光学センサおよび画像形成装置
【課題】発光手段および／または受光受光手段を基板に対して所定の姿勢で表面実装することができる光学センサおよび画像形成装置を提供する。
【解決手段】プリント基板３４の発光素子３１の胴体部前側端部（レンズ側）と対向する箇所、胴体部後側端部（レンズ側と反対側）近傍と対向する箇所に支持突起３４ｅを設けた。これにより、支持突起３４ｅにより素子の胴体部の前側と後側とが支持され、素子が端子を支点にして揺動することがない。その結果、素子をプリント基板３４の接続部３４ｄと端子との間に充填された溶融したハンダが固まるまでの間に、素子に触れるなどしても、素子が前後（光軸方向）に傾くことが防止される。
【解決手段】プリント基板３４の発光素子３１の胴体部前側端部（レンズ側）と対向する箇所、胴体部後側端部（レンズ側と反対側）近傍と対向する箇所に支持突起３４ｅを設けた。これにより、支持突起３４ｅにより素子の胴体部の前側と後側とが支持され、素子が端子を支点にして揺動することがない。その結果、素子をプリント基板３４の接続部３４ｄと端子との間に充填された溶融したハンダが固まるまでの間に、素子に触れるなどしても、素子が前後（光軸方向）に傾くことが防止される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照射対象物に対して照射した光の反射光を受光する光学センサ及びこの光学センサを用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置においては、安定した画像濃度を得るために、感光体等の像担持体表面に濃度検知用トナーパッチ（基準パターン）を作成し、そのパッチの濃度を光学センサにより検出するものがある。この画像形成装置では、その光学センサによる検出結果に基づき、潜像形成用の書込光強度、帯電バイアス、現像バイアス等を変更して現像ポテンシャルを調節したり、２成分現像方式の場合には現像器内のトナー濃度の目標値を調節したりするような画像濃度制御を行う。この光学センサは、発光素子と受光素子とを備えた反射型光学センサが一般的に用いられる。
【０００３】
特許文献１には、プリント基板の表面に面実装される面実装タイプの発光素子および受光素子を用いた光学センサが記載されている。面実装タイプの発光素子には、面実装されたプリント基板に対して垂直方向に光を照射するトップビュー面実装タイプと、面実装されたプリント基板に対して平行に光を照射するサイドビュー面実装タイプとがある。同様に、受光素子も、面実装されたプリント基板に対して垂直方向に光を受光するトップビュー面実装タイプと、面実装されたプリント基板に対して平行の光を受光するサイドビュー面実装タイプとがある。光学センサとしては、トップビュー面実装タイプの発光素子が用いられた場合には、受光素子もトップビュー面実装タイプのものが用いられ、サイドビュー面実装タイプの発光素子が用いられた場合には、サイドビュー面実装タイプの受光素子が用いられる。
【０００４】
面実装タイプの発光素子や受光素子（以下、特に区別しない場合は、ただ単に素子と呼ぶ）には、出力端子と入力端子とが設けられている。そして、素子の入力端子と出力端子は、素子のプリント基板と対向する面よりもプリント基板側に延びた部分と、このプリント基板側に延びた部分の先端からプリント基板に対して平行に延びた部分とを有した略Ｌ字状の形状を有している。そして、これら端子のプリント基板に対して平行に延びる部分をプリント基板の接続端子に当接させてハンダ付けすることにより、プリント基板に素子が面実装される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、表面実装タイプの素子をプリント基板にハンダにより面実装するとき、２本の端子（入力端子と出力端子）のみがプリント基板上に当接した状態でハンダ付けすることになる。すなわち、２本の端子でプリント基板上に素子が支持された状態で、素子が面実装される。その結果、以下のような理由により、所定の姿勢とは異なった姿勢で素子が基板に面実装される場合があるという課題があった。一つ目の理由は、端子の加工の誤差により、端子のプリント基板側延びた部分とプリント基板に対して平行に延びた部分とのなす角度が所定の角度（９０°）以外の角度となっている場合がある。このような場合、これら端子のプリント基板側に対して平行に延びた部分を接続端子に当接させて素子を支持したとき、素子がプリント基板に対して所定の姿勢で支持されなくなるという理由である。２つ目の理由は、素子のプリント基板と対向する面は、プリント基板との間に隙間が生じている。よって、２本の端子によって基板上に支持されている素子は、端子を支点にして揺動可能な状態となっている。そのため、プリント基板の接続部と端子との間に充填された溶融したハンダが固まるまでの間に、素子に触れるなどすると、端子を支点にして素子が揺動し、素子のプリント基板と対向する面の一部がプリント基板と当接するような姿勢に素子の姿勢が変化し、その状態で素子がプリント基板に面実装されてしまうという理由である。
【０００６】
本発明は以上の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、発光手段および／または受光受光手段を基板に対して所定の姿勢で表面実装することができる光学センサおよび画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、発光手段と、上記発光手段から照射された光が照射対象物によって反射したとき反射光を受光する受光手段と、上記発光手段および上記受光手段が面実装される基板とを備えた光学センサにおいて、上記基板に、上記発光手段と当接して上記発光手段を支持する支持突起および／または上記受光手段と当接して上記受光手段を支持する支持突起を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、発光手段と当接して発光手段を支持する支持突起および／または受光手段と当接して受光手段を支持する支持突起を基板に設けたので、発光手段および／または受光手段が、支持突起により基板に支持される。そして、加工誤差により端子が所定の形状でなかった場合でも、発光手段および／または受光手段が傾かないよう、支持突起の基板に設ける箇所や、高さ、形状にすることにより、所定の姿勢で発光手段および／または受光手段を基板に支持することができる。よって、端子のみで発光手段および／または受光手段を基板に支持する場合に比べて、所定の姿勢に対する姿勢の変化を抑えて、発光手段および／または受光手段を基板に面実装することができる。また、支持突起の位置や形状により、接続部と端子との間に充填された溶融したハンダが固まるまでの間、発光手段および／または受光手段を、揺動不能に支持することができる。これにより、接続部と端子との間に充填された溶融したハンダが固まるまでの間に、素子の基板に対する姿勢が変化するのを抑制することができ、発光手段および／または受光手段が、所定の姿勢とは異なる姿勢で基板に面実装されるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係るプリンタの構成を説明する概略構成図。
【図２】同プリンタの像形成手段の構成を説明する概略構成図。
【図３】同プリンタの中間転写ベルト近傍の構成を説明する拡大概略構成図。
【図４】サイドビュー面実装タイプの発光素子および受光素子が面実装された光学センサの構成を説明する概略構成図。
【図５】サイドビュー面実装タイプの発光素子の側面図。
【図６】プリント基板にサイドビュー面実装タイプの発光素子を取り付けた様子を示す光学センサの側面図。
【図７】プリント基板にサイドビュー面実装タイプの発光素子を取り付けた様子を示す光学センサの正面図。
【図８】従来の光学センサにおいて、サイドビュー面実装タイプの素子がプリント基板に対して傾いて面実装される例について説明する図。
【図９】サイドビュー面実装タイプの素子が、プリント基板に対して傾くことなく面実装された場合の光路について説明する図。
【図１０】サイドビュー面実装タイプの素子が、プリント基板に対して傾いて面実装された場合の光路について説明する図。
【図１１】支持突起を備えたサイドビュー面実装タイプの素子が面実装された光学センサの発光素子近傍の概略構成図。
【図１２】同光学センサの支持突起を備えたプリント基板を示す図。
【図１３】同光学センサの複数回シルク印刷を実行して支持突起を形成した実施例を示す。
【図１４】同光学センサの支持突起を胴体部の前側端部近傍と対向する位置にのみ設けた実施例を示す図。
【図１５】同光学センサの支持突起を胴体部の後端部近傍と対向する位置にのみ設けた実施例を示す図。
【図１６】同光学センサの受光素子の前に遮光壁を設けた構成の実施例を示す図。
【図１７】同光学センサの受光素子の前に遮光壁を設けた構成の別の実施例を示す図。
【図１８】トップビュー面実装タイプの発光素子および受光素子が面実装された光学センサの構成を説明する概略構成図。
【図１９】トップビュー面実装タイプの発光素子を示す概略構成図。
【図２０】トップビュー面実装タイプの発光素子をプリント基板に取り付けた従来構成を示す図。
【図２１】支持突起を備えたトップビュー面実装タイプの素子が面実装された光学センサの発光素子近傍の概略構成図。
【図２２】同光学センサの支持突起を備えたプリント基板の一部を示す図。
【図２３】同光学センサの支持突起の第１変形例を示す図。
【図２４】同光学センサの支持突起の第２変形例を示す図。
【図２５】同光学センサの支持突起の第３変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を画像形成装置であるフルカラープリンタ（以下、プリンタという）１００に適用した場合の実施形態について説明する。図１は、このプリンタ１００の構成を説明する概略構成図である。このプリンタ１００は、図１に示すように、像形成手段としての各構成部材を収納する位置固定された装置本体と、転写材Ｓを収納する引き出し可能な給紙カセット２１とを備えている。装置本体の中央部には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像を形成するための画像形成ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを備えている。以下、各符号の添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、それぞれイエロー、シアン、マゼンダ、黒用の部材であることを示す。
【００１１】
図２は、プリンタの像形成手段の構成を説明する概略構成図である。図１及び図２に示すように、プリンタ１００の像形成手段は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色の上記画像形成ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋが、ループ状に走行する像担持体としての中間転写ベルト７の水平な張架面に対向して、左からＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋの順に配設されて構成されている。各色の画像形成ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは４組とも同じ構成にしてある。これら画像形成ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、像担持体としてのドラム状の感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋ、帯電手段としての帯電ローラ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋ、画像書込手段（露光手段）としてのレーザー露光装置２０及び現像手段としての現像装置４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋ、感光体表面の転写残トナーを除去するクリーニング装置６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｋを少なくとも有するユニットとして構成される。
【００１２】
上記画像形成ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの帯電ローラ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋは、それぞれ所定の電位に保持されたトナーと同極性の帯電（本実施形態においてはマイナス帯電）によって感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋに対して帯電作用を行い、感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋに一様な電位を与える。なお、帯電手段としては帯電ローラに限るものではなく、帯電ブラシや帯電チャージャなどの種々のものを適宜使用することができる。
【００１３】
上記レーザー露光装置２０は、帯電ローラ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋに対して感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの回転方向下流側で現像装置４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋの上流側を露光する。また、レーザー露光装置２０は、感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの回転軸と平行に主走査方向に露光走査するように配置されている。
【００１４】
このレーザー露光装置２０は、例えば、半導体レーザ（ＬＤ）からなる光源と、コリメートレンズやシリンドリカルレンズなどからなるカップリング光学系（またはビーム整形光学系）と、回転多面鏡などからなる光偏向器と、光偏向器で偏向されたレーザー光を感光体２上に集光する結像光学系などからなり、別構成で設けた図示しない画像読み取り装置によって読み取られメモリに記録された各色の画像データ（あるいはパーソナルコンピュータなどの外部機器から入力された各色の画像データ）に従って強度変調されたレーザー光ＬＹ、ＬＣ、ＬＭ、ＬＫによって各色用の感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの感光層を像露光し、各色毎の静電潜像を形成する。なお、画像書込手段（露光手段）としては、上記のレーザー露光装置２０の他に、発光ダイオードアレイ（ＬＥＤアレイ）とレンズアレイなどを組み合わせたＬＥＤ書き込み装置なども用いることができる。
【００１５】
上記感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋは、導電性円筒状支持体の表面に形成された下引き層上に、上記感光層として電荷発生層（下層）、電荷輸送層（上層）の順、又はこの逆の順にこれらの感光層が積層されている。また、上記電荷輸送層又は上記電荷発生層の表面にさらに公知の表面保護層、例えば熱可塑性又は熱硬化性ポリマーを主体とするオーバーコート層などが形成されていてもよい。また、本実施形態では、感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの導電性円筒状の支持体は接地されている。
【００１６】
上記現像装置４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋは、感光体２の周面に対し所定の間隙を保ち、感光体２の回転方向と順方向に回転する円筒状の非磁性のステンレスあるいはアルミニウム材で形成された現像スリーブ４１Ｙ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｋを有し、現像装置４内部には各色毎の現像色に従いイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の一成分あるいは二成分現像剤を収容している。本実施形態においては、一例として現像装置４内部にトナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤（本実施形態においてトナーはマイナス帯電）を収容しており、この場合、現像スリーブ４１内には、複数の固定磁石あるいは複数の磁極が着磁されたマグネットロールが配置される。また、各色の現像装置４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋには、容器内の現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌・搬送部材４２や、各色のトナーボトル２２からトナーが補給される補給部４３が設けられている。さらに各色の現像装置４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋには、必要に応じて容器内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ４４Ｙ、４４Ｃ、４４Ｍ、４４Ｋが設けられる。
【００１７】
各色の現像装置４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋの現像スリーブ４１Ｙ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｋは図示しない突き当てコロなどにより、感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋのドラム面と所定の間隙、例えば１００［μｍ］から５００［μｍ］の間隙を開けて非接触に保たれており、その現像スリーブ４１Ｙ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｋに対して直流電圧と交流電圧とを重畳した現像バイアスを印加することにより、接触又は非接触の反転現像を行い、感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの表面上にトナー画像を形成する。
【００１８】
クリーニング装置６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｋは、例えばクリーニングブレード６１とクリーニングローラ（又はクリーニングブラシ）６２を有し、クリーニングブレード６１は、感光体表面のカウンタ方向に当接して設けられている。
【００１９】
中間転写体であり像担持体である中間転写ベルト７は、二次転写バックアップローラを兼ねる駆動ローラ８、支持ローラ９、テンションローラ１０ａ、１０ｂ及びバックアップローラ１１に内接して張架され、中間転写ベルト７の回転方向が図中の矢印で示す反時計方向になるように設けられている。また、駆動ローラ８に対向して中間転写ベルト７を介して二次転写ローラ１４が設けられている。そしてベルトクリーニング装置１２のクリーニングブレード１２ａが支持ローラ９の位置の中間転写ベルト７に、カウンタ方向に当接して設けられている。また、同様に、中間転写ベルト７を挟んで各色毎の一次転写ローラ５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋが感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋに対向して設けられている。中間転写ベルト７の駆動は図示しない駆動モータによる駆動ローラ８の回転によって行われる。
【００２０】
一次転写ローラ５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋは、中間転写ベルト７を挟んで感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋに対向して設けられ、中間転写ベルト７と感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋとの間に転写域を形成する。一次転写ローラ５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋには、図示しない直流電源によりトナーと反対極性（本実施形態においてはプラス極性）の直流電圧を印加し、上記転写域に転写電界を形成することによって、感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋ上に形成される各色のトナー像が中間転写ベルト７上に転写される。
【００２１】
転写材Ｓの表面に転写を行う二次転写ローラ１４は、中間転写ベルト７を挟んで接地された駆動ローラ８に対向して設けられ、トナーと反対極性（本実施形態においてはプラス極性）の直流電圧が直流電源によって印加され、中間転写ベルト７上に担持される重ね合わせトナー画像を二次転写ローラ１４を介して転写材Ｓの表面に転写する。
【００２２】
転写紙などの転写材Ｓは給紙カセット２１などから給紙ローラ２７により一枚ずつ搬送され、レジストローラ１３を経て二次転写ローラ１４と駆動ローラ８に挟まれた中間転写ベルト７に重ねられるように搬送され、二次転写部で中間転写ベルト７からトナー像の転写を受ける。トナー像が転写された転写材Ｓは、定着装置１５に送られ、定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂによる熱溶着による定着がなされて排紙部１８に排紙される。
【００２３】
本実施形態におけるプリンタでは、上述のような画像形成モードとは別に、電源投入時、又は或る所定枚数通紙後に各色の画像濃度を適正化するための画質調整が実行される。この画質調整制御では、図３に示すように、まず帯電バイアス、現像バイアスを適当なタイミングで順次切り換えることにより中間転写ベルト７上に各色複数の画質調整用トナー像としての階調パターンＳｙ、Ｓｃ、Ｓｍ、Ｓｋを作像する。これらの階調パターンＳｙ、Ｓｃ、Ｓｍ、Ｓｋを、駆動ローラ１８の近傍における中間転写ベルト７の外部に配置された光学センサ３０により検知し、その出力電圧を付着量に変換して、後述するように、現像バイアス値及びトナー濃度制御目標値を変更する制御を行っている。上記画像調整制御は、プリンタの制御部により実施される。すなわち、本実施形態においては、プリンタの制御部が、画質調整制御手段としての機能を有している。
【００２４】
ここで、光学センサユニット３００は、図３に示すように、色の階調パターンＳｋを検知する光学センサ３０Ｋ、Ｍ色の階調パターンＳｍを検知する光学センサ３０Ｍ、Ｃ色の階調パターンＳｃを検知する光学センサ３０Ｃ、Ｙ色の階調パターンＳｙを検知する光学センサ３０Ｙを備えている。（以下の説明において、各色の光学センサを区別しない場合は、色符号を省略して、説明を行う。）
【００２５】
図４は、本実施形態に係る光学センサ３０の構成を説明する概略構成図である。
本実施形態における光学センサ３０は、図４に示すように、発光手段としての発光素子３１と、反射光を受光するための受光手段としての第１受光素子３２と、第２受光素子３３とを有している。各素子３１、３２、３３は、サイドビュー面実装タイプであり、中間転写ベルト７に対して垂直に配置されたプリント基板３４上に面実装されている。各素子３１、３２、３３は、ケース３５に封入されており、ケース３５には、発光素子３１から照射される入射光が中間転写ベルト７又は中間転写ベルト上のトナー像（以下、被検知対象という）に至るまでの射出光路を確保するための通路４０２、及び被検知対象で反射した反射光が第１受光素子３２及び第２の受光素子３３に至るまでの入射光路を確保するための通路４０１、４０３がそれぞれ形成されている。そして、発光素子３１と通路４０２とで構成された空間と、第１受光素子３２と通路４０３とで構成された空間が遮光壁４０５で区切られており、発光素子３１からの光が、直接第１受光素子３２へ入射するのを抑制している。また、発光素子３１と通路４０２とで構成された空間と、第２受光素子３３と通路４０４とで構成された空間が遮光壁４０４で区切られており、発光素子３１からの光が、直接第２受光素子３３へ入射するのを抑制している。また、ケース３５の射出光路上に集光レンズ３７ｂが配置されている。また、入射光路上にも、集光レンズ３７ａ、３７ｃが配置されている。
【００２６】
サイドビュー面実装タイプの発光素子３１、第１、第２受光素子３２、３３は、同じ形状であるので、以下、代表して発光素子３１について説明する。
図５は、サイドビュー面実装タイプの発光素子３１の側面図である。
発光素子３１は、図５に示すように、発光部などが収納された樹脂製の胴体部３１２と、レンズ３１１とを備えている。胴体部３１２は、光軸方向（図中左右方向）の中央部が他の部分より出っ張ったクラウン形状となっている。胴体部３１２をクラウン形状にしているのは、射出成型などにより胴体部３１２を形成した場合に、胴体部３１２を型から取り出しやすくするためである。また、胴体部３１２の光軸方向（図中左右方向）の略中央部で、紙面と直交する方向の両端部には、出力端子３１３ａと入力端子３１３ｂとが設けられている（図７参照）。各端子３１３ａ，３１３ｂは、胴体部３１２から図中下側へ延びる部分と、光軸と平行に延びる部分とを有している。
【００２７】
図６は、プリント基板３４に発光素子３１を取り付けた様子を示す光学センサ３０の側面図であり、図７は、正面図である。
図６、図７に示すように、発光素子３１の各端子３１３ａ，３１３ｂの光軸方向に延びた部分が、プリント基板３４のレジスト層３４ｃが除去され、銅箔層３４ｂが露出した接続部３４ｄに位置決めされ、その後、その接続部３４ｄにハンダが充填されて、発光素子３１がプリント基板３４に取り付けられる。
【００２８】
プリント基板３４は、基層３４ａ上に３０〜４０μｍの銅箔層３４ｂが設けられており、銅箔層３４ｂ上に２０〜４０μｍのレジスト層３４ｃが設けられている。
【００２９】
本実施形態の発光素子３１の胴体部３１２は、成型加工の容易さから略クラウン形状となっているため、発光素子３１の各端子３１３ａ，３１３ｂを、プリント基板３４のレジスト層３４ｃが除去され、銅箔層３４ｂが露出した接続部３４ｄに接触させたとき、図６に示すように、胴体部３１２の前側端部（レンズ側）および、胴体部３１２の後側端部（レンズ側と反対側）とプリント基板３４との間に数十μｍの微小な隙間が生じる。その結果、発光素子３１をハンダ付けするときに、発光素子３１に触れてしまうなどすると、発光素子３１が端子を支点にして揺動し、図８（ａ）に示すように、発光素子３１がプリント基板３４に対して傾いて面実装されるおそれがあった。また、加工誤差になどにより端子の下側に延びる部分とプリント基板３４と平行に延びる部分との角度が直角でない場合、端子のプリント基板３４と平行に延びる部分をプリント基板３４の接続部３４ｄ（露出した銅箔層３４ｂの部分）に当接させたとき、図８（ｂ）に示すように、素子３１がプリント基板３４に対して傾いてしまう。その結果、発光素子３１が傾いた状態でプリント基板３４に面実装されてしまうおそれがある。そこで、治具で発光素子３１を所定の姿勢で保持した状態で、発光素子３１をハンダ付けして、発光素子３１をプリント基板３４に面実装することも考えられるが、この場合、発光素子３１の面実装する作業が煩雑になるという不具合がある。なお、上記では、発光素子３１について説明したが、発光素子と同様な形状の第１、第２受光素子３２，３３も同様な問題が発生する。
【００３０】
図９に示すように、各素子３１，３２，３３が、プリント基板３４に対して傾くことなく面実装された場合は、発光素子３１からプリント基板３４に対して平行に光が照射され、中間転写ベルト７からプリント基板３４に対して平行に反射した光を受光することができる。
一方、図１０に示すように各素子３１，３２，３３がプリント基板３４に対して傾いて面実装された場合、発光素子３１から照射された光はプリント基板３４に対して平行に照射されず、中間転写ベルト７の所定の照射位置に照射されない。また、受光素子３２，３３へ向かう中間転写ベルト７からの反射光がほとんどなくなり、被検知対象物の検知精度が低下してしまう。
【００３１】
そこで、本実施形態においては、プリント基板３４に各素子３１，３２，３３を支持する支持突起を設けた。
図１１は、支持突起３４ｅを備えた光学センサ３０の発光素子３１近傍の概略構成図であり、図１２は、支持突起３４ｅを備えたプリント基板３４を示す図である。
図１１に示すように支持突起３４ｅは、プリント基板３４の発光素子３１の胴体部前側端部（レンズ側）と対向する箇所、胴体部後側端部（レンズ側と反対側）近傍と対向する箇所に設けられている。また、図１２に示すように、プリント基板３４の第１、第２受光素子３２，３３の胴体部前側端部（レンズ側）と対向する箇所、胴体部後側端部（レンズ側と反対側）近傍と対向する箇所にそれぞれ支持突起３４ｅが形成されている。また、各支持突起３４ｅは、図１２に示すように、ある程度の長さを有する細長い線状の形状をしている。
【００３２】
支持突起３４ｅは、シルク印刷によりプリント基板３４に形成されている。より具体的に説明すると、プリント基板３４のレジスト層３４ｃ上には、プリント基板３４に実装される電子部品の取り付け位置を示すためのマークなどがシルク印刷により形成されている。このような電子部品の取り付け位置を示すためのマークをシルク印刷によりレジスト層３４ｃに形成するときに、支持突起３４ｅも形成するのである。このように、シルク印刷により支持突起３４ｅを形成することで、簡単に支持突起３４ｅを形成することができる。
【００３３】
また、シルク印刷により形成される支持突起３４ｅの高さは、２０〜５０μｍであり、素子の形状などによっては、１回のシルク印刷では支持突起３４ｅの高さが所望の高さにならず、素子をプリント基板３４に載置したとき支持突起３４ｅが素子と当接せず、支持突起３４ｅにより素子を支持できない場合がある。１回のシルク印刷により形成される支持突起３４ｅの高さで素子と当接できるようにするには、支持突起３４ｅの形成箇所を、図１１よりも胴体部中央寄りにすることが考えられる。しかし、この場合、前側支持突起と後側支持突起との距離が近くなってしまい、前側支持突起と後側支持突起との間に高さの誤差があった場合、図１１に示す場合に比べて、素子の傾きが大きくなるという不具合が生じる。よって、図１３に示すように、シルク印刷を複数回行って、支持突起３４ｅを所望の高さに形成するのが好ましい。
【００３４】
本実施形態においては、支持突起３４ｅにより素子の胴体部の前側と後側とを支持することにより、素子が端子を支点にして揺動することがない。その結果、素子をプリント基板３４の接続部３４ｄと端子との間に充填された溶融したハンダが固まるまでの間に、素子に触れるなどしても、素子が前後（光軸方向）に傾くことが防止される。これにより、素子がプリント基板３４に対して斜めに面実装されるのを抑制することができる。また、加工誤差になどにより端子の下側に延びる部分とプリント基板３４と平行に延びる部分との角度が直角でなくても、支持突起により素子が支持されるので、プリント基板上に傾かずに支持される。よって、素子が傾いた状態でプリント基板３４に面実装されてしまうのも防止することができる。
【００３５】
上述では、素子の前側と後側とを支持突起３４ｅに支持しているが、例えば、素子の重心が前側（レンズ側）にある場合は、図１４に示すように、支持突起３４ｅをプリント基板３４の胴体部の前側端部と対向する箇所のみに設けてもよい。この場合、素子は、入力端子と出力端子と、支持突起３４ｅの３点でプリント基板３４上に支持される。素子の重心が前側にあるので、何かの弾みで素子が倒れそうになった場合、素子は、図中破線で示すように、前側がプリント基板３４に近接するように傾くので、素子の重心が前側にあるときは、前側にのみ支持突起３４ｅを設けるだけで、十分に素子の傾きを抑制することができる。これとは逆に、素子の重心が後側にあるときは、図１５の破線で示すように、後側がプリント基板３４と当接するように素子が倒れるので、支持突起３４ｅをプリント基板３４の胴体部の後側近傍と対向する箇所のみに設けてもよい。
【００３６】
また、サイドビュー表面実装タイプの受光素子は、プリント基板表面を反射した外乱光が、受光素子に入射する場合がある。特に、被検知対象の正反射光を受光するための第１受光素子３２においては、上記のような基板表面を反射してきて外乱光を受光すると、ノイズの原因となり、正反射光量の検出精度が悪くなってしまう。よって、このような外乱光が受光素子３２に入射しないうように、図１６に示すように受光素子３２よりも反射光進行方向上流側に遮光壁３４１を設けている場合がある。このような構成の場合、受光素子３２の遮光壁３４と対向する箇所Ｔ１は、正反射光が受けられなくなる。支持突起３４ｅを胴体部前側端部近傍に対向する箇所と、後側端部近傍と対向する箇所に設けた場合、製造誤差により前側の支持突起３４ｅの高さが後側の支持突起よりも低いと、素子がわずかに前側に傾いて表面実装される。その結果、受光素子３２の遮光壁３４１と対向する部分Ｔ１が多くなり、さらに受光素子３２の正反射光を受光する領域Ｔ２が狭くなってしまう。
【００３７】
よって、この場合も図１６に示すように、支持突起３４ｅをプリント基板３４の胴体部の前側端部近傍と対向する箇所のみに設けるのが好ましい。また、支持突起３４ｅの高さは、胴体部の前側端部とプリント基板との間の隙間以上に設定するのがこのましい。これにより、受光素子３２の前側（レンズ側）が、プリント基板３４側へ傾くのを防止することができ、受光素子３２の正反射光を受光する領域Ｔ２が狭くなるのを防止することができる。
【００３８】
さらに、図１７に示すように、受光素子３２の胴体部の後側が、プリント基板３４と当接するよう、受光素子３２を傾いた姿勢でプリント基板３４に面実装させてもよい。この図１７に示す例では、プリント基板３４の受光素子３２の胴体部の後側部と対向する領域のレジスト層３４ｃを除去し、プリント基板３４の銅箔層３４ｂに受光素子３２の胴体部の後側部を当接させている。この図１７に示す例では、前側の支持突起と、胴体部後側部とで受光素子３２がプリント基板３４上に支持される形となる。よって、受光素子３２をプリント基板３４にハンダ付けするとき、受光素子３２が端子を支点に揺動することはない。よって、所定の姿勢で受光素子３２をプリント基板３４に面実装することができる。なお、図１７の構成では、レジスト層３４ｃを除去して、銅箔層３４ｂに胴体部の後側部を当接させているが、素子のプリント基板３４に対して傾斜させたい角度によっては、レジスト層に胴体部後側部を当接させたり、レジスト層、銅箔層を除去して、基層に胴体部後側部を当接させたりしてもよい。
【００３９】
図１７では、第１受光素子３２のみを、胴体部の後側部がプリント基板３４と当接するように傾斜させてプリント基板３４に面実装する構成にについて説明したが、発光素子３１、受光素子３２、３３を、胴体部の後側部がプリント基板３４と当接するように傾斜させてプリント基板３４に取り付けてもよい。
【００４０】
次に、トップビュー面実装タイプの発光素子、受光素子を用いた光学センサについて説明する。
図１８は、トップビュー面実装タイプの発光素子、受光素子を用いた光学センサ３０Ａの概略構成図である。
図１８に示すように、中間転写ベルト７のおもて面と平行なプリント基板３４にトップビュー面実装タイプの発光素子３１、第１受光素子３２、第２受光素子３３が面実装されている。各素子３１，３２，３３は、ケース３５に封入されており、ケース３５には、発光素子３１から照射される入射光が中間転写ベルト７又は中間転写ベルト上のトナー像（以下、被検知対象という）に至るまでの射出光路を確保するための通路４０２、及び被検知対象で反射した反射光が第１受光素子３２及び第２の受光素子３３に至るまでの入射光路を確保するための通路４０１、４０３がそれぞれ形成されている。そして、発光素子３１と通路４０２とで構成された空間と、第１受光素子３２と通路４０３とで構成された空間が遮光壁４０５で区切られており、発光素子３１からの光が、直接第１受光素子３２へ入射するのを抑制している。また、発光素子３１と通路４０２とで構成された空間と、第２受光素子３３と通路４０４とで構成された空間が遮光壁４０４で区切られており、発光素子３１からの光が、直接第２受光素子３３へ入射するのを抑制している。また、ケース３５の射出光路上に集光レンズ３７ｂが配置されている。また、入射光路上にも、集光レンズ３７ａ、３７ｃが配置されている。
【００４１】
発光素子３１、第１受光素子３２，第２受光素子３３は、ほぼ同じ構成であるので、以下、発光素子３１を代表して説明する。
図１９は、トップビュー面実装タイプの発光素子３１を示す概略構成図である。
図１９に示すように、トップビュー面実装タイプの発光素子も、サイドビュータイプの面実装タイプと同様、発光部などが収納された樹脂製の胴体部３１２と、レンズ３１１とを備えている。レンズ３１１は、胴体部３１２の上部に取り付けられている。胴体部３１２のレンズ３１１側と反対側（以下、下側という）の図中左端と右端とには、端子３１３ａ，３１３ｂが形成されている。端子３１３ａ，３１３ｂは、下側に延びる部分とプリント基板３４と平行に延びる部分とで構成されている。そして、端子３１３ａ，３１３ｂのプリント基板３４と平行に延びる部分を、プリント基板３４のレジスト層３４ｃが除去され銅箔層３４ｂが露出した接続部３４ｄに当接させ、そこにハンダ３５１を充填することにより、発光素子３１がプリント基板３４に面実装される（図２０参照）。
【００４２】
しかし、このトップビュー面実装タイプの素子においても図２０に示すように、加工のばらつきなどにより端子の下側に延びる部分とプリント基板３４と平行に延びる部分と角度が直角でない場合、各端子３１３ａ，３１３ｂをプリント基板３４の接続部３４ｄに当接した状態でハンダ付けすると、素子３１がプリント基板３４に対して傾いて面実装される。
【００４３】
よって、トップビュー面実装タイプの素子が面実装される光学センサ３０Ａにおいても、図２１に示すように、プリント基板３４の素子の下面と対向する箇所に支持突起３４ｅを設ける。本実施形態においては、プリント基板３４の素子３１の下面の端子側端部近傍（図中左右）と対向する箇所にそれぞれ支持突起３４ｅを設け、支持突起３４ｅは、図２２に示すように端子のプリント基板３４と平行に延びる部分と直交する方向に延びる線状の形状をしている。支持突起３４ｅの高さは、２本の支持突起３４ｅに支持された（当接した）状態のとき、端子が、接続部３４ｄ（銅箔層３４ｂ）から浮くように設定されている。具体的には、（素子の下面からの端子の突出量−レジスト層３４ｃの厚み）を超える高さに支持突起３４ｅが形成される。これにより、トップビュー面実装タイプの素子が、プリント基板３４に対してハンダ付けされるとき、素子は、２本の支持突起３４ｅに支持された状態となっており、端子とプリント基板３４の接続部３４ｄの銅箔層３４ｂとの間には、所定の隙間が形成されている。これにより、端子３１３ａ，３１３ｂの下側に延びる部分とプリント基板３４と平行に延びる部分と角度が直角でない場合であっても、素子がプリント基板３４に対して傾かずに支持される。そして、端子３１３ａ，３１３ｂと接続部３４ｄの銅箔層３４ｃとの隙間にハンダ３５１を充填させることにより、素子がプリント基板３４に面実装される。
【００４４】
なお、この場合も１回のシルク印刷では、支持突起３４ｅの高さが、所定の高さにならない場合は、複数回シルク印刷を行って、支持突起３４ｅの高さを所定の高さにする。また、上記においては、図２２に示すように、支持突起３４ｅは、端子のプリント基板３４と平行に延びる部分と直交する方向に延びる線状の形状にしているが、図２３に示すように、端子のプリント基板３４と平行に延びる部分と平行に延びる線状の形状としてもよいし、図２４に示すように、３箇所に円柱状の支持突起３４ｅを設けて、素子の下面を３点で支持するようにしてもよい。
【００４５】
また、上記では、発光素子３１の光が、プリント基板３４の面に対して垂直に照射されるよう、プリント基板３４に発光素子３１を面実装し、プリント基板３４に対して垂直に反射した反射光を受光素子３２，３３で受光できるよう、受光素子３２，３３を面実装しているが、例えば、図２５に示す左側の支持突起３４ｅと右側の支持突起３４ｅの高さを異ならせて、素子の下面がプリント基板３４に対して傾いた姿勢で素子をプリント基板３４に面実装してもよい。この場合も支持突起３４ｅで素子を支持しているので、所定の姿勢以外の姿勢で素子がプリント基板３４に表面実装されるのを抑制することができる。
【００４６】
また、本実施形態においては、素子をプリント基板に取り付けた後、ハンダを充填して、素子をプリント基板に表面実装する場合について説明したが、例えば、シルク印刷により、溶融したハンダを接続部３４ｄに印刷した後、素子をプリント基板に面実装する場合においても、支持突起３４ｄを設けることで、素子が支持突起に当接して、所定の姿勢の状態で、面実装することができる。
【００４７】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（１）
発光素子などの発光手段と、上記発光手段から照射された光が中間転写ベルト７やトナーなどの照射対象物によって反射したとき反射光を受光する受光素子などの受光手段と、上記発光手段および上記受光手段が面実装される基板とを備えた光学センサにおいて、上記基板に上記発光手段と当接して上記発光手段を支持する支持突起および／または上記受光手段と当接して上記受光手段を支持する支持突起を設けた。
かかる構成を備えることにより、上述したように発光手段および／または受光手段を所定の姿勢で基板に面実装することができる。
【００４８】
（２）
また、上記（１）に記載の態様の光学センサにおいて、上記支持突起は、シルク印刷により上記基板に形成したので、基板に実装される電子部品の取り付け位置を示すためのマークなどをシルク印刷するときに、支持突起も基板に形成することができ、容易に基板の所定の位置に支持突起を形成することができる。
【００４９】
（３）
また、上記（２）に記載の態様の光学センサにおいて、上記支持突起は、シルク印刷を複数回行うことにより形成されることにより、シルク印刷により所望の高さの支持突起を形成することができる。
【００５０】
（４）
また、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の態様の光学センサにおいて、上記発光手段として、上記基板に対して平行に光を照射するサイドビュー面実装タイプの発光手段を用い、上記受光手段として、上記基板に対して平行の反射光を受光するサイドビュー面実装タイプの受光手段を用いており、上記支持突起を、上記基板の上記発光手段の光照射面側と対向する箇所、上記発光手段の光照射面と反対側と対向する箇所、上記受光手段の反射光受光面側と対向する箇所および上記受光手段の反射光受光面と反対側と対向する箇所の少なくとも一箇所に設けた。これにより、発光手段および／または受光手段が、基板に支持されたとき、端子を支点にして揺動するのを抑制することができる。これにより、発光手段および／または受光手段を所定の姿勢で基板に面実装することができる。
【００５１】
（５）
上記４に記載の態様の光学センサにおいて、上記基板の上記受光手段配置位置よりも反射光進行方向上流側に、基板に反射した外乱光が受光手段に入射しないように遮光する遮光壁を有し、上記支持突起は、上記基板の上記受光手段の反射光受光面側と対向する箇所に設けられ、上記受光手段が上記支持突起に支持されたとき、上記受光手段の反射光受光面と反対側の部分が上記基板と当接するよう、上記支持突起を構成した。これにより、受光手段の反射光受光面を基板から離れた姿勢で受光手段を面実装することできる。その結果、受光手段の反射光受光面の遮光壁と対向しない領域を多くすることができ、良好に照射対象物の反射光を受光することができる。
【００５２】
（６）
また、上記（１）乃至（３）いずれかに記載の態様の光学センサにおいて、上記発光手段として、上記基板に対して直交する方向に光を照射するトップビュー面実装タイプの発光手段を用い、上記受光手段として、上記基板に対して直交する方向の反射光を受光するトップビュー面実装タイプの受光手段を用いた。これにより、トップビュー面実装タイプの発光手段および／または受光手段が、基板に対して所定の姿勢で面実装することができる。
【００５３】
（７）
表面にトナー像を担持する中間転写ベルトなどの像担持体と、上記トナー像からの反射光を検出する光学センサと、上記像担持体表面に階調パターンなどの画質調整用トナー像を形成し、上記光学センサの前記画質調整用トナー像からの反射光を受光したときの出力値に基づいて、画質調整制御を実行する画質調整制御手段とを備える画像形成装置において、上記光学センサとして、上記（１）乃至（６）いずれかに記載の態様の光学センサを用いた。これにより、精度よく画質調整用トナー像からの反射光を受光することができ、精度の高い画質調整制御を実行することができる。
【符号の説明】
【００５４】
７：中間転写ベルト
３０：光学センサ
３１：発光素子
３２：第１受光素子
３３：第２受光素子
３４：プリント基板
３４ａ：基層
３４ｂ：銅箔層
３４ｃ：レジスト層
３４ｄ：接続部
３４ｅ：支持突起
３５：ケース
３１１：レンズ
３１２：胴体部
３４１：遮光壁
３５１：ハンダ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５５】
【特許文献１】特開２００８−２６１８６４号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照射対象物に対して照射した光の反射光を受光する光学センサ及びこの光学センサを用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置においては、安定した画像濃度を得るために、感光体等の像担持体表面に濃度検知用トナーパッチ（基準パターン）を作成し、そのパッチの濃度を光学センサにより検出するものがある。この画像形成装置では、その光学センサによる検出結果に基づき、潜像形成用の書込光強度、帯電バイアス、現像バイアス等を変更して現像ポテンシャルを調節したり、２成分現像方式の場合には現像器内のトナー濃度の目標値を調節したりするような画像濃度制御を行う。この光学センサは、発光素子と受光素子とを備えた反射型光学センサが一般的に用いられる。
【０００３】
特許文献１には、プリント基板の表面に面実装される面実装タイプの発光素子および受光素子を用いた光学センサが記載されている。面実装タイプの発光素子には、面実装されたプリント基板に対して垂直方向に光を照射するトップビュー面実装タイプと、面実装されたプリント基板に対して平行に光を照射するサイドビュー面実装タイプとがある。同様に、受光素子も、面実装されたプリント基板に対して垂直方向に光を受光するトップビュー面実装タイプと、面実装されたプリント基板に対して平行の光を受光するサイドビュー面実装タイプとがある。光学センサとしては、トップビュー面実装タイプの発光素子が用いられた場合には、受光素子もトップビュー面実装タイプのものが用いられ、サイドビュー面実装タイプの発光素子が用いられた場合には、サイドビュー面実装タイプの受光素子が用いられる。
【０００４】
面実装タイプの発光素子や受光素子（以下、特に区別しない場合は、ただ単に素子と呼ぶ）には、出力端子と入力端子とが設けられている。そして、素子の入力端子と出力端子は、素子のプリント基板と対向する面よりもプリント基板側に延びた部分と、このプリント基板側に延びた部分の先端からプリント基板に対して平行に延びた部分とを有した略Ｌ字状の形状を有している。そして、これら端子のプリント基板に対して平行に延びる部分をプリント基板の接続端子に当接させてハンダ付けすることにより、プリント基板に素子が面実装される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、表面実装タイプの素子をプリント基板にハンダにより面実装するとき、２本の端子（入力端子と出力端子）のみがプリント基板上に当接した状態でハンダ付けすることになる。すなわち、２本の端子でプリント基板上に素子が支持された状態で、素子が面実装される。その結果、以下のような理由により、所定の姿勢とは異なった姿勢で素子が基板に面実装される場合があるという課題があった。一つ目の理由は、端子の加工の誤差により、端子のプリント基板側延びた部分とプリント基板に対して平行に延びた部分とのなす角度が所定の角度（９０°）以外の角度となっている場合がある。このような場合、これら端子のプリント基板側に対して平行に延びた部分を接続端子に当接させて素子を支持したとき、素子がプリント基板に対して所定の姿勢で支持されなくなるという理由である。２つ目の理由は、素子のプリント基板と対向する面は、プリント基板との間に隙間が生じている。よって、２本の端子によって基板上に支持されている素子は、端子を支点にして揺動可能な状態となっている。そのため、プリント基板の接続部と端子との間に充填された溶融したハンダが固まるまでの間に、素子に触れるなどすると、端子を支点にして素子が揺動し、素子のプリント基板と対向する面の一部がプリント基板と当接するような姿勢に素子の姿勢が変化し、その状態で素子がプリント基板に面実装されてしまうという理由である。
【０００６】
本発明は以上の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、発光手段および／または受光受光手段を基板に対して所定の姿勢で表面実装することができる光学センサおよび画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、発光手段と、上記発光手段から照射された光が照射対象物によって反射したとき反射光を受光する受光手段と、上記発光手段および上記受光手段が面実装される基板とを備えた光学センサにおいて、上記基板に、上記発光手段と当接して上記発光手段を支持する支持突起および／または上記受光手段と当接して上記受光手段を支持する支持突起を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、発光手段と当接して発光手段を支持する支持突起および／または受光手段と当接して受光手段を支持する支持突起を基板に設けたので、発光手段および／または受光手段が、支持突起により基板に支持される。そして、加工誤差により端子が所定の形状でなかった場合でも、発光手段および／または受光手段が傾かないよう、支持突起の基板に設ける箇所や、高さ、形状にすることにより、所定の姿勢で発光手段および／または受光手段を基板に支持することができる。よって、端子のみで発光手段および／または受光手段を基板に支持する場合に比べて、所定の姿勢に対する姿勢の変化を抑えて、発光手段および／または受光手段を基板に面実装することができる。また、支持突起の位置や形状により、接続部と端子との間に充填された溶融したハンダが固まるまでの間、発光手段および／または受光手段を、揺動不能に支持することができる。これにより、接続部と端子との間に充填された溶融したハンダが固まるまでの間に、素子の基板に対する姿勢が変化するのを抑制することができ、発光手段および／または受光手段が、所定の姿勢とは異なる姿勢で基板に面実装されるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係るプリンタの構成を説明する概略構成図。
【図２】同プリンタの像形成手段の構成を説明する概略構成図。
【図３】同プリンタの中間転写ベルト近傍の構成を説明する拡大概略構成図。
【図４】サイドビュー面実装タイプの発光素子および受光素子が面実装された光学センサの構成を説明する概略構成図。
【図５】サイドビュー面実装タイプの発光素子の側面図。
【図６】プリント基板にサイドビュー面実装タイプの発光素子を取り付けた様子を示す光学センサの側面図。
【図７】プリント基板にサイドビュー面実装タイプの発光素子を取り付けた様子を示す光学センサの正面図。
【図８】従来の光学センサにおいて、サイドビュー面実装タイプの素子がプリント基板に対して傾いて面実装される例について説明する図。
【図９】サイドビュー面実装タイプの素子が、プリント基板に対して傾くことなく面実装された場合の光路について説明する図。
【図１０】サイドビュー面実装タイプの素子が、プリント基板に対して傾いて面実装された場合の光路について説明する図。
【図１１】支持突起を備えたサイドビュー面実装タイプの素子が面実装された光学センサの発光素子近傍の概略構成図。
【図１２】同光学センサの支持突起を備えたプリント基板を示す図。
【図１３】同光学センサの複数回シルク印刷を実行して支持突起を形成した実施例を示す。
【図１４】同光学センサの支持突起を胴体部の前側端部近傍と対向する位置にのみ設けた実施例を示す図。
【図１５】同光学センサの支持突起を胴体部の後端部近傍と対向する位置にのみ設けた実施例を示す図。
【図１６】同光学センサの受光素子の前に遮光壁を設けた構成の実施例を示す図。
【図１７】同光学センサの受光素子の前に遮光壁を設けた構成の別の実施例を示す図。
【図１８】トップビュー面実装タイプの発光素子および受光素子が面実装された光学センサの構成を説明する概略構成図。
【図１９】トップビュー面実装タイプの発光素子を示す概略構成図。
【図２０】トップビュー面実装タイプの発光素子をプリント基板に取り付けた従来構成を示す図。
【図２１】支持突起を備えたトップビュー面実装タイプの素子が面実装された光学センサの発光素子近傍の概略構成図。
【図２２】同光学センサの支持突起を備えたプリント基板の一部を示す図。
【図２３】同光学センサの支持突起の第１変形例を示す図。
【図２４】同光学センサの支持突起の第２変形例を示す図。
【図２５】同光学センサの支持突起の第３変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を画像形成装置であるフルカラープリンタ（以下、プリンタという）１００に適用した場合の実施形態について説明する。図１は、このプリンタ１００の構成を説明する概略構成図である。このプリンタ１００は、図１に示すように、像形成手段としての各構成部材を収納する位置固定された装置本体と、転写材Ｓを収納する引き出し可能な給紙カセット２１とを備えている。装置本体の中央部には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像を形成するための画像形成ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを備えている。以下、各符号の添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、それぞれイエロー、シアン、マゼンダ、黒用の部材であることを示す。
【００１１】
図２は、プリンタの像形成手段の構成を説明する概略構成図である。図１及び図２に示すように、プリンタ１００の像形成手段は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色の上記画像形成ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋが、ループ状に走行する像担持体としての中間転写ベルト７の水平な張架面に対向して、左からＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋの順に配設されて構成されている。各色の画像形成ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは４組とも同じ構成にしてある。これら画像形成ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、像担持体としてのドラム状の感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋ、帯電手段としての帯電ローラ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋ、画像書込手段（露光手段）としてのレーザー露光装置２０及び現像手段としての現像装置４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋ、感光体表面の転写残トナーを除去するクリーニング装置６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｋを少なくとも有するユニットとして構成される。
【００１２】
上記画像形成ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの帯電ローラ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋは、それぞれ所定の電位に保持されたトナーと同極性の帯電（本実施形態においてはマイナス帯電）によって感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋに対して帯電作用を行い、感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋに一様な電位を与える。なお、帯電手段としては帯電ローラに限るものではなく、帯電ブラシや帯電チャージャなどの種々のものを適宜使用することができる。
【００１３】
上記レーザー露光装置２０は、帯電ローラ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋに対して感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの回転方向下流側で現像装置４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋの上流側を露光する。また、レーザー露光装置２０は、感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの回転軸と平行に主走査方向に露光走査するように配置されている。
【００１４】
このレーザー露光装置２０は、例えば、半導体レーザ（ＬＤ）からなる光源と、コリメートレンズやシリンドリカルレンズなどからなるカップリング光学系（またはビーム整形光学系）と、回転多面鏡などからなる光偏向器と、光偏向器で偏向されたレーザー光を感光体２上に集光する結像光学系などからなり、別構成で設けた図示しない画像読み取り装置によって読み取られメモリに記録された各色の画像データ（あるいはパーソナルコンピュータなどの外部機器から入力された各色の画像データ）に従って強度変調されたレーザー光ＬＹ、ＬＣ、ＬＭ、ＬＫによって各色用の感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの感光層を像露光し、各色毎の静電潜像を形成する。なお、画像書込手段（露光手段）としては、上記のレーザー露光装置２０の他に、発光ダイオードアレイ（ＬＥＤアレイ）とレンズアレイなどを組み合わせたＬＥＤ書き込み装置なども用いることができる。
【００１５】
上記感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋは、導電性円筒状支持体の表面に形成された下引き層上に、上記感光層として電荷発生層（下層）、電荷輸送層（上層）の順、又はこの逆の順にこれらの感光層が積層されている。また、上記電荷輸送層又は上記電荷発生層の表面にさらに公知の表面保護層、例えば熱可塑性又は熱硬化性ポリマーを主体とするオーバーコート層などが形成されていてもよい。また、本実施形態では、感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの導電性円筒状の支持体は接地されている。
【００１６】
上記現像装置４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋは、感光体２の周面に対し所定の間隙を保ち、感光体２の回転方向と順方向に回転する円筒状の非磁性のステンレスあるいはアルミニウム材で形成された現像スリーブ４１Ｙ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｋを有し、現像装置４内部には各色毎の現像色に従いイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の一成分あるいは二成分現像剤を収容している。本実施形態においては、一例として現像装置４内部にトナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤（本実施形態においてトナーはマイナス帯電）を収容しており、この場合、現像スリーブ４１内には、複数の固定磁石あるいは複数の磁極が着磁されたマグネットロールが配置される。また、各色の現像装置４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋには、容器内の現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌・搬送部材４２や、各色のトナーボトル２２からトナーが補給される補給部４３が設けられている。さらに各色の現像装置４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋには、必要に応じて容器内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ４４Ｙ、４４Ｃ、４４Ｍ、４４Ｋが設けられる。
【００１７】
各色の現像装置４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋの現像スリーブ４１Ｙ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｋは図示しない突き当てコロなどにより、感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋのドラム面と所定の間隙、例えば１００［μｍ］から５００［μｍ］の間隙を開けて非接触に保たれており、その現像スリーブ４１Ｙ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｋに対して直流電圧と交流電圧とを重畳した現像バイアスを印加することにより、接触又は非接触の反転現像を行い、感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの表面上にトナー画像を形成する。
【００１８】
クリーニング装置６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｋは、例えばクリーニングブレード６１とクリーニングローラ（又はクリーニングブラシ）６２を有し、クリーニングブレード６１は、感光体表面のカウンタ方向に当接して設けられている。
【００１９】
中間転写体であり像担持体である中間転写ベルト７は、二次転写バックアップローラを兼ねる駆動ローラ８、支持ローラ９、テンションローラ１０ａ、１０ｂ及びバックアップローラ１１に内接して張架され、中間転写ベルト７の回転方向が図中の矢印で示す反時計方向になるように設けられている。また、駆動ローラ８に対向して中間転写ベルト７を介して二次転写ローラ１４が設けられている。そしてベルトクリーニング装置１２のクリーニングブレード１２ａが支持ローラ９の位置の中間転写ベルト７に、カウンタ方向に当接して設けられている。また、同様に、中間転写ベルト７を挟んで各色毎の一次転写ローラ５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋが感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋに対向して設けられている。中間転写ベルト７の駆動は図示しない駆動モータによる駆動ローラ８の回転によって行われる。
【００２０】
一次転写ローラ５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋは、中間転写ベルト７を挟んで感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋに対向して設けられ、中間転写ベルト７と感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋとの間に転写域を形成する。一次転写ローラ５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋには、図示しない直流電源によりトナーと反対極性（本実施形態においてはプラス極性）の直流電圧を印加し、上記転写域に転写電界を形成することによって、感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋ上に形成される各色のトナー像が中間転写ベルト７上に転写される。
【００２１】
転写材Ｓの表面に転写を行う二次転写ローラ１４は、中間転写ベルト７を挟んで接地された駆動ローラ８に対向して設けられ、トナーと反対極性（本実施形態においてはプラス極性）の直流電圧が直流電源によって印加され、中間転写ベルト７上に担持される重ね合わせトナー画像を二次転写ローラ１４を介して転写材Ｓの表面に転写する。
【００２２】
転写紙などの転写材Ｓは給紙カセット２１などから給紙ローラ２７により一枚ずつ搬送され、レジストローラ１３を経て二次転写ローラ１４と駆動ローラ８に挟まれた中間転写ベルト７に重ねられるように搬送され、二次転写部で中間転写ベルト７からトナー像の転写を受ける。トナー像が転写された転写材Ｓは、定着装置１５に送られ、定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂによる熱溶着による定着がなされて排紙部１８に排紙される。
【００２３】
本実施形態におけるプリンタでは、上述のような画像形成モードとは別に、電源投入時、又は或る所定枚数通紙後に各色の画像濃度を適正化するための画質調整が実行される。この画質調整制御では、図３に示すように、まず帯電バイアス、現像バイアスを適当なタイミングで順次切り換えることにより中間転写ベルト７上に各色複数の画質調整用トナー像としての階調パターンＳｙ、Ｓｃ、Ｓｍ、Ｓｋを作像する。これらの階調パターンＳｙ、Ｓｃ、Ｓｍ、Ｓｋを、駆動ローラ１８の近傍における中間転写ベルト７の外部に配置された光学センサ３０により検知し、その出力電圧を付着量に変換して、後述するように、現像バイアス値及びトナー濃度制御目標値を変更する制御を行っている。上記画像調整制御は、プリンタの制御部により実施される。すなわち、本実施形態においては、プリンタの制御部が、画質調整制御手段としての機能を有している。
【００２４】
ここで、光学センサユニット３００は、図３に示すように、色の階調パターンＳｋを検知する光学センサ３０Ｋ、Ｍ色の階調パターンＳｍを検知する光学センサ３０Ｍ、Ｃ色の階調パターンＳｃを検知する光学センサ３０Ｃ、Ｙ色の階調パターンＳｙを検知する光学センサ３０Ｙを備えている。（以下の説明において、各色の光学センサを区別しない場合は、色符号を省略して、説明を行う。）
【００２５】
図４は、本実施形態に係る光学センサ３０の構成を説明する概略構成図である。
本実施形態における光学センサ３０は、図４に示すように、発光手段としての発光素子３１と、反射光を受光するための受光手段としての第１受光素子３２と、第２受光素子３３とを有している。各素子３１、３２、３３は、サイドビュー面実装タイプであり、中間転写ベルト７に対して垂直に配置されたプリント基板３４上に面実装されている。各素子３１、３２、３３は、ケース３５に封入されており、ケース３５には、発光素子３１から照射される入射光が中間転写ベルト７又は中間転写ベルト上のトナー像（以下、被検知対象という）に至るまでの射出光路を確保するための通路４０２、及び被検知対象で反射した反射光が第１受光素子３２及び第２の受光素子３３に至るまでの入射光路を確保するための通路４０１、４０３がそれぞれ形成されている。そして、発光素子３１と通路４０２とで構成された空間と、第１受光素子３２と通路４０３とで構成された空間が遮光壁４０５で区切られており、発光素子３１からの光が、直接第１受光素子３２へ入射するのを抑制している。また、発光素子３１と通路４０２とで構成された空間と、第２受光素子３３と通路４０４とで構成された空間が遮光壁４０４で区切られており、発光素子３１からの光が、直接第２受光素子３３へ入射するのを抑制している。また、ケース３５の射出光路上に集光レンズ３７ｂが配置されている。また、入射光路上にも、集光レンズ３７ａ、３７ｃが配置されている。
【００２６】
サイドビュー面実装タイプの発光素子３１、第１、第２受光素子３２、３３は、同じ形状であるので、以下、代表して発光素子３１について説明する。
図５は、サイドビュー面実装タイプの発光素子３１の側面図である。
発光素子３１は、図５に示すように、発光部などが収納された樹脂製の胴体部３１２と、レンズ３１１とを備えている。胴体部３１２は、光軸方向（図中左右方向）の中央部が他の部分より出っ張ったクラウン形状となっている。胴体部３１２をクラウン形状にしているのは、射出成型などにより胴体部３１２を形成した場合に、胴体部３１２を型から取り出しやすくするためである。また、胴体部３１２の光軸方向（図中左右方向）の略中央部で、紙面と直交する方向の両端部には、出力端子３１３ａと入力端子３１３ｂとが設けられている（図７参照）。各端子３１３ａ，３１３ｂは、胴体部３１２から図中下側へ延びる部分と、光軸と平行に延びる部分とを有している。
【００２７】
図６は、プリント基板３４に発光素子３１を取り付けた様子を示す光学センサ３０の側面図であり、図７は、正面図である。
図６、図７に示すように、発光素子３１の各端子３１３ａ，３１３ｂの光軸方向に延びた部分が、プリント基板３４のレジスト層３４ｃが除去され、銅箔層３４ｂが露出した接続部３４ｄに位置決めされ、その後、その接続部３４ｄにハンダが充填されて、発光素子３１がプリント基板３４に取り付けられる。
【００２８】
プリント基板３４は、基層３４ａ上に３０〜４０μｍの銅箔層３４ｂが設けられており、銅箔層３４ｂ上に２０〜４０μｍのレジスト層３４ｃが設けられている。
【００２９】
本実施形態の発光素子３１の胴体部３１２は、成型加工の容易さから略クラウン形状となっているため、発光素子３１の各端子３１３ａ，３１３ｂを、プリント基板３４のレジスト層３４ｃが除去され、銅箔層３４ｂが露出した接続部３４ｄに接触させたとき、図６に示すように、胴体部３１２の前側端部（レンズ側）および、胴体部３１２の後側端部（レンズ側と反対側）とプリント基板３４との間に数十μｍの微小な隙間が生じる。その結果、発光素子３１をハンダ付けするときに、発光素子３１に触れてしまうなどすると、発光素子３１が端子を支点にして揺動し、図８（ａ）に示すように、発光素子３１がプリント基板３４に対して傾いて面実装されるおそれがあった。また、加工誤差になどにより端子の下側に延びる部分とプリント基板３４と平行に延びる部分との角度が直角でない場合、端子のプリント基板３４と平行に延びる部分をプリント基板３４の接続部３４ｄ（露出した銅箔層３４ｂの部分）に当接させたとき、図８（ｂ）に示すように、素子３１がプリント基板３４に対して傾いてしまう。その結果、発光素子３１が傾いた状態でプリント基板３４に面実装されてしまうおそれがある。そこで、治具で発光素子３１を所定の姿勢で保持した状態で、発光素子３１をハンダ付けして、発光素子３１をプリント基板３４に面実装することも考えられるが、この場合、発光素子３１の面実装する作業が煩雑になるという不具合がある。なお、上記では、発光素子３１について説明したが、発光素子と同様な形状の第１、第２受光素子３２，３３も同様な問題が発生する。
【００３０】
図９に示すように、各素子３１，３２，３３が、プリント基板３４に対して傾くことなく面実装された場合は、発光素子３１からプリント基板３４に対して平行に光が照射され、中間転写ベルト７からプリント基板３４に対して平行に反射した光を受光することができる。
一方、図１０に示すように各素子３１，３２，３３がプリント基板３４に対して傾いて面実装された場合、発光素子３１から照射された光はプリント基板３４に対して平行に照射されず、中間転写ベルト７の所定の照射位置に照射されない。また、受光素子３２，３３へ向かう中間転写ベルト７からの反射光がほとんどなくなり、被検知対象物の検知精度が低下してしまう。
【００３１】
そこで、本実施形態においては、プリント基板３４に各素子３１，３２，３３を支持する支持突起を設けた。
図１１は、支持突起３４ｅを備えた光学センサ３０の発光素子３１近傍の概略構成図であり、図１２は、支持突起３４ｅを備えたプリント基板３４を示す図である。
図１１に示すように支持突起３４ｅは、プリント基板３４の発光素子３１の胴体部前側端部（レンズ側）と対向する箇所、胴体部後側端部（レンズ側と反対側）近傍と対向する箇所に設けられている。また、図１２に示すように、プリント基板３４の第１、第２受光素子３２，３３の胴体部前側端部（レンズ側）と対向する箇所、胴体部後側端部（レンズ側と反対側）近傍と対向する箇所にそれぞれ支持突起３４ｅが形成されている。また、各支持突起３４ｅは、図１２に示すように、ある程度の長さを有する細長い線状の形状をしている。
【００３２】
支持突起３４ｅは、シルク印刷によりプリント基板３４に形成されている。より具体的に説明すると、プリント基板３４のレジスト層３４ｃ上には、プリント基板３４に実装される電子部品の取り付け位置を示すためのマークなどがシルク印刷により形成されている。このような電子部品の取り付け位置を示すためのマークをシルク印刷によりレジスト層３４ｃに形成するときに、支持突起３４ｅも形成するのである。このように、シルク印刷により支持突起３４ｅを形成することで、簡単に支持突起３４ｅを形成することができる。
【００３３】
また、シルク印刷により形成される支持突起３４ｅの高さは、２０〜５０μｍであり、素子の形状などによっては、１回のシルク印刷では支持突起３４ｅの高さが所望の高さにならず、素子をプリント基板３４に載置したとき支持突起３４ｅが素子と当接せず、支持突起３４ｅにより素子を支持できない場合がある。１回のシルク印刷により形成される支持突起３４ｅの高さで素子と当接できるようにするには、支持突起３４ｅの形成箇所を、図１１よりも胴体部中央寄りにすることが考えられる。しかし、この場合、前側支持突起と後側支持突起との距離が近くなってしまい、前側支持突起と後側支持突起との間に高さの誤差があった場合、図１１に示す場合に比べて、素子の傾きが大きくなるという不具合が生じる。よって、図１３に示すように、シルク印刷を複数回行って、支持突起３４ｅを所望の高さに形成するのが好ましい。
【００３４】
本実施形態においては、支持突起３４ｅにより素子の胴体部の前側と後側とを支持することにより、素子が端子を支点にして揺動することがない。その結果、素子をプリント基板３４の接続部３４ｄと端子との間に充填された溶融したハンダが固まるまでの間に、素子に触れるなどしても、素子が前後（光軸方向）に傾くことが防止される。これにより、素子がプリント基板３４に対して斜めに面実装されるのを抑制することができる。また、加工誤差になどにより端子の下側に延びる部分とプリント基板３４と平行に延びる部分との角度が直角でなくても、支持突起により素子が支持されるので、プリント基板上に傾かずに支持される。よって、素子が傾いた状態でプリント基板３４に面実装されてしまうのも防止することができる。
【００３５】
上述では、素子の前側と後側とを支持突起３４ｅに支持しているが、例えば、素子の重心が前側（レンズ側）にある場合は、図１４に示すように、支持突起３４ｅをプリント基板３４の胴体部の前側端部と対向する箇所のみに設けてもよい。この場合、素子は、入力端子と出力端子と、支持突起３４ｅの３点でプリント基板３４上に支持される。素子の重心が前側にあるので、何かの弾みで素子が倒れそうになった場合、素子は、図中破線で示すように、前側がプリント基板３４に近接するように傾くので、素子の重心が前側にあるときは、前側にのみ支持突起３４ｅを設けるだけで、十分に素子の傾きを抑制することができる。これとは逆に、素子の重心が後側にあるときは、図１５の破線で示すように、後側がプリント基板３４と当接するように素子が倒れるので、支持突起３４ｅをプリント基板３４の胴体部の後側近傍と対向する箇所のみに設けてもよい。
【００３６】
また、サイドビュー表面実装タイプの受光素子は、プリント基板表面を反射した外乱光が、受光素子に入射する場合がある。特に、被検知対象の正反射光を受光するための第１受光素子３２においては、上記のような基板表面を反射してきて外乱光を受光すると、ノイズの原因となり、正反射光量の検出精度が悪くなってしまう。よって、このような外乱光が受光素子３２に入射しないうように、図１６に示すように受光素子３２よりも反射光進行方向上流側に遮光壁３４１を設けている場合がある。このような構成の場合、受光素子３２の遮光壁３４と対向する箇所Ｔ１は、正反射光が受けられなくなる。支持突起３４ｅを胴体部前側端部近傍に対向する箇所と、後側端部近傍と対向する箇所に設けた場合、製造誤差により前側の支持突起３４ｅの高さが後側の支持突起よりも低いと、素子がわずかに前側に傾いて表面実装される。その結果、受光素子３２の遮光壁３４１と対向する部分Ｔ１が多くなり、さらに受光素子３２の正反射光を受光する領域Ｔ２が狭くなってしまう。
【００３７】
よって、この場合も図１６に示すように、支持突起３４ｅをプリント基板３４の胴体部の前側端部近傍と対向する箇所のみに設けるのが好ましい。また、支持突起３４ｅの高さは、胴体部の前側端部とプリント基板との間の隙間以上に設定するのがこのましい。これにより、受光素子３２の前側（レンズ側）が、プリント基板３４側へ傾くのを防止することができ、受光素子３２の正反射光を受光する領域Ｔ２が狭くなるのを防止することができる。
【００３８】
さらに、図１７に示すように、受光素子３２の胴体部の後側が、プリント基板３４と当接するよう、受光素子３２を傾いた姿勢でプリント基板３４に面実装させてもよい。この図１７に示す例では、プリント基板３４の受光素子３２の胴体部の後側部と対向する領域のレジスト層３４ｃを除去し、プリント基板３４の銅箔層３４ｂに受光素子３２の胴体部の後側部を当接させている。この図１７に示す例では、前側の支持突起と、胴体部後側部とで受光素子３２がプリント基板３４上に支持される形となる。よって、受光素子３２をプリント基板３４にハンダ付けするとき、受光素子３２が端子を支点に揺動することはない。よって、所定の姿勢で受光素子３２をプリント基板３４に面実装することができる。なお、図１７の構成では、レジスト層３４ｃを除去して、銅箔層３４ｂに胴体部の後側部を当接させているが、素子のプリント基板３４に対して傾斜させたい角度によっては、レジスト層に胴体部後側部を当接させたり、レジスト層、銅箔層を除去して、基層に胴体部後側部を当接させたりしてもよい。
【００３９】
図１７では、第１受光素子３２のみを、胴体部の後側部がプリント基板３４と当接するように傾斜させてプリント基板３４に面実装する構成にについて説明したが、発光素子３１、受光素子３２、３３を、胴体部の後側部がプリント基板３４と当接するように傾斜させてプリント基板３４に取り付けてもよい。
【００４０】
次に、トップビュー面実装タイプの発光素子、受光素子を用いた光学センサについて説明する。
図１８は、トップビュー面実装タイプの発光素子、受光素子を用いた光学センサ３０Ａの概略構成図である。
図１８に示すように、中間転写ベルト７のおもて面と平行なプリント基板３４にトップビュー面実装タイプの発光素子３１、第１受光素子３２、第２受光素子３３が面実装されている。各素子３１，３２，３３は、ケース３５に封入されており、ケース３５には、発光素子３１から照射される入射光が中間転写ベルト７又は中間転写ベルト上のトナー像（以下、被検知対象という）に至るまでの射出光路を確保するための通路４０２、及び被検知対象で反射した反射光が第１受光素子３２及び第２の受光素子３３に至るまでの入射光路を確保するための通路４０１、４０３がそれぞれ形成されている。そして、発光素子３１と通路４０２とで構成された空間と、第１受光素子３２と通路４０３とで構成された空間が遮光壁４０５で区切られており、発光素子３１からの光が、直接第１受光素子３２へ入射するのを抑制している。また、発光素子３１と通路４０２とで構成された空間と、第２受光素子３３と通路４０４とで構成された空間が遮光壁４０４で区切られており、発光素子３１からの光が、直接第２受光素子３３へ入射するのを抑制している。また、ケース３５の射出光路上に集光レンズ３７ｂが配置されている。また、入射光路上にも、集光レンズ３７ａ、３７ｃが配置されている。
【００４１】
発光素子３１、第１受光素子３２，第２受光素子３３は、ほぼ同じ構成であるので、以下、発光素子３１を代表して説明する。
図１９は、トップビュー面実装タイプの発光素子３１を示す概略構成図である。
図１９に示すように、トップビュー面実装タイプの発光素子も、サイドビュータイプの面実装タイプと同様、発光部などが収納された樹脂製の胴体部３１２と、レンズ３１１とを備えている。レンズ３１１は、胴体部３１２の上部に取り付けられている。胴体部３１２のレンズ３１１側と反対側（以下、下側という）の図中左端と右端とには、端子３１３ａ，３１３ｂが形成されている。端子３１３ａ，３１３ｂは、下側に延びる部分とプリント基板３４と平行に延びる部分とで構成されている。そして、端子３１３ａ，３１３ｂのプリント基板３４と平行に延びる部分を、プリント基板３４のレジスト層３４ｃが除去され銅箔層３４ｂが露出した接続部３４ｄに当接させ、そこにハンダ３５１を充填することにより、発光素子３１がプリント基板３４に面実装される（図２０参照）。
【００４２】
しかし、このトップビュー面実装タイプの素子においても図２０に示すように、加工のばらつきなどにより端子の下側に延びる部分とプリント基板３４と平行に延びる部分と角度が直角でない場合、各端子３１３ａ，３１３ｂをプリント基板３４の接続部３４ｄに当接した状態でハンダ付けすると、素子３１がプリント基板３４に対して傾いて面実装される。
【００４３】
よって、トップビュー面実装タイプの素子が面実装される光学センサ３０Ａにおいても、図２１に示すように、プリント基板３４の素子の下面と対向する箇所に支持突起３４ｅを設ける。本実施形態においては、プリント基板３４の素子３１の下面の端子側端部近傍（図中左右）と対向する箇所にそれぞれ支持突起３４ｅを設け、支持突起３４ｅは、図２２に示すように端子のプリント基板３４と平行に延びる部分と直交する方向に延びる線状の形状をしている。支持突起３４ｅの高さは、２本の支持突起３４ｅに支持された（当接した）状態のとき、端子が、接続部３４ｄ（銅箔層３４ｂ）から浮くように設定されている。具体的には、（素子の下面からの端子の突出量−レジスト層３４ｃの厚み）を超える高さに支持突起３４ｅが形成される。これにより、トップビュー面実装タイプの素子が、プリント基板３４に対してハンダ付けされるとき、素子は、２本の支持突起３４ｅに支持された状態となっており、端子とプリント基板３４の接続部３４ｄの銅箔層３４ｂとの間には、所定の隙間が形成されている。これにより、端子３１３ａ，３１３ｂの下側に延びる部分とプリント基板３４と平行に延びる部分と角度が直角でない場合であっても、素子がプリント基板３４に対して傾かずに支持される。そして、端子３１３ａ，３１３ｂと接続部３４ｄの銅箔層３４ｃとの隙間にハンダ３５１を充填させることにより、素子がプリント基板３４に面実装される。
【００４４】
なお、この場合も１回のシルク印刷では、支持突起３４ｅの高さが、所定の高さにならない場合は、複数回シルク印刷を行って、支持突起３４ｅの高さを所定の高さにする。また、上記においては、図２２に示すように、支持突起３４ｅは、端子のプリント基板３４と平行に延びる部分と直交する方向に延びる線状の形状にしているが、図２３に示すように、端子のプリント基板３４と平行に延びる部分と平行に延びる線状の形状としてもよいし、図２４に示すように、３箇所に円柱状の支持突起３４ｅを設けて、素子の下面を３点で支持するようにしてもよい。
【００４５】
また、上記では、発光素子３１の光が、プリント基板３４の面に対して垂直に照射されるよう、プリント基板３４に発光素子３１を面実装し、プリント基板３４に対して垂直に反射した反射光を受光素子３２，３３で受光できるよう、受光素子３２，３３を面実装しているが、例えば、図２５に示す左側の支持突起３４ｅと右側の支持突起３４ｅの高さを異ならせて、素子の下面がプリント基板３４に対して傾いた姿勢で素子をプリント基板３４に面実装してもよい。この場合も支持突起３４ｅで素子を支持しているので、所定の姿勢以外の姿勢で素子がプリント基板３４に表面実装されるのを抑制することができる。
【００４６】
また、本実施形態においては、素子をプリント基板に取り付けた後、ハンダを充填して、素子をプリント基板に表面実装する場合について説明したが、例えば、シルク印刷により、溶融したハンダを接続部３４ｄに印刷した後、素子をプリント基板に面実装する場合においても、支持突起３４ｄを設けることで、素子が支持突起に当接して、所定の姿勢の状態で、面実装することができる。
【００４７】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（１）
発光素子などの発光手段と、上記発光手段から照射された光が中間転写ベルト７やトナーなどの照射対象物によって反射したとき反射光を受光する受光素子などの受光手段と、上記発光手段および上記受光手段が面実装される基板とを備えた光学センサにおいて、上記基板に上記発光手段と当接して上記発光手段を支持する支持突起および／または上記受光手段と当接して上記受光手段を支持する支持突起を設けた。
かかる構成を備えることにより、上述したように発光手段および／または受光手段を所定の姿勢で基板に面実装することができる。
【００４８】
（２）
また、上記（１）に記載の態様の光学センサにおいて、上記支持突起は、シルク印刷により上記基板に形成したので、基板に実装される電子部品の取り付け位置を示すためのマークなどをシルク印刷するときに、支持突起も基板に形成することができ、容易に基板の所定の位置に支持突起を形成することができる。
【００４９】
（３）
また、上記（２）に記載の態様の光学センサにおいて、上記支持突起は、シルク印刷を複数回行うことにより形成されることにより、シルク印刷により所望の高さの支持突起を形成することができる。
【００５０】
（４）
また、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の態様の光学センサにおいて、上記発光手段として、上記基板に対して平行に光を照射するサイドビュー面実装タイプの発光手段を用い、上記受光手段として、上記基板に対して平行の反射光を受光するサイドビュー面実装タイプの受光手段を用いており、上記支持突起を、上記基板の上記発光手段の光照射面側と対向する箇所、上記発光手段の光照射面と反対側と対向する箇所、上記受光手段の反射光受光面側と対向する箇所および上記受光手段の反射光受光面と反対側と対向する箇所の少なくとも一箇所に設けた。これにより、発光手段および／または受光手段が、基板に支持されたとき、端子を支点にして揺動するのを抑制することができる。これにより、発光手段および／または受光手段を所定の姿勢で基板に面実装することができる。
【００５１】
（５）
上記４に記載の態様の光学センサにおいて、上記基板の上記受光手段配置位置よりも反射光進行方向上流側に、基板に反射した外乱光が受光手段に入射しないように遮光する遮光壁を有し、上記支持突起は、上記基板の上記受光手段の反射光受光面側と対向する箇所に設けられ、上記受光手段が上記支持突起に支持されたとき、上記受光手段の反射光受光面と反対側の部分が上記基板と当接するよう、上記支持突起を構成した。これにより、受光手段の反射光受光面を基板から離れた姿勢で受光手段を面実装することできる。その結果、受光手段の反射光受光面の遮光壁と対向しない領域を多くすることができ、良好に照射対象物の反射光を受光することができる。
【００５２】
（６）
また、上記（１）乃至（３）いずれかに記載の態様の光学センサにおいて、上記発光手段として、上記基板に対して直交する方向に光を照射するトップビュー面実装タイプの発光手段を用い、上記受光手段として、上記基板に対して直交する方向の反射光を受光するトップビュー面実装タイプの受光手段を用いた。これにより、トップビュー面実装タイプの発光手段および／または受光手段が、基板に対して所定の姿勢で面実装することができる。
【００５３】
（７）
表面にトナー像を担持する中間転写ベルトなどの像担持体と、上記トナー像からの反射光を検出する光学センサと、上記像担持体表面に階調パターンなどの画質調整用トナー像を形成し、上記光学センサの前記画質調整用トナー像からの反射光を受光したときの出力値に基づいて、画質調整制御を実行する画質調整制御手段とを備える画像形成装置において、上記光学センサとして、上記（１）乃至（６）いずれかに記載の態様の光学センサを用いた。これにより、精度よく画質調整用トナー像からの反射光を受光することができ、精度の高い画質調整制御を実行することができる。
【符号の説明】
【００５４】
７：中間転写ベルト
３０：光学センサ
３１：発光素子
３２：第１受光素子
３３：第２受光素子
３４：プリント基板
３４ａ：基層
３４ｂ：銅箔層
３４ｃ：レジスト層
３４ｄ：接続部
３４ｅ：支持突起
３５：ケース
３１１：レンズ
３１２：胴体部
３４１：遮光壁
３５１：ハンダ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５５】
【特許文献１】特開２００８−２６１８６４号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光手段と、
上記発光手段から照射された光が照射対象物によって反射したとき反射光を受光する受光手段と、
上記発光手段および上記受光手段が面実装される基板とを備えた光学センサにおいて、
上記基板に、上記発光手段と当接して上記発光手段を支持する支持突起および／または上記受光手段と当接して上記受光手段を支持する支持突起を設けたことを特徴とする光学センサ。
【請求項２】
請求項１の光学センサにおいて、
上記支持突起は、シルク印刷により上記基板に形成されたことを特徴とする光学センサ。
【請求項３】
請求項２の光学センサにおいて、
上記支持突起は、シルク印刷を複数回行うことにより形成されたことを特徴とする光学センサ。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれかの光学センサにおいて、
上記発光手段として、上記基板に対して平行に光を照射するサイドビュー面実装タイプの発光手段を用い、上記受光手段として、上記基板に対して平行の反射光を受光するサイドビュー面実装タイプの受光手段を用いており、
上記支持突起を、上記基板の上記発光手段の光照射面側と対向する箇所、上記発光手段の光照射面と反対側と対向する箇所、上記受光手段の反射光受光面側と対向する箇所および上記受光手段の反射光受光面と反対側と対向する箇所の少なくとも一箇所に設けたことを特徴とする光学センサ。
【請求項５】
請求項４の光学センサにおいて、
上記基板の上記受光手段配置位置よりも反射光進行方向上流側に、基板に反射した外乱光が受光手段に入射しないように遮光する遮光壁を有し、
上記支持突起は、上記基板の上記受光手段の反射光受光面側と対向する箇所とに設けられ、
上記受光手段が上記支持突起に支持されたとき、上記受光手段の上記受光手段の反射光受光面と反対側の部分が上記基板と当接するよう、上記支持突起を構成したことを特徴とする光学センサ。
【請求項６】
請求項１乃至３いずれかの光学センサにおいて、
上記発光手段として、上記基板に対して直交する方向に光を照射するトップビュー面実装タイプの発光手段を用い、上記受光手段として、上記基板に対して直交する方向の反射光を受光するトップビュー面実装タイプの受光手段を用い、
上記支持突起の上記基板からの高さを、上記発光手段および／または受光手段を上記支持突起で支持したとき、入力端子と出力端子とが、上記基板の接続部と当接しない高さに設定したことを特徴とする光学センサ。
【請求項７】
表面にトナー像を担持する像担持体と、
上記トナー像からの反射光を検出する光学センサと、
上記像担持体表面に画質調整用トナー像を形成し、
上記光学センサの上記画質調整用トナー像からの反射光を受光したときの出力値に基づいて、画質調整制御を実行する画質調整制御手段とを備える画像形成装置において、
上記光学センサとして、請求項１乃至６いずれかの光学センサを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
発光手段と、
上記発光手段から照射された光が照射対象物によって反射したとき反射光を受光する受光手段と、
上記発光手段および上記受光手段が面実装される基板とを備えた光学センサにおいて、
上記基板に、上記発光手段と当接して上記発光手段を支持する支持突起および／または上記受光手段と当接して上記受光手段を支持する支持突起を設けたことを特徴とする光学センサ。
【請求項２】
請求項１の光学センサにおいて、
上記支持突起は、シルク印刷により上記基板に形成されたことを特徴とする光学センサ。
【請求項３】
請求項２の光学センサにおいて、
上記支持突起は、シルク印刷を複数回行うことにより形成されたことを特徴とする光学センサ。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれかの光学センサにおいて、
上記発光手段として、上記基板に対して平行に光を照射するサイドビュー面実装タイプの発光手段を用い、上記受光手段として、上記基板に対して平行の反射光を受光するサイドビュー面実装タイプの受光手段を用いており、
上記支持突起を、上記基板の上記発光手段の光照射面側と対向する箇所、上記発光手段の光照射面と反対側と対向する箇所、上記受光手段の反射光受光面側と対向する箇所および上記受光手段の反射光受光面と反対側と対向する箇所の少なくとも一箇所に設けたことを特徴とする光学センサ。
【請求項５】
請求項４の光学センサにおいて、
上記基板の上記受光手段配置位置よりも反射光進行方向上流側に、基板に反射した外乱光が受光手段に入射しないように遮光する遮光壁を有し、
上記支持突起は、上記基板の上記受光手段の反射光受光面側と対向する箇所とに設けられ、
上記受光手段が上記支持突起に支持されたとき、上記受光手段の上記受光手段の反射光受光面と反対側の部分が上記基板と当接するよう、上記支持突起を構成したことを特徴とする光学センサ。
【請求項６】
請求項１乃至３いずれかの光学センサにおいて、
上記発光手段として、上記基板に対して直交する方向に光を照射するトップビュー面実装タイプの発光手段を用い、上記受光手段として、上記基板に対して直交する方向の反射光を受光するトップビュー面実装タイプの受光手段を用い、
上記支持突起の上記基板からの高さを、上記発光手段および／または受光手段を上記支持突起で支持したとき、入力端子と出力端子とが、上記基板の接続部と当接しない高さに設定したことを特徴とする光学センサ。
【請求項７】
表面にトナー像を担持する像担持体と、
上記トナー像からの反射光を検出する光学センサと、
上記像担持体表面に画質調整用トナー像を形成し、
上記光学センサの上記画質調整用トナー像からの反射光を受光したときの出力値に基づいて、画質調整制御を実行する画質調整制御手段とを備える画像形成装置において、
上記光学センサとして、請求項１乃至６いずれかの光学センサを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１３−２４７５２（Ｐ２０１３−２４７５２Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６０３５２（Ｐ２０１１−１６０３５２）
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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