KR102006048B1 - 광학 장치 및 광학 장치를 포함하는 화상 형성 장치 - Google Patents

광학 장치 및 광학 장치를 포함하는 화상 형성 장치 Download PDF

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Abstract

미광에 의한 검출 정밀도의 악화를 방지하기 위해, 광학 장치는 이하의 구성을 포함한다. 광학 장치는 발광 부재, 수광 부재, 및 발광 부재 및 수광 부재가 장착되는 기판을 포함한다. 기판은 판상 기재 층 및 판상 도전 층을 포함한다. 광학 장치는, 수광 부재와 발광 부재의 사이에 배치되고 수광 부재와 발광 부재의 사이에 제공되는 기판의 관통 구멍에 삽입되는 차광 부재를 더 포함한다. 수광 부재는 발광 부재로부터 방출되는 광에 의해 조사되는 부분으로부터 반사 광을 수광한다. 도전 층은 기재 층에 비해 차광 특성이 우수하다. 도전 층은 관통 구멍의 내측 원통형 표면에 노출된다.

Description

광학 장치 및 광학 장치를 포함하는 화상 형성 장치{OPTICAL APPARATUS AND IMAGE FORMING APPARATUS INCLUDING THE OPTICAL APPARATUS}
본 발명은, 타깃 부분이 광에 의해 조사될 때 타깃 부분으로부터 반사되는 광을 수광하는 광학 장치에 관한 것이며, 또한 광학 장치를 포함하는 복사기, 프린터, 또는 팩시밀리 기계와 같은 화상 형성 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 화상 형성 장치는, 각 컬러의 농도가 가변적이고 형성된 화상의 색조 또한 가변적이기 때문에, 동작 환경 및 다양한 조건(예를 들어, 인쇄될 시트의 수)에 민감하다. 컬러 화상 형성 장치는 복수의 컬러 화상을 중첩시켜 복합 컬러 화상을 형성하도록 구성된다. 그러므로, 위치 편차가 각 컬러 화상에서 발생하는 경향이 있다. 예를 들어, 컬러 화상 형성 장치가 4-컬러(예를 들어, 옐로우, 마젠타, 시안 및 블랙) 감광 드럼을 포함하는 경우, 4-컬러 화상 중 2개의 컬러 사이의 상대적인 위치는 가변적이다.
각 컬러 또는 각 컬러 농도의 위치 편차를 보정하기 위한 종래의 방법이 있다. 더 구체적으로는, 종래의 방법은, 광학 장치의 수광 부재가 중간 전사 부재, 감광 부재, 또는 시트에 형성된 패치(즉, 기준 패턴)로부터 반사된 광량을 검출하게 하는 단계를 포함한다. 상기 방법은, 수광된 광의 양을 나타내는 검출 결과에 기초하여 각 컬러 사이의 위치 편차 및 각 컬러의 농도 변동을 계산하는 단계를 포함한다. 상기 방법은, 각 컬러 사이의 위치 편차 및 각 컬러의 농도를 적절하게 조정하도록 계산 결과에 기초하여 다양한 화상 형성 조건을 제어하는 단계를 포함한다.
일본특허출원공개공보 제2013-191835호에서 논의된 바와 같이, 상기 패치 검출에서 사용되는 광학 장치(예를 들어, 광학 센서)의 검출 정확도를 향상시킬 수 있는 종래의 알려진 구성이 있다.
일본특허출원공개공보 제2013-191835호에서 논의된 광학 장치는 기판에 장착되며 차광 부재로서의 역할을 하는 하우징에 의해 덮이는 발광(light-emitting) 부재 및 수광 부재를 포함한다. 그러나, 이러한 종래의 배치에 따르면, 검출 정확도는 미광(stray light)으로 인해 악화될 수 있다. 따라서, 본 발명은 검출 정밀도가 미광에 의해 악화되는 것을 방지하기 위한 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 광학 장치는 발광 부재, 수광 부재, 발광 부재 및 수광 부재가 장착되는, 판상 도전 층 및 판상 기재 층을 포함하는, 기판, 및 수광 부재와 발광 부재의 사이에 배치되고 수광 부재와 발광 부재의 사이에 제공되는 기판의 관통 구멍에 삽입되는 차광 부재를 포함한다. 수광 부재는 발광 부재로부터 방출되는 광에 의해 조사되는 부분으로부터 반사 광을 수광하도록 구성된다. 도전 층은 기재 층에 비해 차광 특성이 우수하다. 도전 층은 관통-구멍의 내측 원통형 표면에 노출된다.
본 발명의 추가의 특징은 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시형태에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 화상 형성 장치를 도시하는 개략 구성이다.
도 2는 광학 센서 유닛을 도시하는 개략적인 단면도이다.
도 3은 어떠한 관통 구멍도 형성되어 있지 않는 상태의 기판의 단면도이다.
도 4는 관통 구멍의 형성을 나타내는 기판의 단면 모습(도면의 상측 부분) 및 상측 표면 모습(도면의 하측 부분)이다.
도 5는 광학 센서 유닛의 단면 모습(도면의 상측 부분) 및 상측 표면 모습(도면의 하측 부분)이다.
도 6은 어떠한 관통 구멍도 형성되어 있지 않은 상태의 기판의 단면도이다.
도 7은 관통 구멍의 형성을 나타내는 기판의 단면 모습(도면의 상측 부분) 및 상측 표면 모습(도면의 하측 부분)을 도시한다.
도 8은 광학 센서 유닛의 단면 모습(도면이 상측 부분) 및 상측 표면 모습(도면의 하측 부분)을 도시한다.
도 9는 광학 센서 유닛의 비교예를 도시하는 단면도이다.
[화상 형성 장치]
제1 예시적인 실시형태가 아래에서 상세하게 설명될 것이다. 도 1은 본 발명에 따른 화상 형성 장치인 컬러 레이저 프린터의 구성을 도시하는 개략적인 단면도이다. 본 발명에 따른 화상 형성 장치는 4-컬러 화상을 중첩시킴으로써 복합 컬러 화상을 형성하기 위한 4-컬러 화상 형성 유닛을 포함한다. 예를 들어, 4 컬러의 조합은 유채 컬러 현상제의 옐로우(Y), 마젠타(M), 및 시안(C)과 무채 컬러 현상제의 블랙(Bk)이다. 컬러 레이저 프린터(101)는 호스트 컴퓨터(102)로부터 화상 데이터(103)를 수취할 수 있는 화상 형성 장치이다. 컬러 레이저 프린터(101)는 화상 형성 비디오 신호(105)를 생성시키기 위해 화상 데이터를 원하는 비디오 신호 포맷 데이터로 전개시킬 수 있는 프린트 화상 생성 유닛(104)을 포함한다. 화상 형성 제어 유닛(106)은 제어 유닛인 중앙 처리 유닛(109)(이하, 간단히 CPU(109)라 칭함)을 포함한다. 프린트 화상 생성 유닛(104)에 의해 생성되는 비디오 신호는 프린트 화상 생성 유닛(104)으로부터 화상 형성 제어 유닛(106)에 전송될 수 있다. 화상 형성 제어 유닛(106)은 비디오 신호에 따라 스캐너 유닛(110)에 제공되는 복수의 레이저 다이오드(111)를 구동한다. 각각의 레이저 다이오드(111)는 레이저 방출 소자로서의 역할을 한다. 스캐너 유닛(110)은 노광 유닛으로서 동작가능하다. 각각의 감광 드럼(115y, 115m, 115c, 및 115k)(이하, 집합적으로 "감광 드럼(115)"이라 칭함)은 각각의 레이저 다이오드로부터 방출되고, 다각형 미러(107), 렌즈(113y, 113m, 113c, 및 113k)(이하, 집합적으로 "렌즈(113)"라 칭함), 미러(114y, 114m, 114c, 및 114k)(이하, 집합적으로 "미러(114)"라 칭함)를 통해 이동하는 레이저 빔(112y, 112m, 112c, 및 112k)(이하, 집합적으로 "레이저 빔(112)"이라 칭함)에 의해 조사된다. 각각의 대전 유닛(116y, 116m, 116c, 및 116k)(이하, 집합적으로 "대전 유닛(116)"이라 칭함)은 대응하는 감광 드럼(115)을 대전시켜 원하는 전하량을 갖도록 할 수 있다. 각각의 감광 드럼(115)의 표면이 레이저 빔(112)에 의해 조사될 때, 전위가 감소하는 조사 부분에서 정전 잠상이 형성될 수 있다. 레이저 빔으로 조사된 감광 드럼(115)에 형성된 정전 잠상을 시각화하기 위해서, 각각의 현상 유닛(117y, 117m, 117c, 및 117k)(이하, 집합적으로 "현상 유닛(117)"이라 칭함)이 감광 드럼(115)의 정전 잠상을 반영하는 토너 화상을 형성할 수 있다. 각각의 1차 전사 부재(118y, 118m, 118c, 및 118k)(이하, 집합적으로 "1차 전사 부재(118)"라 칭함)가 각각의 감광 드럼 상에 형성된 토너 화상을 무단 벨트(이하, "중간 전사 벨트"라 칭함)(119) 위에 1차 전사할 수 있다. 이와 관련하여, 각각의 1차 전사 부재(118)는 전사 전압이 인가되는 전사 유닛으로서의 역할을 한다. 1차 전사 동작에서, 옐로우 화상이 중간 전사 벨트(119) 위에 초기에 전사된다. 그 후, 마젠타, 시안, 및 블랙 화상이 중간 전사 벨트(119) 위에 순차적으로 전사되어, 이러한 방식으로 복합 컬러 화상을 형성한다. 이 경우, 중간 전사 벨트(119)는 4-색 컬러 토너 화상을 담지하고 있다. 중간 전사 벨트(119)는 텐션 롤러(127) 및 구동 롤러(126)와 회전가능하게 결합된다. 구동 롤러(126)는 중간 전사 벨트(119)의 반송을 제어할 수 있다. 용지 공급 롤러(122)가 카세트(120)에 인접하게 위치된다. 용지 공급 롤러(122)는 중간 전사 벨트(119)에 1차로 전사된 화상과 동기화되도록 각각의 기록 용지(121)를 카세트(120)로부터 2차 전사 부분(123)을 향해 반송한다. 컬러 레이저 프린터(101)는, 화상이 기록 용지(121)에 전사될 수 있도록, 2차 전사 부분(123)에서 2차 전사 동작을 수행한다. 이 경우, 적절한 바이어스 전압(bias voltage)이 2차 전사 롤러에 인가되어 전사 효율을 증가시킨다. 정착기(124)가 화상이 2차 전사된 기록 용지에 열 및 압력을 가함으로써 열 정착 동작을 수행한다. 안정적인 컬러 화상이 기록 용지에 정착될 수 있다. 그 후, 기록 용지는 배출 부분을 통해 배출될 수 있다. 광학 센서 유닛(125)이 검출 유닛으로서 동작가능하며 텐션 롤러(127)에 의해 지지된다. 광학 센서 유닛(125)은, 중간 전사 벨트(119)에 전사된 각각의 컬러 화상의 위치 편차 량 및 농도 변동을 검출하기 위해 사용되는 위치 편차 보정 패턴 및 농도 보정 패턴을 검출할 수 있는 광학 센서이다. 원하는 타이밍에, 광학 센서 유닛(125)는 중간 전사 벨트(119)에 형성된 각각의 컬러의 보정 패턴의 위치 및 타깃 농도로부터의 차이를 검출한다. 그 후, 광학 센서 유닛(125)은 검출 결과를 CPU(109)(즉, 제어 유닛)에 출력한다. CPU(109)는 저장 유닛인 랜덤 액세스 메모리(180)(이하, 간단히 RAM(180)이라 함)에 검출 결과를 보전한다. 보존된 검출 결과는 화상 형성 제어 유닛(106)에 피드백될 수 있다. 화상 형성 제어 유닛(106)은 주 스캐닝 방향 및 서브 스캐닝 방향으로 각각의 컬러 토너 화상의 위치 편차를 보정할 수 있다. 또한, 화상 형성 제어 유닛(106)은 각각의 컬러의 농도를 보정할 수 있다.
[광학 센서 유닛]
다음에, 광학 장치로서 동작가능한 광학 센서 유닛(125)을 이하에서 상세하게 설명한다. 도 2는 광학 센서 유닛(125)을 도시하는 개략적인 단면도이다. 발광 부재(202)는 LED 적외선 발광 소자이다. 이하, 발광 부재(202)를 "발광 소자(202)"라 칭한다. 2개의 수광 부재(204, 205)는 포토트랜지스터 적외선 수광 소자이다. 수광 부재(205)는 발광 소자(202)의 확산 방사 광을 수광할 수 있다. 수광 부재(204)는 경면(mirror surface) 반사 광(정 반사 광)을 수광할 수 있다. 이하, 수광 부재(204, 205)를 각각 수광 소자(204, 205)라 칭한다. 기판(201)은, 발광 소자(202), 각각의 수광 소자(204, 205), 및 전자 회로 구성요소(도시되지 않음)가 장착되는 표면을 갖는다. 발광 소자(202) 및 각각의 수광 소자(204, 205)의 각각은, 베어 칩형의 소자이며, 그 중심 축선이 기판(201)의 표면에 실직적으로 직교하는 방향으로 연장되도록 기판(201)에 장착된다.
관통 구멍(207)이 발광 소자(202)와 수광 소자(204)의 사이에 제공된다. 다른 관통 구멍(207)이 발광 소자(202)와 수광 소자(205)의 사이에 제공된다. 각 관통 구멍(207)은 기판(201)의 표면에 직교하는 방향으로 기판(201)의 전방 표면으로부터 후방 표면까지 연장된다. 수지로 만들어진 하우징 부재(206)(이하, "하우징(206)"이라 함)는, 발광 소자(202)를 덮는 부분, 발광 소자(202)로부터 방출된 광이 통과할 수 있는 조리개 개구(diaphragm aperture), 수광 소자(204)를 덮는 부분, 광이 수광 소자(204)로 인입할 수 있는 조리개 개구, 수광 소자(205)를 덮는 부분, 및 광이 수광 소자(205)로 인입할 수 있는 조리개 개구를 갖는다. 발광 소자(202)가 광을 방출할 때, 빔이 발광 소자(202)를 덮는 영역에 형성된 하우징(206)의 조리개 개구를 통해 이동한다. 이 경우, 중간 전사 벨트(119)의 표면은 중간 전사 벨트(119)에 직교하는 방향에 대해 13°의 각도로 기운 빔에 의해 조사된다. 한편, 수광 소자(204)는, 중간 전사 벨트(119)의 표면에 직교하는 방향에 대해 13°의 각도로 중간 전사 벨트(119)의 표면으로부터 반사되며, 수광 소자(204)를 덮는 영역에 형성된 하우징(206)의 조리개 개구를 통과하는 광을 수광할 수 있다. 마찬가지로, 수광 소자(205)는, 중간 전사 벨트(119)의 표면에 직교하는 방향에 대해 60°의 각도로 중간 전사 벨트(119)의 표면으로부터 반사되며, 수광 소자(205)를 덮는 영역에 형성된 하우징(206)의 조리개 개구를 통과하는 광을 수광할 수 있다. 하우징(206)은 대응하는 관통 구멍(207)에 삽입된 2개의 벽부(206a, 206b)를 포함한다. 하나의 벽부(206a)는 발광 소자(202)와 수광 소자(204)의 사이에 배치된다. 다른 벽부(206b)는 발광 소자(202)와 수광 소자(205)의 사이에 배치된다.
센서 스테이(sensor stay)(스테이 부재)(209)는, 광학 센서 유닛(125)과 중간 전사 벨트(119)의 사이에 미리 정해진 거리가 유지될 수 있는 위치에서 텐션 롤러(127)에 광학 센서 유닛(125)을 지지하는 위치결정 부재이다. 센서 스테이(209)는 판상 금속 부재이다. 스페이서 부재(이하, 간단히 "스페이서"라 칭함)(208)가 기판(201)에 제공된 전자 구성요소(도시되지 않음)와의 임의의 간섭을 방지하도록 기판(201)과 센서 스테이(209)의 사이에 배치된다. 스페이서(208)는 기판(201)의 후방 표면에 배치되는 한편, 발광 소자(202) 및 수광 소자(204, 205)는 기판(201)의 전방 표면에 장착된다. 스페이서(208)는, 기판(201)의 후방 표면을 향하는 블랙 표면을 갖는, 수지로 만들어진 부재이다. 블랙 표면은 발광 소자(202)로부터의 광을 흡수할 수 있다. 또한, 스페이서(208)의 표면은, 흡수되지 않은 미광을 확산 및 반사시킬 수 있는 매트 피니싱된(matt finished) 표면이다. 스페이서(208)는 보스 부분을 포함하고, 이 보스 부분에 의해 기판(201), 하우징(206), 및 센서 스테이(209)가 미리 정해진 관계로 서로 위치결정된다. 상기 부재들은 스크류(도시되지 않음)에 의해 밀접하게 합쳐지고, 광학 센서 유닛(125)으로서, 텐션 롤러(127)의 베어링 부분에 접촉되고 거기에 부착된다. 중간 전사 벨트(119)에 의해 담지되는 토너 패턴(203)이 광에 의해 조사되는 부분이다. 적외 광이 발광 소자(202)로부터 방출될 때, 수광 소자(204)는 중간 전사 벨트(119)에 전사된 위치 편차 및 농도 변동 검출 토너 패턴(203)과 중간 전사 벨트(119)의 표면으로부터의 경면 반사 광을 수광한다. 수광 소자(205)는 확산-반사 광을 수광한다. 그러므로, 위치 편차 및 농도 변도 검출 토너 패턴(203)의 위치 편차량 및 원하는 농도로부터의 농도 변동량을 검출하는 것이 실현가능하다.
도 3은, 관통 구멍(207)이 아직 형성되어 있지 않은 상태의 기판(201)의 단면도이다. 기판(201)은 기재 층(301), 2개의 구리박 층(302), 및 2개의 솔더 레지스트 층(303)을 포함한다. 기재 층(301)은 유리 에폭시 수지로 만들어진 부재이다. 각각의 구리박 층(302)은 얇은 구리로 만들어진 층이다. 하나의 구리박 층(302)이 기재 층(301)의 전방 표면에 형성된다. 다른 구리박 층(302)이 기재 층(301)의 후방 표면에 형성된다. 구리박 층(302)은 기재 층(301)에 비해 차광 특성이 우수하다. 도 3에 도시된 바와 같이, 구리박 층(302)은 관통 구멍(207)에 대응하는 영역을 덮는다. 기재 층(301), 구리박 층(302), 및 솔더 레지스트 층(303)은 기판(201)의 판상 구성을 협력적으로 구성하는 적층된 층이다.
도 4는 관통 구멍(207)의 형성을 도시하는 기판(201)의 단면 모습(도면의 상측 부분) 및 상측 표면 모습(도면의 하측 부분)의 세트이다. 단면 모습은 상측 표면 모습에 도시된 점선(X1)을 따라 취한 단면을 도시한다. 드릴(401)은 사용자가 기판(201)의 각각의 관통 구멍(207)을 개구하기 위해 절삭 작업을 행하게 하는 회전 공구이다. 기판(201)에서, 드릴(401)에 의해 관통 구멍(207)이 개구될 수 있는 장소는 구리박 층(302)이 제공되는 부분이다. 각각의 관통 구멍(207)은 솔더 레지스트 층(303), 구리박 층(302), 기재 층(301)을 거쳐서 기판(201)의 전방 표면으로부터 후방 표면까지 수직으로 연장된다. 관통 구멍 비아(via)(403)가 기판(201)의 전방 표면으로부터 후방 표면까지 연장된다. 관통 구멍 비아(403)는 구리박 층(302)이 형성되는 내측 원통형 표면을 포함한다. 기판(201)의 전방 표면에 제공된 구리박 층(302) 및 후방 표면에 제공된 구리박 층(302)은 서로 전기적으로 연결되며 동일한 전위(접지)를 갖는 도전 층이다. 신호 라인(회로 패턴)(405)이 기판(201)의 표면에 형성되며 발광 소자(202), 수광 소자(204, 205), 전자 회로 구성요소(도시되지 않음), 및 도 1에 도시된 CPU(109)에 전기적으로 연결된다.
도 5는, 내부에 형성된 관통 구멍(207)을 포함하는 기판(201)에 발광 소자(202) 및 수광 소자(204, 205)가 장착되어 있으며 기판(201)에 하우징(206)이 부착되어 있는 상태의 광학 센서 유닛(125)의 단면 모습(도면의 상측 부분)을 도시한다. 도 5는, 하우징(206)이 아직 설치되어 있지 않은 상태의 광학 센서 유닛(125)의 상측 표면 모습(도면의 하측 부분)을 더 도시한다. 도 5의 상측 표면 모습은 판상 기판(201)의 연장 방향(표면에 직교하는 관통 구멍(207)의 축 방향)에 직교하는 방향으로부터 본 광학 센서 유닛(125)의 모습을 나타낸다. 도 5의 단면 모습은 상측 표면 모습에 도시된 점선(X1)을 따라 취한 단면을 도시한다. 발광 소자(202) 및 수광 소자(204, 205)는 리플로우(reflowing)에 의해 기판(201)에 장착된다. 하우징(206)은 관통 구멍(207)을 통해 기판(201)에 부착된다. 기판(201) 및 센서 스테이(209)는 스페이서(208)의 보스 부분에 의해 상호 위치결정된다. 그리고, 이러한 부재들은 스크류(도시되지 않음)에 의해 밀접하게 합쳐진다. 구리박 층(302)이 제공되는 영역은, 발광 소자(202) 및 수광 소자(204, 205)의 장착 위치 및 관통 구멍(207)을 둘러싸는 각각의 영역(A)을 덮는다. 구리박 층(302)은 관통 구멍(207)의 내측 원통형 표면을 따라 연장된다. 구리박 층(302)의 단면이 관통 구멍(207)의 내측 원통형 표면에 노출된다.
경로 P에 의해 도시된 바와 같이, 발광 소자(202)로부터 방출된 광은 영역(A)에서 구리박 층(302)에 의해 반사된다. 즉, 구리박 층(302)은 방출된 광이 기재 층(301)에 인입되는 것을 방지한다. 불필요한 광이 기재 층(301)에 인입되는 것이 방지되기 때문에, 발광 유닛으로부터 방출된 광이 기판 내에서 이동하고 외란 광이 되어 수광 소자(204, 205)에 도달하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 경로 R에 의해 도시한 바와 같이, 기판(201)과 스페이서(208)의 사이의 간극을 통해 인입된 외란 광은 영역(A)에서 구리박 층(302)에 의해 반사된다. 즉, 구리박 층(302)은 외란 광이 수광 소자(204, 205)에 인입되는 것을 방지한다. 또한, 경로 Q에 의해 도시된 바와 같이, 관통 구멍(207)과 차광 부재(206)의 사이의 간극으로부터 기판(201)의 후방 표면으로 누설되는 광은 스페이서(208)의 전방 표면에 의해 흡수되거나 확산-반사된다. 즉, 스페이서(208)는 누설 광이 수광 소자(204, 205)에 도달하는 것을 억제할 수 있다.
[비교예]
도 9는 광학 센서의 비교예를 도시하는 단면도이다. 도 9에 도시된 기판(500)은 전자 구성요소가 장착될 수 있는 전방 및 후방 표면을 갖는다. 기판(500)은 기재 층(501), 구리박 층(502), 및 솔더 레지스트 층(503)을 포함한다. 기재 층(501)은 유리 에폭시 수지로 만들어진 부재이다. 발광 유닛(202) 및 2개의 수광 유닛(204, 205)은 표면 장착에 의해 기판(500)에 고정된다. 2개의 관통 구멍(507)은 기판(500)의 전방 표면으로부터 후방 표면까지 연장된다. 차광 부재(206)가 발광 유닛(202) 및 각각의 수광 유닛(204, 205)을 덮는다. 센서 스테이(209)가 기판(500)을 보유지지하고 검출 타깃 대상에 부착된다.
비교 광학 센서의 기판(500)은 대응하는 관통 구멍(507)에 인접하는 각각의 영역(A)에 구리박 층(502)을 포함하지 않는다. 또한, 영역(B)에 의해 나타낸 바와 같이, 관통 구멍(507)과 차광 부재(206)의 사이에 간극이 있다. 그러므로, 경로 P에 의해 나타낸 바와 같이, 발광 유닛(202)의 광은 구리박 층(502)이 존재하지 않는 관통 구멍(507) 및 그 주위 부분을 통해 기판(500)에 인입된다. 센서 스테이(209)는 기판(500)에 인입된 광을 반사한다. 반사된 광은 수광 소자에 도달할 수 있다. 이는 광학 센서의 출력이 바람직하지 않게 변화하는 한가지 이유이다. 또한, 경로 R에 의해 도시한 바와 같이, 기재 층(501)에 인입된 외란 광은 이동하여 센서 스테이(209)에 도달한다. 경로 Q에 의해 나타낸 바와 같이, 관통 구멍(507)과 차광 부재(206)의 사이의 간극으로부터의 누설 광 또한 센서 스테이(209)에 도달한다. 센서 스테이(209)는 외란 광 및 누설 광을 반사한다. 반사된 광은 수광 소자에 도달할 수 있다. 이는 광학 센서의 출력이 바람직하지 않게 변화하는 다른 이유이다. 상기와 같이 센서 출력이 외란 광 및 누설 광에 의해 변화하는 경우, 광학 센서의 다이내믹 레인지가 바람직하지 않게 감소한다. 다이내믹 레인지는 검출될 타깃 대상의 최소 출력값에 대한 최대 출력값의 비이다. 다이내믹 레인지의 감소에 따라 광학 센서의 검출 정밀도가 악화된다.
본 예시적인 실시형태는 이하의 특징에 있어서 상기 비교예와 상이하다. 구리박 층(502)은 발광 소자(202) 및 수광 소자(204, 205)의 장착 부분뿐만 아니라 관통 구멍(507)의 외경과 실질적으로 동일한 부분도 덮는 영역에 존재한다. 그러므로, 미광이 수광 소자(204, 205)에 입사하는 것을 방지하고 광학 센서의 검출 정밀도의 악화를 억제하는 것이 실현가능하다.
상기와 같이, 본 예시적인 실시형태에 따르면, 기재 층(301) 내에서 이동한 외란 광이 수광 소자(204, 205)에 인입되는 것을 방지하는 것이 실현가능하다. 또한, 차광 부재(206)와 관통 구멍(207)과의 사이의 간극을 통해 누설되는 광이 수광 소자(204, 205)에 인입되는 것을 방지하는 것이 실현가능하다. 그러므로, 광학 센서 유닛(125)은 위치 편차 및 농도 변동 검출 토너 패치(즉, 기준 패턴)(203)의 검출에서 적당한 다이내믹 레인지(즉, 최소 출력값에 대한 최대 출력값의 비)를 확보할 수 있다. 다이내믹 레인지가 바람직하지 않은 감소의 유발 없이 적절하게 유지되면, 광학 센서 유닛(125)은 위치 편차 및 농도 변동 검출 토너 패치(즉, 기준 패턴)(203)를 정확하게 검출할 수 있다. 더 구체적으로는, 본 예시적인 실시형태는 미광으로 인한 광학 센서 유닛(125)의 검출 정밀도의 악화를 억제하는 효과를 가져온다.
제2 예시적인 실시형태를 이하에서 상세하게 설명한다. 상기와 같이, 제1 예시적인 실시형태에 따른 방법은, 드릴(401)에 의해 전자 구성요소가 장착될 수 있는 전방 및 후방 표면을 갖는 유리 에폭시 수지로 만들어진 기재(301)에 관통 구멍(207)을 형성하는 단계를 포함한다. 제2 예시적인 실시형태는, 도 6에 도시된 바와 같이, 기판(201)이 전자 구성요소가 장착될 수 있는 하나의 표면만을 갖는 종이 페놀 수지로 만들어진 기재 층(701)을 포함하는 점에서, 제1 예시적인 실시형태와 상이하다. 또한, 제2 예시적인 실시형태에 따른 방법은, 도 7을 참조하여 아래에서 상세하게 설명되는 바와 같이, 기판(201)을 거쳐서 연장되도록, 다이(801)에 의해 관통 구멍(207)을 형성하기 위해 프레스가공을 행하는 단계를 포함한다. 나머지 구성요소는, 이 구성요소가 제1 예시적인 실시형태에서 설명된 것과 유사하기 때문에, 제1 예시적인 실시형태에서 이미 설명된 참조 번호를 할당한다. 그러므로, 그에 대한 장황한 설명은 피한다.
도 6은 관통 구멍(207)이 아직 형성되어 있지 않은 상태의 기판(201)의 단면 모습이다. 기판(201)은 기재 층(701), 구리박 층(302), 및 솔더 레지스트 층(303)을 포함한다. 기재 층(701)은 종이 페놀 수지로 만들어진 부재이다. 구리박 층(302)은 기재 층(701)의 하나의 표면에만 제공된다. 구리박 층(302)은 기재 층(701)에 비해 차광 특성이 우수하다. 구리박 층(302)은 관통 구멍(207)에 대응하는 영역을 덮는다.
도 7은, 관통 구멍(207)의 형성을 나타내는, 기판(201)의 단면 모습(도면의 상측 부분) 및 상측 표면 모습(도면의 하측 부분)의 세트이다. 단면 모습은 점선(803)을 따라 취한 기판(201)의 단면을 나타낸다. 다이(801)는 기판(201)에 관통 구멍(207)을 개구하기 위해 프레스가공에 이용될 수 있는 기계가공 공구이다. 각각의 관통 구멍(207)은 수직으로 기판(201)의 전방 표면으로부터 후방 표면까지 솔더 레지스트 층(303), 구리박 층(302), 및 기재 층(301)을 거쳐서 수직으로 연장된다. 관통 구멍(207)이 제공되는 부분은 구리박 층(302)이 존재하는 영역이다. 그러므로, 구리박 층(302)은, 관통 구멍(207)의 외경과 실질적으로 동일한 위치를 덮도록 배치된다. 신호 라인(405)이, 기판(201)의 표면에 형성되고, 발광 소자(202), 수광 소자(204, 205), 전자 회로 구성요소(도시되지 않음), 및 도 1에 도시된 CPU(109)에 전기적으로 연결된다.
도 8은, 내부에 형성된 관통 구멍(207)을 포함하는 기판(201)에 발광 소자(202) 및 수광 소자(204, 205)가 장착되고, 기판(201)에 하우징(206)이 부착되어 있는 상태의 광학 센서 유닛(125)의 단면 모습(도면의 상측 부분) 및 상측 표면 모습(도면의 하측 부분)의 세트이다. 도 8에 도시된 구성은, 구리박 층(302) 및 솔더 레지스트 층(303)이 기판(201)의 하나의 표면에만 제공되는 점 및 관통 구멍(207)을 형성하는 방법에 있어서 도 5에 도시된 구성과 상이하다. 구리박 층(302)이 제공되는 영역은, 발광 소자(202) 및 수광 소자(204, 205)의 장착 위치 및 관통 구멍(207)을 둘러싸는 각각의 영역(A)을 덮는다. 구리박 층(302)은 관통 구멍(207)의 내측 원통형 표면을 따라 연장된다. 경로 P에 의해 도시한 바와 같이, 발광 소자(202)로부터 방출된 광은 영역(A)에서 구리박 층(302)에 의해 반사된다. 즉, 구리박 층(302)은 방출된 광이 기재 층(701)에 인입되는 것을 방지한다. 불필요한 광이 기재 층(701)에 인입되는 것이 방지되기 때문에, 발광 유닛으로부터 방출된 광은 기판 내에서 이동하는 외란 광이 되어 수광 소자(204, 205)에 도달하는 것이 방지될 수 있다.
또한, 경로 Q에 의해 도시된 바와 같이, 관통 구멍(207)과 차광 부재(206)의 사이의 간극으로부터 기판(201)의 후방 표면까지 누설되는 광은 스페이서(208)의 전방 표면에 의해 흡수된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 예시적인 실시형태에 따르면, 기재 층(701) 내에서 이동된 외란 광이 수광 소자(204, 205)에 인입되는 것을 방지하는 것이 실현가능하다. 또한, 차광 부재(206)와 관통 구멍(207)과의 사이의 간극을 통해 누설되는 광이 수광 소자(204, 205)에 인입되는 것을 방지하는 것이 실현가능하다. 그러므로, 광학 센서 유닛(125)은, 위치 편차 및 농도 변동 검출 토너 패치(즉, 기준 패턴)(203)의 검출에 있어서 적절한 다이내믹 레인지(즉, 최소 출력값에 대한 최대 출력값의 비)를 확보할 수 있다. 다이내믹 레인지가 바람직하지 않은 감소의 유발 없이 적절하게 유지될 때, 광학 센서 유닛(125)은 화상 담지 부재(예를 들어, 중간 전사 부재(119) 또는 감광 드럼(115))의 표면에 형성되는 위치 편차 및 농도 변동 검출 토너 패치(즉, 기준 패턴)(203)를 정확하게 검출할 수 있다. 더 구체적으로는, 본 예시적인 실시형태는 미광에 의한 광학 센서 유닛(125)의 검출 정밀도의 악화를 억제하는 효과를 가져온다.
본 발명에 따르면, 미광으로 인한 검출 정밀도의 악화를 억제하는 것이 실현가능하다.
본 발명을 예시적인 실시형태를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태로 제한되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형 및 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 가장 넓게 해석되어야 한다.

Claims (16)

  1. 광학 장치이며,
    발광 부재,
    수광 부재,
    상기 발광 부재 및 상기 수광 부재가 장착되는, 판상 기재 층 및 판상 도전 층을 포함하는, 기판, 및
    상기 수광 부재와 상기 발광 부재의 사이에 배치되고, 상기 수광 부재와 상기 발광 부재의 사이에 제공되는 상기 기판의 관통 구멍에 삽입되는, 차광 부재를 포함하고,
    상기 수광 부재는, 상기 발광 부재로부터 방출되는 광에 의해 조사되는 부분으로부터 반사 광을 수광하도록 구성되며,
    상기 도전 층은 상기 기재 층에 비해 차광 특성이 우수하고, 상기 도전 층은 상기 관통 구멍의 내측 원통형 표면에 노출되는, 광학 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 도전 층은 상기 관통 구멍의 축 방향에서 볼 때 상기 관통 구멍의 주위에 배치되는, 광학 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 도전 층은 구리로 만들어진 층인, 광학 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기재 층은 유리 에폭시 수지로 만들어진 부재인, 광학 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 차광 부재는, 상기 발광 부재를 덮는 부분 및 상기 수광 부재를 덮는 부분을 포함하는, 광학 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판을 지지하는 스테이 부재, 및
    상기 스테이 부재와 상기 기판과의 사이에 배치되는 스페이서 부재를 더 포함하고,
    상기 스페이서 부재는, 상기 발광 부재 및 상기 수광 부재가 장착되는 전방 표면을 갖는 상기 기판의 후방 표면을 향하는 대향 표면을 갖고, 상기 대향 표면은 블랙 표면, 매트 피니싱된 표면, 또는 양자 모두인, 광학 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 스테이 부재는 금속으로 만들어지는, 광학 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 발광 부재로부터 방출되는 광에 의해 조사되는 부분에 토너 화상이 형성되는, 광학 장치.
  9. 광학 장치이며,
    발광 부재,
    수광 부재,
    상기 발광 부재 및 상기 수광 부재가 장착되는, 판상 기재 층 및 판상 도전 층을 포함하는, 기판, 및
    상기 수광 부재와 상기 발광 부재의 사이에 배치되고, 상기 수광 부재와 상기 발광 부재의 사이에 제공되는 상기 기판의 관통 구멍에 삽입되는, 차광 부재를 포함하고,
    상기 수광 부재는 상기 발광 부재로부터 방출되는 광에 의해 조사되는 부분으로부터 반사 광을 수광하도록 구성되며,
    상기 도전 층은 상기 기재 층에 비해 차광 특성이 우수하고, 상기 관통 구멍은 상기 도전 층이 존재하는 부분에서 프레스가공을 행함으로써 상기 기판에 형성되고,
    상기 도전 층은, 상기 기재 층에 의해 형성되는 상기 관통 구멍의 내측 원통형 표면의 연장부 상에 노출되는, 광학 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 기재 층은 종이 페놀 수지로 만들어지는 부재인, 광학 장치.
  11. 광학 장치이며,
    발광 부재,
    수광 부재,
    상기 발광 부재 및 상기 수광 부재가 장착되는, 판상 기재 층 및 판상 도전 층을 포함하는, 기판, 및
    상기 수광 부재와 상기 발광 부재의 사이에 배치되고, 상기 수광 부재와 상기 발광 부재의 사이에 제공되는 상기 기판의 관통 구멍에 삽입되는, 차광 부재를 포함하고,
    상기 수광 부재는 상기 발광 부재로부터 방출되는 광에 의해 조사되는 부분으로부터 반사 광을 수광하도록 구성되며,
    상기 도전 층은 상기 기재 층에 비해 차광 특성이 우수하고, 상기 관통 구멍은 상기 도전 층이 존재하는 부분에서 절삭 작업을 행함으로써 상기 기판에 형성되고,
    상기 도전 층은, 상기 기재 층에 의해 형성되는 상기 관통 구멍의 내측 원통형 표면의 연장부 상에 노출되는, 광학 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 기재 층은 유리 에폭시 부재인, 광학 장치.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전 층은 구리로 만들어진 층인, 광학 장치.
  14. 제1항에 따른 상기 광학 장치, 및 토너 화상을 담지하고 상기 조사되는 부분으로서의 역할을 하는 화상 담지 부재를 포함하는, 화상 형성 장치.
  15. 제9항에 따른 광학 장치, 및 토너 화상을 담지하고 상기 조사되는 부분으로서의 역할을 하는 화상 담지 부재를 포함하는, 화상 형성 장치.
  16. 제11항에 따른 광학 장치, 및 토너 화상을 담지하고 상기 조사되는 부분으로서의 역할을 하는 화상 담지 부재를 포함하는, 화상 형성 장치.
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