KR101332966B1 - 토너 농도 센서 및 화상 성형 장치 - Google Patents

토너 농도 센서 및 화상 성형 장치 Download PDF

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Abstract

소자를 표면 실장한 때의 위치 어긋남에 기인하는 검출 정밀도의 편차를 억제할 수 있으면서, 소형화도 실현할 수 있도록 한다.
해결 수단으로서는, 광을 조사하는 발광 소자(12) 수단과, 발광 소자(12)로부터 조사되어 검출 대상에서 반사한 반사광을 수광하는 수광 소자(13, 14)와, 이들을 표면 실장한 프린트 기판(15)의 표면에 따라서 형성되어 발광 소자(12)로부터 조사되는 광을 통과시키는 조사로(21) 및 상기 반사광을 통과시키는 수광로(22, 23)를 갖는 광로와, 이 광로에 형성되어 광로를 부분적으로 좁히는 조임부(25, 26)를 갖는 토너 농도 센서(11)에 있어서, 상기 조임부(25, 26)를 조임부 상측부(25a, 26a)와 조임부 하측부(25b, 26b)로 상하로 둘로 나누며, 이들을 프린트 기판(15)의 표면을 덮는 상 케이스(17)와 프린트 기판(15)의 이면을 덮는 하 케이스(18)에 배설한다. 프린트 기판(15)에는, 조임부 하측부(25b, 26b)를 이면부터 표면으로 돌출시키기 위한 관통구멍(31)을 형성한다.

Description

토너 농도 센서 및 화상 성형 장치{TONER CONCENTRATION SENSOR AND IMAGE FORMING APPARATUS}
본 발명은, 예를 들면 복사기나 프린터, 팩시밀리 등의 화상 형성 장치에 사용되는 토너 농도 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 검출 정밀도의 편차의 억제와 소형화의 실현과의 양립을 도모할 수 있는 토너 농도 센서에 관한 것이다.
토너 농도 센서는 화상 형성 장치에서 최적의 화상 품질을 얻기 위해 중요한 부품이다. 도 8에 도시한 바와 같이 토너 농도 센서(101)는, 광을 조사하는 발광 수단(102)과, 이 발광 수단(102)으로부터 조사되어 검출 대상에서 반사한 반사광을 수광하는 수광 수단(103, 104)과, 이 수광 수단(103, 104)의 검출 전압을 증폭시키는 증폭부를 갖는다. 토너 농도 센서(101)를 탑재한 화상 형성 장치가, 중간 벨트에 1차 전사된 토너상(像)을 종이에 2차 전사하는 중간 전사식의 것인 경우에는, 중간 벨트상의 토너상에서 반사된 반사광을, 상기 수광 수단(103, 104)이 검출한다. 그리고, 이 수광 수단(103, 104)에 발생하는 광전류(검출 전압)에 의거하여, 중간 전사 벨트에 부착한 토너 농도가 검출되고, 이 결과에 의거하여 광학적 또는 전기적인 필요한 보정이 이루어진다.
이와 같은 작용을 하는 토너 농도 센서(101)의 상기 발광 수단과 상기 수광 수단은, 포토 트랜지스터 등의 소자로 구성되고, 프린트 기판(105)상에 표면 실장되어 있다. 기판(105)의 표면에 실장된 상기 소자(발광 수단(102) 및 상기 수광 수단(103, 104). 이하 같음)는, 기판(105)의 표면에 부착하는 흑색의 케이스(106)로 덮혀져 있다. 이 케이스(106)는, 광을 차단하는 차광벽을 적절히 형성함에 의해, 기판(105)의 표면상에, 발광 수단(102)으로부터 조사된 광을 통과시키는 조사로(照射路)(107)와, 상기 검출 대상에서 반사한 반사광을 통과시키는 수광로(受光路)(108, 109)를 갖는 광로를 형성한다. 광로는 광이 닿는 부분에서, 케이스(106)에서의 광로 부분의 폭이나 길이, 형상은, 소망하는 조사 범위나 검지 범위에 의거하여 설계된다.
그러나, 상기 발광 수단(102)이나 상기 수광 수단(103, 104)으로서의 소자는 전술한 바와 같이 기판(105)상에 표면 실장되기 때문에, 소자의 탑재 위치가 어긋나는 일이 있다는 난점이 있다. 즉 실장은, 솔더를 도포한 랜드에 자동 실장 장치로 소자를 싣고서 솔더링하는데, 도포한 솔더를 녹인 때에 소자가 움직이는 일이 있다. 이 때문에, 도 8에 가상선으로 도시한 바와 같이 소자의 탑재 위치에 어긋남이 생긴다.
이와 같은 탑재 위치의 어긋남은 실장을 행할 때마다 불규칙하게 일어나는 것이고, 동일 기판(105)상에서도 소자마다 발생하고, 위치 어긋남의 발생의 양상은 토너 농도 센서(101)마다 다르다. 이 때문에, 토너 농도 센서(101)마다 검출 정밀도(검출 특성)에 편차가 생기고 있다.
이와 같은 검출 정밀도의 편차를 억제하기 위해, 하기 특허 문헌 1의 도 9에 개시되어 있는 바와 같이, 광로를 좁히는 조임부(110)를 광로에 형성하는 것이 제안되어 있다. 즉, 도 9(a)에 도시한 바와 같이, 소자의 전방으로 늘어나는 조사로(107) 또는 수광로(108, 109)에서의 소자의 부근에, 상기 조임부(110)가 형성되어 있다. 도 9(a)중, 부호 113은 렌즈이다.
이 조임부(110)는, 기판(105)의 표면에 부착하는 케이스(106)에 형성되고, 광로를 차단하도록 마련된 격벽형상 부분을 일부 빼낸 형상으로 형성되어 있다. 소자의 높이 방향의 중심에 대응한 부분만이 광을 통과시키도록 조임부(110)를 형성하면, 도 9(a)에 화살표로 도시한 바와 같이 조임부(110)는, 소자의 높이 방향의 중심에 대응하는 부분(X)으로부터 들어가는 광을 주로 수광하고, 소자의 높이 방향의 중심에 대응하는 부분보다 외측에서 들어가는 광을 차단할 수 있다. 도 9(a)의 화살표 방향은 수광하는 측만을 나타냈지만, 발광하는 측에서도 마찬가지이다.
조임부(110)가, 조사하는 광이나 수광하는 광을 조이고, 그 조이는 위치는 기판(105)과 케이스(106)와의 관계 중에서 일정하기 때문에, 소자의 위치가 어긋나 있어도, 이에 의거한 검출 정밀도의 편차를 억제할 수 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특개2005-91252호 공보
그러나, 발광 수단이나 수광 수단으로서의 소자의 크기는 수 밀리미터 정도의 미세한 것이기 때문에, 도 9(a)에 도시한 바와 같이 소자의 높이 방향의 중심에 대응하는 부분에만 구멍(111)이 뚫린 케이스(106)를 제조하는 것은 곤란하다.
거기다가 도 9(b)에 도시한 바와 같이, 표면 실장형의 발광 수단(102)이나 수광 수단(103, 104)을 이용하는 것의 큰 이점인 소형화를 도모하기 위해, 발광 수단(102)이나 수광 수단(103, 104)을 작게 하면 할수록, 조임부(110)에 뚫어야 할 구멍(111)의 중심(P) 부분의 높이가 내려가서 기판(105)의 표면에 접근하기 때문에, 도 9(a)에서 도시한 구멍(111)의 하측 부분(112)의 높이(H)는 낮아진다. 이 때문에, 작은 소자를 이용하는 경우에는 케이스(106)의 성형은 불가능하다.
또한, 이와 같은 실정을 고려하여 조임부(110)의 구멍(111)의 하측의 부분(112)이 없는 형상의 케이스(106)를 이용하면, 조임부(110)의 하측의 부분(112)에 비스듬히 위에서 입사한 광은, 기판(105)의 표면에서 반사하기 때문에, 검출 정밀도를 확보할 수가 없다.
또한, 특허 문헌 1에 기재된 토너 농도 센서에서는, 소자의 전방으로 늘어나는 조사로(107) 또는 수광로(108, 109)에서의 소자의 부근에만 상기 조임부(110)가 형성되어 있다. 이 때문에, 조임부(110)에 의한 충분한 차광을 할 수가 없는 경우가 있다.
그래서, 본 발명은, 검출 정밀도의 편차의 억제와 소형화의 실현의 양립을 도모할 수 있도록 하는 것을 주된 목적으로 한다.
그를 위한 수단은, 토너 농도를 검출하기 위해 광을 조사하는 발광 수단과, 그 발광 수단으로부터 조사되어 검출 대상에서 반사한 반사광을 수광하는 수광 수단과, 이들을 표면 실장한 기판의 표면에 따라서 형성되어 상기 발광 수단으로부터 조사되는 광을 통과시키는 조사로 및 상기 반사광을 통과시키는 수광로를 갖는 광로와, 그 광로에 형성되어 광로를 부분적으로 좁히는 조임부를 갖는 토너 농도 센서로서, 상기 기판의 표면에, 상기 발광 수단과 상기 수광 수단을 덮음과 함께 상기 광로, 및 상기 조임부를 상하로 둘로 나눈 조임부 상측부를 형성하는 상 케이스를 구비하고, 상기 기판의 이면에는, 상기 상 케이스와 결합하여 상기 기판을 끼워 넣는 하 케이스를 구비하고, 그 하 케이스에, 상기 조임부를 상하로 둘로 나눈 조임부 하측부가 상단(上端)에 마련된 돌기부가 형성되고, 상기 기판에는, 상기 조임부 하측부를 상기 기판의 표면에 돌출시키는 두께 방향으로 관통한 관통구멍이 형성된 토너 농도 센서이다.
이 구성에서는, 발광 수단으로부터 조사된 광은 조사로를 통과하여 검출 대상에서 반사하고, 수광로를 통과하여 수광 수단에서 수광된다. 이 광의 진행에 즈음하여, 조사로에 조임부가 형성되어 있으면, 조임부가 발광 수단으로부터 조사되는 광을 발광 수단의 위치에 관계없이 소망하는 조사 범위로 조이고, 소망 범위 이외로의 조사를 억제한다. 한편, 수광로에 조임 수단이 형성되어 있으면, 조임부가 반사광 중 소망하는 검출 범위의 광을 수광 수단에 수광시키고, 소망 범위 이외에서 광이 들어가는 것을 억제한다. 이와 같이 하여 조임부가 검출 정밀도의 편차를 억제한다.
그리고 이 조임부는 상하로 둘로 나누어짐과 함께, 기판의 표면에 구비되는 상 케이스와 기판의 이면에 구비되는 하 케이스에 배설된다. 즉, 조임부의 하측부를 구성하는 조임부 하측부는 기판의 이면에 구비되는 하 케이스에 마련되고, 기판의 관통구멍을 통과하여 기판의 이면부터 표면에 돌출하기 때문에, 기판의 표면부터의 필요한 돌출량이 극히 근소하여도 성형이 가능하다.
과제를 해결하기 위한 다른 수단은, 상기 토너 농도 센서를 탑재한 화상 형성 장치이다.
본 발명에 의하면, 전술한 바와 같이 유용한 조임부의 하측부를 구성한 조임부 하측부가 하 케이스에 마련되고, 기판의 이면부터 표면에 돌출시키는 구성이기 때문에, 기판 표면으로부터의 필요한 돌출량이 극히 근소하여도, 조임부 하측부를 성형할 수 있다. 이 때문에, 발광 수단이나 수광 수단을 소형화하여, 조임부의 중심 위치가 기판의 표면에 접근한 경우에도, 광로를 좁히는 조임부는 확실하게 얻어진다.
따라서 조임부를 구비함으로써 검출 정밀도의 편차를 억제할 수 있는데다가, 발광 수단이나 수광 수단의 소형화에 의한 토너 농도 센서의 소형화도 실현할 수 있다.
도 1은 토너 농도 센서의 사시도.
도 2는 토너 농도 센서의 개략을 설명하는 정면도.
도 3은 화상 형성 장치의 개략 구성도.
도 4는 토너 농도 센서의 구조를 도시하는 횡단면도와 종단면도.
도 5는 토너 농도 센서의 작용 상태의 설명도.
도 6은 다른 예에 관한 토너 농도 센서의 종단면도.
도 7은 다른 예에 관한 토너 농도 센서의 종단면도.
도 8은 종래의 토너 농도 센서의 횡단면도.
도 9는 종래의 토너 농도 센서의 종단면도와 문제점을 설명하는 설명도.
본 발명을 실시하기 위한 한 형태를, 이하 도면을 이용하여 설명한다.
도 1은 토너 농도 센서(11)의 사시도이고, 도 2는 상기 토너 농도 센서(11)의 개략을 설명하는 정면도이다.
토너 농도 센서(11)는 도 3에 도시한 바와 같은 화상 형성 장치(51)에 탑재된다. 화상 형성 장치(51)는, 예를 들면 컬러 레이저 프린터 등이다.
먼저, 화상 형성 장치(51)의 개략 구조를 설명하면, 다음과 같다.
화상 형성 장치(51)는, 상부에 원고 판독부(52)를 가지며, 이 원고 판독부(52)에서 판독한 원고 데이터에 의거하여 작상부(作像部)(53)에서 화상을 형성하고, 하부에 마련한 급지부(54)로부터 공급된 종이(54a)에 화상을 전사하고, 상부의 배지부(55)로부터 배지(排紙)하는 구성이다.
작상부(53)에서의 화상 성형은, 팽팽하게 설치된 전사 벨트(56)에 토너를 1차 전사하여 행한다. 즉 작상부(53)는, 광기록 장치(57)로부터 감광체 드럼(58)에 광을 노광하고, 이 감광체 드럼(58)에 토너를 부착시키고, 부착한 이 토너를 상기 전사 벨트(56)에 1차 전사한다. 이와 같이 화상이 형성된 전사 벨트(56)상에 종이(54a)가 공급되면, 상기 화상이 전사 벨트(56)로부터 종이에 2차 전사된다. 2차 전사가 이루어진 후의 종이(54a)는 정착부(59)에 반송된다. 정착부(59)는 열과 압력으로 토너를 종이(54a)에 정착시킨다.
도면 중, 부호 60은 대전 롤, 부호 61은 현상 슬리브, 부호 62는 토너 케이스이다. 이들과 상기 감광체 드럼(58)을 구비한 작상 유닛(63)은, 옐로(63Y), 마젠더(63M), 시안(63C), 블랙(63B)의 4개가 마련되고, 이들은 전사 벨트(56)에 따라 차례로 배설되어 있다.
상기 토너 농도 센서(11)는, 상기한 바와 같은 화상 형성 장치(51)에서의 전사 벨트(56)에 대향하여 설치되고, 전사 벨트(56)상의 토너 농도를 검출한다. 토너 농도 센서(11)는 상기 작상 유닛(63)에 마련되는 일도 있다. 이 경우에는, 토너 농도 센서(11)는 상기 감광체 드럼상의 토너 농도를 검출한다.
다음에, 토너 농도 센서(11)에 관해 설명한다.
토너 농도 센서(11)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 광을 조사하는 발광 수단으로서의 발광 소자(12)와, 이 발광 소자(12)로부터 조사되어 검출 대상인 상기 전사 벨트(56)에서 반사한 반사광을 수광하는 수광 수단으로서의 수광 소자(13, 14)와, 이 수광 소자(13, 14)의 검출 전압을 증폭시키는 증폭 회로(도시 생략)를 갖는다. 상기 발광 소자(12)에는 발광 다이오드를 이용하고, 상기 수광 소자(13, 14)에는 포토 트랜지스터나 포토 다이오드 등이 사용된다.
이들 발광 소자(12)와 수광 소자(13, 14)는 모두, 이른바 사이드 뷰 타입의 것이고, 프린트 기판(15)상의 측연 부분에 표면 실장되어 있다.
구체적으로는, 도 2에 파선으로 도시한 바와 같이, 1개의 발광 소자(12)와, 2개의 수광 소자(13, 14)는, 프린트 기판(15)의 측연부에, 그 긴변 방향에 따라 개략 일직선상에 배설되어 있다. 2개의 수광 소자(13, 14) 중의 한쪽(도 2 좌측)은, 가상선으로 도시한 바와 같이, 발광 소자(12)로부터 조사되어 반사하는 반사광 중의 정반사광을 수광하는 제 1 수광 소자(13)이고, 주로 블랙 토너의 농도 검출을 행한다. 2개의 수광 소자(13, 14) 중의 한쪽(도 2 우측)은, 발광 소자(12)로부터 조사되어 반사한 반사광 중의 확산 반사광을 수광한 제 2 수광 소자(14)이고, 주로 옐로, 마젠더, 시안의 컬러 토너의 농도 검출을 행한다.
발광 소자(12)와 수광 소자(13, 14)를 실장한 부분은, 차광성을 갖는 흑색의 케이스(16)로 피복된다. 이 케이스(16)는 합성 수지 성형품이고, 도 1, 도 4에 도시한 바와 같이, 발광 소자(12)와 수광 소자(13, 14)를 실장한 측인 프린트 기판(15)의 표면을 덮는 상 케이스(17)와, 프린트 기판(15)의 이면을 덮는 하 케이스(18)를 갖음과 함께, 프린트 기판(15)의 단(端)에 대향하는 부분에 렌즈 부재(19)를 지지하고 있다. 상 케이스(17)와 하 케이스(18)는 프린트 기판(15)의 소정 위치를 끼우도록 감합시키면 서로 끼워맞는 감합부(도시 생략)를 갖는다.
케이스(16)로 피복된 프린트 기판(15)의 표면에는, 프린트 기판(15)의 표면에 따라서, 상기 발광 소자(12)로부터 조사되는 광을 통과시키는 조사로(21)와, 상기 반사광을 통과시키는 수광로(22, 23)를 갖는 광로가 형성되고, 상기 조사로(21)와 상기 수광로(22, 23)에는, 광로를 부분적으로 좁히는 조임부(25, 26)를 갖는다. 이들 조임부(25, 26)는, 조사로(21)와 수광로(22, 23)의 내측의 벽면과 마찬가지로 차광성을 가지며, 소망 방향의 조사 범위로 광을 조사하고, 또는 소망 방향의 검출 범위로부터의 반사광을 유도하도록 위치나 크기가 설정되어 있다.
또한, 상기 광로란, 광이 닿는 부분이고, 상기 조사로(21)와 상기 수광로(22, 23) 이외의 부분도 광로의 일부를 구성한다.
또한, 도시예에서는 상기 조사로(21)와 상기 수광로(22, 23) 전부에 조임부(25, 26)를 형성하였지만, 예를 들면 제 2 수광 소자(14)를 갖는 수광로(23)와 조사로(21)에 형성하거나, 상기 조사로(21) 또는 상기 수광로(22, 23)의 어느 하나 에만 형성하거나 하여도 좋다.
이 토너 농도 센서(11)에서는, 검출 정밀도의 편차를 보다 좋게 억제하기 위해, 조사로(21)와 수광로(22, 23)의 긴변 방향에 따라 간격을 벌려서 복수의 상기 조임부(25, 26)를 형성하고, 발광 소자(12) 또는 수광 소자(13, 14)에 가까운 쪽의 조임부(26)를 발광 소자(12) 또는 수광 소자(13, 14)의 부근에 형성한다는 구성을 채용하고 있다.
도 2, 도 4에 도시한 토너 농도 센서(11)는, 프린트 기판(15)의 단에 대응하는 부위로부터, 발광 소자(12) 또는 수광 소자(13, 14)를 수용하고 있는 수용 공간(27)까지의 사이에 늘어나는 조사로(21) 또는 수광로(22, 23)의 양단부에, 광로를 좁히는 상기 조임부(25, 26)를 갖고 있다. 이들의 조임부(25, 26)는 광로를 차단하도록 내측으로 향하여 튀어나오는 격벽형상의 벽부(28)와, 이 벽부(28)로 둘러싸여지는 구멍부(29)로 이루어진다. 벽부(28)의 두께나 구멍부(29)의 위치나 크기는, 전술한 바와 같이 소망하는 조사 범위로 광을 조사하고, 또는 소망하는 검출 범위로부터의 반사광을 유도하도록 설계되어 있다. 발광 소자(12)나 수광 소자(13, 14)의 긴변 방향으로 나열하는 2개의 조임부(25, 26)의 구멍부(29)는 동일한 크기이다. 필요하면 다른 크기로 할 수도 있다.
상기 조사로(21)의 조임부(25, 26)중, 발광 소자(12) 부근의 조임부(26)는 발광 소자(12)로부터 조사되는 조사광 중의 불필요 부분을 먼저 차단하는 것이고, 프린트 기판(15)의 단에 위치하는 조임부(25)는 발광 소자(12) 부근의 조임부(26)에서 차단할 수가 없었던 조사광 중의 불필요 부분을 차단하는 것이다.
상기 수광로(22, 23)의 조임부(25, 26)중, 프린트 기판(15)의 단에 위치하는 조임부(25)는 반사광 중의 불필요 부분을 먼저 차단하는 것이고, 수광 소자(22, 23) 부근의 조임부(26)는 프린트 기판(15)의 단에 위치하는 조임부(25)에서 차단할 수가 없었던 반사광 중의 불필요 부분을 차단하는 것이다.
또한, 이 토너 농도 센서(11)에서는, 검출 정밀도의 편차를 억제할 수 있도록 함과 함께 소형화에도 대응할 수 있도록 한다는 목적을 달성하기 위해, 도 4(b)에 도시한 바와 같이, 상기 조임부(25, 26)를 상하로 둘로 나눈 조임부 상측부(25a, 26a)를 상기 상 케이스(17)에 구비하고, 상기 조임부(25, 26)를 상하로 둘로 나눈 조임부 하측부(25b, 26b)가 상단에 마련된 돌기부(30)를 상기 하 케이스(18)에 구비하여, 상기 프린트 기판(15)에는 상기 조임부 하측부(25b, 26b)를 프린트 기판(15)의 표면에 돌출시키는 두께 방향으로 관통한 관통구멍(31)을 형성한다는 구성을 채용하고 있다.
도 4(b)는 조사로(21) 또한 수광로(22, 23)의 긴변 방향의 중앙에서 세로로 절단한 상태의 개략 구조를 도시하는 단면도이고, 도 4(c)는 도 4(b)의 A-A 단면도, 도 4(d)는 도 4(b)의 B-B 단면도이다.
이들의 도면에 도시하는 바와 같이, 상 케이스(17)의 내면에는 상기 수용 공간(27)과 조사로(21) 또는 수광로(22, 23) 외에, 상기 조임부(25, 26)의 일부인 상기 조임부 상측부(25a, 26a)가 형성되어 있다. 조임부 상측부(25a, 26a)는, 구멍부(29)의 중심을 경계로 상하로 벽부(28)를 분할한 때의 상측부분의 형상이고, 조사로(21) 또는 수광로(22, 23)의 천장면으로부터 수직으로 매달려(垂設) 있다.
한편, 하 케이스(18)에는, 상기 조임부(25, 26)의 일부인 상기 조임부 하측부(25b, 26b)가 형성되어 있다. 조임부 하측부(25b, 26b)는, 구멍부(29)의 중심을 경계로 상하로 벽부(28)를 분할한 때의 하측부분의 형상이고, 조임부 하측부(25b, 26b)의 상단연(上端緣)은 상기 조임부 상측부(25a, 26a)의 하단연과 상호 맞닿도록 형성되어 있다.
전술한 바와 같이 조임부 하측부(25b, 26b)는 프린트 기판(15)의 이면부터 표면으로 돌출시키는 것이기 때문에, 조임부 하측부(25b, 26b)는, 프린트 기판(15)의 두께와 같은 높이의 상기 돌기부(30)의 상단에 일체로 마련되어 있다. 돌기부(30)는 하 케이스(18)의 윗면에서의 상 케이스(17)의 조임부 상측부(25a, 26a)에 대응하는 부위에 세워져(立設) 있다.
그리고, 프린트 기판(15)에서의 상기 조임부 하측부(25b, 26b)에 대응하는 부위에는, 조임부 하측부(25b, 26b)의 아래의 돌기부(30)가 감합 대응하는 상기 관통구멍(31)이 형성되어 있다. 프린트 기판(15)의 단에 위치하는 조임부 하측부(25b)를 지지한 돌기부(30)가 감합하는 관통구멍(31)은, 프린트 기판(15)의 단에 상당하는 부분이 개방된 노치형상의 형상이고, 발광 소자(12) 또는 수광 소자(13, 14) 부근의 조임부 하측부(26b)를 지지한 돌기부(30)가 갑합하는 관통구멍(31)은, 주위가 막혀진 구멍형상의 형상이다.
이와 같이 구성된 토너 농도 센서에서는, 발광 소자(12)로부터의 광은 조사로(21)를 통과하여 전사 벨트(56)를 향하여 조사되고, 도 4(a)에 도시한 바와 같이, 전사 벨트(56)에서 반사한 반사광은 2개의 수광로(22, 23)를 통과하여 각각의 수광 소자(13, 14)에서 수광된다. 그리고, 광이 조사로(21)나 수광로(22, 23)를 통과할 때에는, 상기 조임부(25, 26)가 조사하는 광의 범위를 규제하고, 또는 수광하는 반사광의 검출 범위를 규제한다.
즉, 수광하는 때를 예로 설명하면, 도 5에 화살표로 도시한 바와 같이, 조임부(25, 26)에 대한 검출 범위(A)로부터의 반사광은 수광 소자(13, 14)를 향하여 곧바로 들어가고, 수광 소자(13, 14)에서 검출된다. 한편, 검출 범위(A) 밖의 반사광은 최초의 조임부(25), 즉 프린트 기판(15)의 단의 조임부(25)에서 차단된다. 또한, 최초의 조임부(25)를 통과한 반사광 중 검출 범위(A) 밖의 반사광은 수광로(22, 23) 내에서 반사하여, 안쪽의 조임부(26)에서 차단된다.
조사로(21)에서도 조임부(25, 26)는 마찬가지 작용을 행하여, 조사 범위(B) 밖으로 광을 조사하지 않도록 규제한다.
전술한 바와 같이 프린트 기판(15)에 고정된 케이스(16)의 조임부(25, 26)에서 광의 조사 범위(B)나 수광한 검출 범위(A)의 적정화를 도모하기 때문에, 발광 소자(12)나 수광 소자(13, 14)의 탑재 위치가 소정 위치로부터 어긋나 있어도, 그 어긋남에 관계없이, 조사 범위(B)나 검출 범위(A)의 편차를 억제할 수 있다. 이 때문에, 발광 소자(12)나 수광 소자(13, 14)의 탑재 위치에 영향을 받지 않는 균질한 검출 정밀도를 얻을 수 있다.
거기다가, 조임부(25, 26)를 복수 구비하고 있기 때문에, 조임부(25, 26)를 소자의 부근에만 구비한 종래의 토너 농도 센서(특허 문헌 1에 기재된 토너 농도 센서)에 비하여, 조임부(25, 26)에 의한 여분의 광을 차단하는 효과가 충분히 얻어져서, 보다 양호하게 검출 정밀도의 편차를 해소할 수 있다.
또한, 이와 같은 효과를 달성하는 조임부(25, 26)는 프린트 기판(15)의 표면측에 형성되는 것임에도 불구하고, 굳이 프린트 기판(15)의 이면에 구비되는 하 케이스(18)에 그 일부를 분담시켜서 구성하기 때문에, 조임부(25, 26)의 구멍부(29)보다도 하측의 부분인 조임부 하측부(25b, 26b)의 높이(H)가 아무리 낮아도, 조임부 하측부(25b, 26b)를 성형하여 프린트 기판(15)의 표면에 존재시킬 수 있다.
이 때문에, 발광 소자(12)나 수광 소자(13, 14)의 소형화를 도모하고, 조임부(25, 26)를 형성하여야 할 위치가 프린트 기판(15)의 표면에 근접하였다고 하여도, 그와 같은 조임부(25, 26)를 확실하게 얻을 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 양호하게 검출 정밀도의 편차를 억제하면서도, 소형화를 실현할 수 있다.
게다가 조임부 하측부(25b, 26b)는, 조임부 하측부(25b, 26b)를 일체로 구비하는 돌기부(30)를 프린트 기판(15)에 관통시킨 상태로 구비되기 때문에, 진동 등에 의해 손상하는 일이 없는 견고한 구조이다.
이하, 그 밖의 예에 관해 설명한다. 이 설명에서, 전술한 구성과 동일 또는 동등한 부위에 관해서는 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다.
도 6(a)는, 조임부(25)가 조사로(21)나 수광로(22, 23)의 긴변 방향에 따라 연속하여 형성되고, 조임부(25)에서의 발광 소자(12) 또는 수광 소자(13, 14)측의 단부가, 발광 소자(12) 또는 수광 소자(13, 14)의 부근에 형성된 예를 도시하고 있다. 이 예에서는, 수광로(22, 23)나 조사로(21)에서의 프린트 기판(15)의 단에 상당하는 위치부터 수용 공간(27)까지의 긴변 방향의 전체에 상기 조임부(25)가 형성되어 있다.
이와 같이 구성된 토너 농도 센서(11)에서는, 검출 범위(A)의 외측에서 들어갔던 반사광은, 수광로(22, 23)의 조임부(25)의 내면에서 반사한 것이지만 반사의 반복으로 감쇠하기 때문에, 그와 같은 반사광이 수광 소자(13, 14)에 의한 검출에 영향을 주지 않도록 할 수 있다. 반사 회수는 많은 쪽이 높은 효과를 얻어지기 때문에, 조임부(25)는 길게 형성되는 것이 바람직하다.
발광로(21)에서도 전술한 것과 같은 작용을 얻을 수 있다.
도 6(b)는, 도 4(b)에 도시한 바와 같이 수광로(22, 23)나 조사로(21)의 긴변 방향의 양단부에 형성된 조임부(25, 26)의 조임부 하측부(25b, 26b)를 일체로 형성한 예를 도시하고 있다. 즉 하 케이스(18)에 형성되는 돌기부(30)는 수광로(22, 23)나 조사로(21)의 길이와 같게 형성되고, 그 상단의 양단부에, 조임부 하측부(25, 26)가 일체로 구비되어 있다.
이와 같이 구성된 토너 농도 센서(11)에서는, 소형화를 도모한 경우에도, 돌기부(30)를 크게 형성할 수 있기 때문에, 제조가 용이한 점 등의 이점을 갖는다.
도 6(c), 도 6(d)는, 조사로(21) 또는 수광로(22, 23)의 긴변 방향에 따라 간극을 벌려서 복수 형성하는 것과, 긴변 방향에 따라 연속하여 형성하는 것을 조합시킨 예를 도시하고 있다. 즉 도 6(c)에 도시한 조임부(25)는, 조임부 상측부(25a)를 조사로(21) 또는 수광로(22, 23)의 긴변 방향의 전체에 연속한 형상으로 형성하고, 조임부 하측부(25b, 25c)를 조사로(21) 또는 수광로(22, 23)의 긴변 방향의 양단부에 형성한 예이다. 도 6(d)는, 도 6(c)의 조임부(25)를 상하 역으로 구성한 예를 도시하고 있다. 도 6(d)중, 부호 25d는 조임부 상측부이다.
이와 같이 구성된 토너 농도 센서(11)로도 전술한 바와 마찬가지로, 검출 범위(A)나 조사 범위(B)를 규제할 수 있다.
도 7은, 조임부(25)를 구성하는 조임부 상측부(25a)와 조임부 하측부(25b)에, 이들이 서로 감합하는 감합 구조가 형성된 예를 도시하고 있다. 조임부(25)가 도 4 등에 도시한 바와 같이 복수 있는 경우도, 도 6(a)에 도시한 바와 같이 단수인 경우도, 마찬가지로 구성할 수 있다.
도 7은 조임부(25) 부분의 종단면도이고, 이 도면에 도시하는 바와 같이, 조임부 하측부(25b)의 윗면에 감합을 위한 감합구멍(32)이 형성되는 한편, 조임부 상측부(25a)의 하면에는, 상기 감합구멍(32)에 감합하는 감합 돌기(33)가 형성되어 있다.
이와 같은 구성의 토너 농도 센서(11)에서는, 조임부(25)에서도 감합구멍(32)과 감합 돌기(33)가 상호 감합하기 때문에, 상하로 분할한 구조의 조임부(25)라도, 소망하는 형상의 조임부(25)를 얻을 수 있다. 게다가, 감합 상태가 유지됨에 의해 상 케이스(17)와 하 케이스(18)의 프린트 기판(15)에 대한 고정 상태를 유지할 수 있기 때문에, 감합구멍(32)과 감합 돌기(33)가 독자적인 감합 강도를 갖는 것인 경우에는, 상 케이스(17)와 하 케이스(18)의 감합 상태를 유지하는 그 밖의 구조를 생략, 또는 간소화할 수도 있다.
본 발명의 구성과, 전술한 한 형태의 구성과의 대응에 있어서,
본 발명의 발광 수단은, 상기 발광 소자(12)에 대응하고,
이하 마찬가지로,
수광 수단은, 상기 수광 소자(13, 14)에 대응하고,
검출 대상은, 전사 벨트(56)에 대응하고,
기판은, 프린트 기판(15)에 대응하고,
감합 구조는, 상기 감합구멍(32), 감합 돌기(33)에 대응하지만,
본 발명은 전술한 구성만으로 한정되는 것이 아니고, 그 밖의 구성을 채용할 수도 있다.
예를 들면, 상기 조임부 상측부와 조임부 하측부는, 구멍부의 중심 위치를 경계로 상하로 분할한 형상으로 한정하지 않고, 상하로 혼합된 형상이라도 좋다.
11 : 토너 농도 센서 12 : 발광 소자
13, 14 : 수광 소자 15 : 프린트 기판
17 : 상 케이스 18 : 하 케이스
21 : 조사로 22, 23 : 수광로
25, 26 : 조임부 25a, 25d, 26a : 조임부 상측부
25b, 25c, 26b : 조임부 하측부 30 : 돌기부
31 : 관통구멍 32 : 감합구멍
33 : 감합 돌기 51 : 화상 형성 장치
56 : 전사 벨트

Claims (7)

  1. 토너 농도를 검출하기 위해 광을 조사하는 발광 수단과, 그 발광 수단으로부터 조사되어 검출 대상에서 반사한 반사광을 수광하는 수광 수단과, 이들을 표면 실장한 기판의 표면에 따라서 형성되어 상기 발광 수단으로부터 조사되는 광을 통과시키는 조사로 및 상기 반사광을 통과시키는 수광로를 갖는 광로와, 그 광로에 형성되어 광로를 부분적으로 좁히는 조임부를 갖는 토너 농도 센서에 있어서,
    상기 기판의 표면에, 상기 발광 수단과 상기 수광 수단을 덮음과 함께 상기 광로, 및 상기 조임부를 상하로 둘로 나눈 조임부 상측부를 형성하는 상 케이스를 구비하고,
    상기 기판의 이면에는, 상기 상 케이스와 결합하여 상기 기판을 끼워 넣는 하 케이스를 구비하고,
    상기 하 케이스에, 상기 조임부를 상하로 둘로 나눈 조임부 하측부가 상단에 마련된 돌기부가 형성되고,
    상기 기판에는, 상기 조임부 하측부를 상기 기판의 표면에 돌출시키는 두께 방향으로 관통한 관통구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 토너 농도 센서.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 조임부가 상기 조사로 및/ 또는 상기 수광로의 긴변 방향에 따라 간격을 벌리고 복수 형성되고,
    상기 발광 수단 또는 수광 수단에 가까운 상기 조임부가, 상기 발광 수단 또는 상기 수광 수단의 부근에 형성된 것을 특징으로 하는 토너 농도 센서.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 조임부가 상기 조사로 및/ 또는 상기 수광로의 긴변 방향에 따라 연속하여 형성되고,
    그 조임부에서의 상기 발광 수단 또는 수광 수단측의 단부가, 상기 발광 수단 또는 상기 수광 수단의 부근에 형성된 것을 특징으로 하는 토너 농도 센서.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 조임부 상측부와 상기 조임부 하측부에, 이들이 서로 감합하는 감합 구조가 형성된 것을 특징으로 하는 토너 농도 센서.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 조임부 상측부와 상기 조임부 하측부에, 이들이 서로 감합하는 감합 구조가 형성된 것을 특징으로 하는 토너 농도 센서.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 조임부 상측부와 상기 조임부 하측부에, 이들이 서로 감합하는 감합 구조가 형성된 것을 특징으로 하는 토너 농도 센서.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 기재된 토너 농도 센서를 탑재한 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
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