の分解組立図である。 2分割された平板状基板を用いる変形例における、光センサの詳細構造を示す側断面図である。 曲面状の基板を用いる変形例における、光センサの詳細構造を示す側断面図である。
次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
<プリンタの概略構成>
図1に示すように、カラープリンタ1は、本体筐体10内に、シートPを供給する給紙部20と、給紙されたシートPに画像を形成する画像形成部30と、画像が形成されたシートPを排出する排紙部90と、を備えている。
給紙部20は、給紙トレイ21と、給紙トレイ21からシートPを画像形成部30へ搬送する用紙供給装置22と、を備えている。
画像形成部30は、複数のLEDユニット40と、複数のプロセスカートリッジ50と、ベルトユニット70と、定着装置80と、を備えている。
LEDユニット40は、複数のLEDを有しており、後述する感光ドラム51を露光する。
プロセスカートリッジ50は、感光ドラム51と、帯電器52と、符号を省略して示す現像ローラ及びトナー収容室等と、を備えている。
ベルトユニット70は、給紙部20と各プロセスカートリッジ50との間に設けられ、駆動ローラ71と、従動ローラ72と、像担持体の一例としての転写ベルト73と、転写ローラ74と、を備えている。
駆動ローラ71及び従動ローラ72は、離間して平行に配置され、その間にエンドレスベルトからなる転写ベルト73を掛け渡している。転写ベルト73の外側の面は、各感光ドラム51と対向している。また、転写ローラ74は、転写ベルト73に対して感光ドラム51とは反対側に複数配置されている。
定着装置80は、ヒータ81Aを内部に備える加熱ローラ81と、加熱ローラ81を押圧する加圧ローラ82と、を備えている。
排紙部90は、シートPを搬送する搬送ローラ91と、本体筐体10の排出口92からシートPを排紙トレイ11に排出する排紙ローラ93と、を備えている。
<画像形成動作>
このように構成される画像形成部30では、各感光ドラム51の表面が各帯電器52により一様に帯電された後、各LEDユニット40で露光され、各感光ドラム51上に印刷データに基づく静電潜像が形成される。静電潜像に上記現像ローラからトナーが供給されることで、感光ドラム51上にトナー像が形成される。
転写ベルト73上に供給されたシートPが各感光ドラム51と各転写ローラ74との間を通過することで、各感光ドラム51上に上記形成されたトナー像がシートP上に転写される。シートPが加熱ローラ81と加圧ローラ82との間を通過することで、シートP上に転写されたトナー像が熱定着される。
<光センサによる転写ベルトの読み取り>
転写ベルト73は、図2に示すように、幅方向両側それぞれに、幅方向の所定位置の一例としての被検知領域75L,75Rを有している。なお、上記幅方向は、駆動ローラ71の回転軸線方向と一致している。以下適宜、これら両側の被検知領域75L,75Rを総称して単に「被検知領域75」と称する。被検知領域75は、光センサ100により情報が読み取られる領域である。
光センサ100は、図2に示すように、転写ベルト73の幅方向における両端側それぞれに2つ設けられた光センサ100L,100Rを含む。以下適宜、これら2つの光センサ100L,100Rを総称して単に「光センサ100」と称する。光センサ100は、図1に示すように、転写ベルト73の回転方向に沿った最下流側の感光ドラム51よりも回転方向下流側において、駆動ローラ71の斜め下方に、転写ベルト73に対向して配置されている。
光センサ100は、転写ベルト73の被検知領域75に光を照射し、被検知領域75での反射光を受光することによって情報読み取りを行う。光センサ100で検知された情報は、図示しない制御装置に出力される。制御装置は、この情報を元に、各感光ドラム51に対応した上記LEDの発光タイミングや、上記現像ローラに印加するバイアスを調整し、トナーの色ずれや濃度を補正する制御を行うことができる。
<マーク画像>
上記トナーの色ずれや濃度の補正を行う際には、画像形成部30によって転写ベルト73に画像が形成される。具体的には、画像形成部30の感光ドラム51上に形成された、マーク画像が、転写ベルト73の被検知領域75L,75R上にそれぞれ転写される。被検知領域75上に形成されたマーク画像は、光センサ100によって読み取られる。
図2に示すように、被検知領域75L,75Rは、2つの光センサ100L,100Rに対応して、転写ベルト73の幅方向両端部側の全周面に2ヶ所存在している。上記マーク画像は、後述の図3(a)及び図3(b)にも示すように、上記2ヶ所の被検知領域75L,75R内において、転写ベルト73の周方向に複数形成されている。
<光センサ>
光センサ100L,100Rについて図3(a)及び図3(b)を参照して詳細に説明する。なお、図3(a)及び図3(b)においては、便宜上、被検知領域75L,75Rの範囲を2点鎖線で図示する。
<光センサ100Lの概略>
まず図3(a)を用いて、光センサ100Lの概略構成及び被検知領域75Lの読み取りについて説明する。図3(a)に示すように、被検知領域75Lには、マーク画像TLが形成されている。光センサ100Lは、発光素子110と、第1受光素子121と、第2受光素子122と、基板145と、ホルダ147と、を備え、マーク画像TLの検知を行う。
発光素子110は、矢印Aで示すように、被検知領域75Lに光を出射する。
第1受光素子121及び第2受光素子122は、被検知領域75Lから反射された光をそれぞれ受光する。第1受光素子121は、矢印Bで示すように、発光素子110から出射され被検知領域75Lで正反射された光を入射する。第2受光素子122は、矢印Cで示すように、発光素子110から出射され、被検知領域75Lで拡散反射された光を入射する。マーク画像TLは上記正反射を弱め拡散反射を強める作用を備えるため、第1受光素子121及び第2受光素子122での受光結果に基づき、光センサ100Lは、公知の手法によりマーク画像TLを検知することができる。上記制御装置は、光センサ100Lによる、マーク画像TLを含む被検知領域75Lからの受光結果に基づき、トナーの色ずれや濃度を補正する。なお、色ずれの補正を行う時に使用するマーク画像TLと、濃度の補正を行う時に使用するマーク画像TLとは、異なるものでもよいし同一のものでもよい。本明細書では、便宜上、両者を区別せずに単に「マーク画像TL」として説明している。
基板145は、横断面が略V字形状となるように折り曲げた形状の1枚の可撓性の基板であり、いわゆるフレキシブルプリント回路基板(Flexible Printed Circuits)によって構成されている。基板145のうち図示左側の一方側部分145aには、発光素子110が実装され、基板145のうち図示右側の他方側部分145bには、第1受光素子121及び第2受光素子122が実装されている。一方側部分145a及び他方側部分145bは、それぞれ平板状に構成されている。一方側部分145aは、発光素子110の端子がはんだ付けされるランドを備え、他方側部分145bは、第1受光素子121及び第2受光素子122それぞれの端子がはんだ付けされるランドを備えている。
ホルダ147は、樹脂製であり、基板145を保持する。ホルダ147は、上部に設けた取り付け部148を介しフレーム149に組み付けられ、ボス144によってフレーム149に対し位置決めされている。
<発光素子>
発光素子110は、LEDで構成されている。発光素子110は、ホルダ147に設けた貫通部142a、及び、フレーム149に設けた貫通部149a、を通して被検知領域75Lと対向している。貫通部142a及び貫通部149aは、発光素子110から被検知領域75Lに向けて出射された光が通る孔であり、被検知領域75Lの中心すなわち光が当たる部分と発光素子110とを結ぶ直線上に位置している。発光素子110は、基板145の一方側部分145aへの実装位置における当該一方側部分145aの垂線K1の方向に指向性を有し、その垂線K1の方向において光強度が最大となっている。
なお、上記の光強度が最大となる方向が、発光素子110の光軸方向となる。
<第1受光素子>
第1受光素子121は、発光素子110から出射される光の波長に対して感度があるフォトダイオードである。第1受光素子121は、ホルダ147に設けた貫通部142b、及び、フレーム149に設けた貫通部149b、を通して被検知領域75Lと対向している。貫通部142b及び貫通部149bは、被検知領域75Lで正反射された正反射光を通すための孔であり、被検知領域75Lの中心すなわち光が当たる部分と第1受光素子121とを結ぶ直線上に位置している。第1受光素子121は、基板145の他方側部分145bへの実装位置における当該他方側部分145bの垂線K2の方向に指向性を有し、その垂線K2の方向において受光感度が最大となっている。
なお、上記の受光感度が最大となる方向が、第1受光素子121の光軸方向となる。
<第2受光素子>
第2受光素子122は、発光素子110から出射される光の波長に対して感度があるフォトダイオードである。第2受光素子122は、ホルダ147に設けた貫通部142c、及び、フレーム149に設けた貫通部149c、を通して被検知領域75Lと対向している。貫通部142c及び貫通部149cは、被検知領域75Lで拡散反射された拡散反射光を通すための穴であり、被検知領域75Lの中心すなわち光が当たる部分と第2受光素子122とを結ぶ直線上に位置している。第2受光素子122は、基板145の他方側部分145bへの実装位置における当該他方側部分145bの垂線K3の方向に指向性を有し、その垂線K3の方向において受光感度が最大となっている。
なお、上記の受光感度が最大となる方向が、第2受光素子122の光軸方向となる。
<基板>
基板145の一方側部分145aは、垂線K1が被検知領域75Lに向くように、傾斜して配置されている。基板145の他方側部分145bは、垂線K2及び垂線K3のうち少なくとも一方が被検知領域75Lに向くように、傾斜して配置されている。この例では垂線K2が被検知領域75Lに向いている。この結果、基板145は被検知領域75Lに直交する基準線Lbに対して、垂線K1と垂線K2とが対称な角度をなすように配置されている。これにより、発光素子110から出射され被検知領域75Lで正反射された光は、第1受光素子121へと入射されて第1受光素子121によって検出される。
また、基板145は、垂線K1と、被検知領域75Lと第2受光素子122とを結ぶ直線Laとが、基準線Lbに対して非対称な角度をなすように配置されている。これにより、発光素子110から出射され被検知領域75Lで拡散反射された光は、第2受光素子122へと入射されて第2受光素子122によって検出される。
なお、第2受光素子122は、上述のように傾斜した他方側部分145bの上に実装される結果、垂線K3は被検知領域75Lに向いていない。
<ホルダ>
ホルダ147は、図4に示されるように、第1ホルダの一例としての図示上側の一方側部分147Uと、第2ホルダの一例としての図示下側の他方側部分147Dと、に分割可能な構造となっている。一方側部分147Uの図示下方に設けた凸部147aと、他方側部分147Dの図示上方に設けた凹部147bとが、互いに係合することで、上記図3(a)及び図3(b)に示したホルダ147の構造が実現されている。一方側部分147Uは、一方側の面の一例としての基板145の図示上側の面145uを保持し、他方側部分147Dは、他方側の面の一例としての基板145の図示下側の面145dを保持する。
一方側部分147Uは、基板145に配置された各素子110,121,122を覆うハウジング200としての機能を兼ねており、貫通部142aと、貫通部142bと、貫通部142cと、を備えている。一方側部分147Uは、貫通部142aと貫通部142bとの間に遮光部147pを備え、貫通部142bと貫通部142cとの間に遮光部147qを備えている。
遮光部147p,147qは、発光素子110と、第1受光素子121及び第2受光素子122のうち少なくとも一方と、の間を遮光する。この例では、遮光部147pは発光素子110と第1受光素子121との間を遮光し、遮光部147qは発光素子110と第2受光素子122との間を遮光する。これにより、発光素子110から出射したホルダ147内にて乱反射した光が第1受光素子121若しくは第2受光素子122で受光されるのが抑制される。
<光センサ100R>
次に、図3(b)を用いて、光センサ100Rの概略構成及び被検知領域75Rの読み取りについて説明する。図3(b)に示すように、被検知領域75Rには、マーク画像TRが形成されている。光センサ100Rは、光センサ100Lにおける基板145の他方側部分145b上の第2受光素子122が省略されている以外は、光センサ100Lと同様の構成である。すなわち、光センサ100Rは、発光素子110と、第1受光素子121と、基板145と、ホルダ147と、を備え、マーク画像TRの検知を行う。
光センサ100Rにおいては、発光素子110はマーク画像TRが形成された被検知領域75Rに光を出射し、第1受光素子121は被検知領域75Rで正反射された光を入射する。マーク画像TRは上記正反射を弱め拡散反射を強める作用を備えるため、第1受光素子121及び第2受光素子122での受光結果に基づき、光センサ100Rは、公知の手法によりマーク画像TRを検知することができる。上記制御装置は、光センサ100Rによる、マーク画像TRを含む被検知領域75Rからの受光結果に基づき、トナーの色ずれを補正する。
発光素子110は、ホルダ147の貫通部142a、及び、フレーム149の貫通部149a、を通して被検知領域75Rと対向している。第1受光素子121は、ホルダ147の貫通部142b、及び、フレーム149の貫通部149b、を通して被検知領域75Rと対向している。
基板145の一方側部分145aは、垂線K1が被検知領域75Rに向くように、傾斜して配置されている。基板145の他方側部分145bは、垂線K2が被検知領域75Rに向くように、傾斜して配置されている。この結果、基板145は被検知領域75Rに直交する基準線Lbに対して、垂線K1と垂線K2とが対称な角度をなすように配置されている。これにより、発光素子110から出射され被検知領域75Rで正反射された光は、第1受光素子121へと入射されて第1受光素子121によって検出される。
なお、光センサ100Rにおけるホルダ147の構造は、図4を用いて前述した光センサ100Lのホルダ147と同様であり、遮光部147pは、発光素子110と第1受光素子121との間を遮光する。
<アンプなど>
光センサ100Lの発光素子110、第1受光素子121、及び第2受光素子122と、光センサ100Rの発光素子110R及び第1受光素子121Rとは、中継基板125に備えられたアンプ130及び可変VR131に接続されている。アンプ130は、第1受光素子121及び第2受光素子122の信号を増幅する素子である。
<実施形態の効果>
以上説明したように、本実施形態においては、光センサ100L,100Rの基板145に、発光素子110と、転写ベルト73のうちマーク画像TL,TRが形成された被検知領域75L,75Rでの正反射光を入射する第1受光素子121と、が実装されている。発光素子110は、実装位置における基板145の垂線K1の方向に指向性を有しており、また基板上145において実装位置におけるその垂線K1が被検知領域75L,75Rに向いている。第1受光素子121は、実装位置における基板145の垂線K2の方向に指向性を有しており、また基板145上において実装位置におけるその垂線K2が被検知領域75L,75Rに向いている。
そのため、発光素子110の光軸及び第1受光素子121の光軸がいずれもマーク画像TL,TRに向くこととなり、光の利用効率を向上させることができる。その結果、S/N比を向上させることができる。
また、本実施形態では特に、光センサ100Lの基板145に、被検知領域75Lでの拡散反射光を入射する第2受光素子122が実装される。第2受光素子122は、実装された位置における基板145の垂線K3の方向に指向性を有している。また基板145上において、実装位置における第1受光素子121の垂線K2及び第2受光素子122の垂線K3のうち少なくとも一方が被検知領域75Lに向いている。
そのため、発光素子110の光軸と、第1受光素子121の光軸及び第2受光素子122の光軸のうち少なくとも一方とが、マーク画像TLに向くこととなる。その結果、1つの平板状の基板を単に傾斜させる場合に比べれば光の利用効率を向上させることができ、S/N比を向上させることができる。
また、本実施形態では特に、基板として、1つの可撓性基板145が用いられる。基板145が可撓性を備えていることから、前述のようにそれぞれの光軸がマーク画像TL,TRに向いた状態の発光素子110及び受光素子121,122の両方を、1つの共通の基板145に実装することが可能となる。すなわち、基板145の共通化、及び、光軸をマーク画像TL,TRに向けること、の両立を図れる効果がある。
また、本実施形態では特に、ホルダ147の一方側部分147Uによって基板145の一方側が保持される。そのため、基板145を、素子110,121の光軸がマーク画像TL,TRに向くような好適な角度で保持することができる。
また、本実施形態では特に、ホルダ147の一方側部分147Uに加え、他方側部分147Dによって基板145の他方側も保持される。そのため、基板145を、高精度に好適な角度で保持することができる。
また、本実施形態では特に、発光素子110と、第1受光素子121及び第2受光素子122の少なくとも一方と、の間の遮光が、遮光部147p,147qによって行われる。そのため、光の漏洩による利用効率の低下を抑制し、S/N比をさらに向上させることができる。
<変形例>
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順を追って説明する。上記実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜、説明を省略又は簡略化する。
(1)2分割された平板状基板を用いる場合
この変形例を、上記図3(a)及び図3(b)にそれぞれ対応する、図5(a)及び図5(b)を用いて説明する。
<光センサ100L,100Rの概略>
図5(a)及び図5(b)に示すように、本変形例の光センサ100L,100Rの基板は、上記実施形態の基板145と異なり、複数の平板状の基板145A,145Bにそれぞれ分割されている。基板145A及び基板145Bは、転写ベルト73の表面に対して、互いに異なる角度で傾斜しつつ配置されている。
光センサ100L,100Rにおいては、発光素子110と、第1受光素子121及び第2受光素子122のうち少なくとも一方とが、互いに異なる基板145A,145Bにそれぞれ実装されている。
光センサ100Lについては、基板145Aが上記実施形態の基板145の一方側部分145aに対応しており、発光素子110が実装されている。基板145Bが上記実施形態の基板145の他方側部分145bに対応しており、第1受光素子121及び第2受光素子122の両方が実装されている。
光センサ100Rについては、基板145Aが上記実施形態の基板145の一方側部分145aに対応しており、発光素子110が実装されている。基板145Bが上記実施形態の基板145の他方側部分145bに対応しており、第1受光素子121が実装されている。
<発光素子及び受光素子>
光センサ100L,100Rにおいて、発光素子110は、基板145Aへの実装位置における当該基板145Aの垂線K1の方向に指向性を有し、その垂線K1の方向において光強度が最大となっている。なお、上記の光強度が最大となる方向が、発光素子110の光軸方向となる。
光センサ100L,100Rにおいて、第1受光素子121は、基板145Bへの実装位置における当該基板145Bの垂線K2の方向に指向性を有し、その垂線K2の方向において受光感度が最大となっている。光センサ100Lにおいて、第2受光素子122は、基板145Bへの実装位置における当該基板145Bの垂線K3の方向に指向性を有し、その垂線K3の方向において受光感度が最大となっている。
なお、上記の受光感度が最大となる方向が、それぞれ、第1受光素子121及び第2受光素子122の光軸方向となる。
<基板>
光センサ100L,100Rにおいて、基板145Aは、垂線K1が被検知領域75L,75Rにそれぞれ向くように、傾斜して配置されている。また光センサ100L,100Rにおいて、基板145Bは、垂線K2及び垂線K3のうち少なくとも一方が被検知領域75L,75Rにそれぞれ向くように、傾斜して配置されている。この例では、垂線K2が被検知領域75L,75Rに向いている。この結果、基板145A,145Bは、被検知領域75L,75Rに直交する基準線Lbに対して、垂線K1と垂線K2とが対称な角度をなすように配置されている。これにより、発光素子110から出射され被検知領域75L,75Rで正反射された光は、それぞれ第1受光素子121へと入射されて第1受光素子121によって検出される。
また、基板145A,145Bは、垂線K1と、被検知領域75Lと第2受光素子122とを結ぶ直線Laとが、基準線Lbに対して非対称な角度をなすように配置されている。これにより、発光素子110から出射され被検知領域75Lで拡散反射された光は、第2受光素子122へと入射されて第2受光素子122によって検出される。
なお、光センサ100Lにおいて、第2受光素子122は、上述のように傾斜した基板145Bの上に実装される結果、垂線K3は被検知領域75Lに向いていない。
<ホルダ>
光センサ100L,100Rにおいて、ホルダ147は、上記図4を用いて前述した実施形態と同様、一方側部分147Uと他方側部分147Dとに分割可能である。一方側部分147Uは、一方側の面の一例としての基板145A,145Bの図示上側の面を保持し、他方側部分147Dは、他方側の面の一例としての基板145A,145Bの図示下側の面を保持する。
<変形例の効果>
本変形例においては、上記実施形態と同様、発光素子110は、実装位置における基板145Aの垂線K1の方向に指向性を有しており、また基板上145Aにおいて実装位置におけるその垂線K1が被検知領域75L,75Rに向いている。第1受光素子121は、実装位置における基板145Bの垂線K2の方向に指向性を有しており、また基板145B上において実装位置におけるその垂線K2が被検知領域75L,75Rに向いている。そのため、発光素子110の光軸及び第1受光素子121の光軸がいずれもマーク画像TL,TRに向くこととなり、光の利用効率を向上させることができる。その結果、S/N比を向上させることができる。
また、本変形例では特に、光センサ100Lの基板145Bに、被検知領域75Lでの拡散反射光を入射する第2受光素子122が実装される。第2受光素子122は、実装された位置における基板145Bの垂線K3の方向に指向性を有している。また基板145B上において、実装位置における第1受光素子121の垂線K2及び第2受光素子122の垂線K3のうち少なくとも一方が被検知領域75Lに向いている。そのため、上記実施形態と同様、発光素子110の光軸と、第1受光素子121の光軸及び第2受光素子122の光軸のうち少なくとも一方とが、マーク画像TLに向くこととなる。その結果、1つの平板状の基板を単に傾斜させる場合に比べれば光の利用効率を向上させることができ、S/N比を向上させることができる。
また、本変形例では特に、複数の平板状の基板145A,145Bに分割された構造の基板が用いられる。光センサ100Lでは、発光素子110及び受光素子121,122をそれぞれ載置した複数の平板状の基板145A,145Bが転写ベルト73の表面に対して互いに異なる角度で配置される。光センサ100Rでは、発光素子110及び受光素子121をそれぞれ載置した複数の平板状の基板145A,145Bが転写ベルト73の表面に対して互いに異なる角度で配置される。これにより、発光素子110の光軸と、第1受光素子121及び第2受光素子133の少なくとも一方の光軸とを、マーク画像TL,TRに向けることができる。
また、本変形例では特に、ホルダ147の一方側部分147Uによって基板145A,145Bの一方側が保持される。そのため、基板145A,145Bを、素子110,121の光軸がマーク画像TL,TRに向くような好適な角度で保持することができる。また、ホルダ147の他方側部分147Dによって基板145A,145Bの他方側も保持される。そのため、基板145A,145Bを、高精度に好適な角度で保持することができる。
(2)曲面状の基板を用いる場合
この変形例を、上記図3(a)及び図3(b)にそれぞれ対応する、図6(a)及び図6(b)を用いて説明する。
<光センサ100L,100Rの概略>
図6(a)及び図6(b)に示すように、本変形例の光センサ100L,100Rの基板は、上記実施形態の基板145と異なり、1つの曲面状の基板145Mである。この例では、光センサ100L,100Rの基板145Mは、マーク画像TL,TRの表面の1点をそれぞれ半径中心とする、略円弧状の断面形状を備えている。基板145Mは、上記実施形態の基板145と同様、いわゆるフレキシブルプリント回路基板によって構成されている。
光センサ100L,100Rにおいては、発光素子110と、第1受光素子121及び第2受光素子122のうち少なくとも一方とが、同一の基板145Mにそれぞれ実装されている。
光センサ100Lについては、基板145Mに対し、発光素子110と、第1受光素子121及び第2受光素子122の両方と、が実装されている。
光センサ100Rについては、基板145Mに対し、発光素子110と第1受光素子121とが実装されている。
<発光素子及び受光素子>
光センサ100L,100Rにおいて、発光素子110は、基板145Mへの実装位置における当該基板145Mの垂線K1の方向に指向性を有し、その垂線K1の方向において光強度が最大となっている。なお、上記の光強度が最大となる方向が、発光素子110の光軸方向となる。
光センサ100L,100Rにおいて、第1受光素子121は、基板145Mへの実装位置における当該基板145Mの垂線K2の方向に指向性を有し、その垂線K2の方向において受光感度が最大となっている。光センサ100Lにおいて、第2受光素子122は、基板145Mへの実装位置における当該基板145Mの垂線K3の方向に指向性を有し、その垂線K3の方向において受光感度が最大となっている。
なお、上記の受光感度が最大となる方向が、それぞれ、第1受光素子121及び第2受光素子122の光軸方向となる。
<基板>
光センサ100L,100Rにおいて、基板145Mは、垂線K1が被検知領域75L,75Rにそれぞれ向くように配置されている。また光センサ100L,100Rにおいて、基板145Mは、垂線K2及び垂線K3のうち少なくとも一方が被検知領域75L,75Rに向くように配置されている。この例では、光センサ100Lでは、垂線K2と垂線K3との両方が被検知領域75Lに向いている。光センサ100Rでは、垂線K2が被検知領域75Rに向いている。これらの結果、上記実施形態と同様、光センサ100L,100Rにおいて、被検知領域75L,75Rのマーク画像TL,TRに直交する基準線Lbに対して、垂線K1と垂線K2とが対称な角度をなすように配置されている。これにより、発光素子110から出射され被検知領域75L,75Rで正反射された光は、それぞれ第1受光素子121へと入射されて第1受光素子121によって検出される。
また、光センサ100Lの基板145Mは、垂線K1と、被検知領域75Lと第2受光素子122とを結ぶ直線でもある垂線K3とが、基準線Lbに対して非対称な角度をなすように配置されている。これにより、発光素子110から出射され被検知領域75Lで拡散反射された光は、第2受光素子122へと入射されて第2受光素子122によって検出される。
<ホルダ>
光センサ100L,100Rにおいて、ホルダ147は、上記図4を用いて前述した実施形態と同様、一方側部分147Uと他方側部分147Dとに分割可能である。一方側部分147Uは、一方側の面の一例としての基板145Mの図示上側の面を保持し、他方側部分147Dは、他方側の面の一例としての基板145Mの図示下側の面を保持する。
<変形例の効果>
本変形例においては、上記実施形態と同様、発光素子110は、実装位置における基板145Mの垂線K1の方向に指向性を有しており、また基板上145Mにおいて実装位置におけるその垂線K1が被検知領域75L,75Rに向いている。第1受光素子121は、実装位置における基板145Mの垂線K2の方向に指向性を有しており、また基板145M上において実装位置におけるその垂線K2が被検知領域75L,75Rに向いている。そのため、発光素子110の光軸及び第1受光素子121の光軸がいずれもマーク画像TL,TRに向くこととなり、光の利用効率を向上させることができる。その結果、S/N比を向上させることができる。
また、本変形例では特に、光センサ100Lの基板145Mに、被検知領域75Lでの拡散反射光を入射する第2受光素子122が実装される。第2受光素子122は、実装された位置における基板145Mの垂線K3の方向に指向性を有している。また基板145M上において、実装位置における第1受光素子121の垂線K2及び第2受光素子122の垂線K3のうち少なくとも一方が被検知領域75Lに向いている。そのため、上記実施形態と同様、発光素子110の光軸と、第1受光素子121の光軸及び第2受光素子122の光軸のうち少なくとも一方とが、マーク画像TLに向くこととなる。その結果、1つの平板状の基板を単に傾斜させる場合に比べれば光の利用効率を向上させることができ、S/N比を向上させることができる。
また、本変形例では特に、光センサ100Lでは、基板145M上において、実装位置における第1受光素子121の垂線K2及び第2受光素子122の垂線K3の両方が被検知領域75Lに向いている。そのため、発光素子110の光軸と、第1受光素子121の光軸と、第2受光素子122の光軸とが、マーク画像TLに向くこととなる。その結果、光の利用効率をさらに向上させることができ、S/N比をさらに向上させることができる。
また、本変形例では特に、ホルダ147の一方側部分147Uによって基板145Mの一方側が保持される。そのため、基板145Mを、素子110,121の光軸がマーク画像TL,TRに向くような好適な角度で保持することができる。また、ホルダ147の他方側部分147Dによって基板145Mの他方側も保持される。そのため、基板145Mを、高精度に好適な角度で保持することができる。
(3)その他
以上においては、像担持体として転写ベルト73を例示したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、例えば用紙にマーク画像を形成して、用紙上のマーク画像を光センサで検知する構造においては、用紙が像担持体に相当する。また、像担持体は、例えば、中間転写方式における中間転写ベルトや、感光ドラム51であってもよい。
また以上においては、カラープリンタ1に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。
なお、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。
その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
1 カラープリンタ(画像形成装置の一例)
30 画像形成部
73 転写ベルト(像担持体の一例)
75L 被検知領域(幅方向の所定位置の一例)
75R 被検知領域(幅方向の所定位置の一例)
100L 光センサ
100R 光センサ
110 発光素子
121 第1受光素子
122 第2受光素子
145 基板(可撓性基板の一例)
145A 基板(平板状基板の一例)
145B 基板(平板状基板の一例)
145d 面(他方側の面の一例)
145M 基板(可撓性基板の一例)
145u 面(一方側の面の一例)
147 ホルダ
147D 他方側部分(第2ホルダの一例)
147p 遮光部
147q 遮光部
147U 一方側部分(第1ホルダの一例)
K1 発光素子の垂線
K2 第1受光素子の垂線
K3 第2受光素子の垂線
TL マーク画像
TR マーク画像

Claims (5)

  1. 像担持体に画像を形成する画像形成部と、
    前記像担持体の幅方向の所定位置に形成されたマーク画像を検知する光センサと、
    を備え、
    前記光センサは、
    発光素子と、
    前記発光素子から出射され、前記像担持体の前記所定位置で正反射された光が入射する第1受光素子と、
    前記所定位置で拡散反射された光が入射する第2受光素子と、
    前記発光素子及び前記第1受光素子及び前記第2受光素子が実装された基板と、
    を有し、
    前記発光素子は、
    実装された位置における前記基板の垂線方向に指向性を有し、
    前記第1受光素子は、
    実装された位置における前記基板の垂線方向に指向性を有し、
    前記第2受光素子は、
    実装された位置における前記基板の垂線方向に指向性を有し、
    前記基板は、
    前記発光素子の実装された位置における垂線と、前記第1受光素子の実装された位置における垂線とが、それぞれ前記所定位置に向くとともに、前記第2受光素子の実装された位置における垂線が前記所定位置に向かないように配置され、かつ、前記像担持体の表面に対して互いに異なる角度で配置された複数の平板状基板に分割されており、
    前記発光素子と、前記第1受光素子とが、互いに異なる前記平板状基板にそれぞれ実装されている
    ことを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記第1受光素子と、前記第2受光素子とが、互いに共通の前記平板基板に実装されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記光センサは、
    前記基板の一方側の面を保持する第1ホルダをさらに備える
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  4. 前記光センサは、
    前記基板の他方側の面を保持する第2ホルダをさらに備える
    ことを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
  5. 前記光センサは、
    前記発光素子と、前記第1受光素子及び前記第2受光素子のうち少なくとも一方と、の間を遮光する遮光部をさらに備える
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
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