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公開番号2025169053
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-12
出願番号2024074031
出願日2024-04-30
発明の名称光センサモジュール
出願人京セラ株式会社
代理人弁理士法人三協国際特許事務所
主分類G03G 15/00 20060101AFI20251105BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】迷光成分の混入を抑制し、センシング精度を向上できる光センサモジュールを提供する。
【解決手段】光センサモジュールSMは、センサ基板3、第1遮光壁51および第2遮光壁52を備える。センサ基板3は、実装面3Mを有する基板30と、実装面3Mに第1発光素子33と第1受光素子34との発受光ペア、第2受光素子34、第2発光素子36の順で列状に配置された素子群3Eとを含む。第1遮光壁51は、第1発光素子33と第1受光素子34との間に配置されている。第2遮光壁52は、第2発光素子35と第2受光素子36との間に配置されている。第1受光素子34は、第1発光素子33から発せられる第1測定光L11の正反射光を受光する。第2受光素子36は、第2発光素子35から発せられる第2測定光L12の乱反射光L3を受光する。発受光ペア31と第2受光素子36との間における、実装面3Mの前方が開放空間OSである。
【選択図】図5A
特許請求の範囲【請求項１】
実装面を有する基板と、前記実装面に第１発光素子と第１受光素子との発受光ペア、第２受光素子、第２発光素子の順で列状に配置された素子群と、を含むセンサ基板と、
前記第１発光素子と第１受光素子との間において、前記実装面の前方に配置された第１遮光壁と、
前記第２発光素子と第２受光素子との間において、前記実装面の前方に配置された第２遮光壁と、を備え、
前記第１受光素子は、前記第１発光素子から発せられる第１測定光の測定対象物からの正反射光を受光する位置に配置され、
前記第２受光素子は、前記第２発光素子から発せられる第２測定光の測定対象物からの乱反射光を受光する位置に配置され、
前記発受光ペアと前記第２受光素子との間における、前記実装面の前方が開放空間である、光センサモジュール。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
請求項１に記載の光センサモジュールにおいて、
前記素子群は、前記第１発光素子、前記第１受光素子、前記第２受光素子、前記第２発光素子の順で列状に前記実装面に配置され、
前記第１受光素子と前記第２受光素子との間における前記実装面の前方が、前記開放空間である、光センサモジュール。
【請求項３】
請求項１に記載の光センサモジュールにおいて、
前記素子群は、前記第１受光素子、前記第１発光素子、前記第２受光素子、前記第２発光素子の順で列状に前記実装面に配置され、
前記第１発光素子と前記第２受光素子との間における前記実装面の前方が、前記開放空間である、光センサモジュール。
【請求項４】
請求項１～３のいずれか１項に記載の光センサモジュールにおいて、
前記実装面の前方に配置され、前記第１測定光および前記正反射光と、前記第２測定光および前記乱反射光とを集光するレンズ部を含むレンズユニットと、
前記レンズユニットが嵌合される筐体と、をさらに備え、
前記第１遮光壁および前記第２遮光壁は、前記筐体に立設されている、光センサモジュール。
【請求項５】
請求項４に記載の光センサモジュールにおいて、
前記筐体は、底板と、前記底板の周縁から立設され前記レンズユニットの側面を覆う側板と、を含み、
前記底板は、前記第１遮光壁および前記第２遮光壁が立設される第１面と、前記センサ基板が収容される凹部を有する第２面と、前記第１測定光および前記正反射光と、前記第２測定光および前記乱反射光とを通過させる開口と、を含む、光センサモジュール。
【請求項６】
請求項１～３のいずれか１項に記載の光センサモジュールにおいて、
前記実装面と、前記第１遮光壁および前記第２遮光壁の底面との間に隙間が形成されている、光センサモジュール。
【請求項７】
請求項６に記載の光センサモジュールにおいて、
前記第１遮光壁の底面に形成され、前記第１発光素子に向かうに連れて前記実装面から離間する方向に傾斜する第１テーパ面と、を含む、光センサモジュール。
【請求項８】
請求項６に記載の光センサモジュールにおいて、
前記第２遮光壁の底面に形成され、前記第２発光素子に向かうに連れて前記実装面から離間する方向に傾斜する第２テーパ面と、を含む、光センサモジュール。
【請求項９】
請求項１～３のいずれか１項に記載の光センサモジュールにおいて、
前記第２遮光壁は、前記第１遮光壁よりも前方への突出長が長い、光センサモジュール。
【請求項１０】
請求項１～３のいずれか１項に記載の光センサモジュールにおいて、
前記第２遮光壁の底面幅が、前記列状の配列方向において、前記第１遮光壁の底面幅よりも長い、光センサモジュール。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、発光素子および受光素子を備える光センサモジュールに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
測定対象物に照射する測定光を発する発光素子と、前記測定光の反射光を受光する受光素子とを備える光センサモジュールが知られている。当該光センサモジュールは、例えばタンデム型の画像形成装置の中間転写ベルトに形成される、トナー濃度や色ずれ計測のためのパッチ画像の検出に用いられる。特許文献１および特許文献２には、パッチ画像からの正反射光を検出するための第１発光素子および第１受光素子のペアと、パッチ画像からの乱反射光を検出するための第２発光素子および第２受光素子のペアとを備えた光センサモジュールが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第７１９５８０８号公報
特開２０１７－９０５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の光センサモジュールでは、パッチ画像等の測定対象物からの正反射光もしくは乱反射光だけを、各受光素子が検出することが望ましい。しかし、検出を企図していない迷光が受光素子に混入し、測定対象物の正確なセンシングを阻害することがある。
【０００５】
本開示の目的は、迷光成分の混入を抑制し、センシング精度を向上できる光センサモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一の局面に係る光センサモジュールは、実装面を有する基板と、前記実装面に第１発光素子と第１受光素子との発受光ペア、第２受光素子、第２発光素子の順で列状に配置された素子群と、を含むセンサ基板と、前記第１発光素子と第１受光素子との間において、前記実装面の前方に配置された第１遮光壁と、前記第２発光素子と第２受光素子との間において、前記実装面の前方に配置された第２遮光壁と、を備える。前記第１受光素子は、前記第１発光素子から発せられる第１測定光の測定対象物からの正反射光を受光する位置に配置されている。前記第２受光素子は、前記第２発光素子から発せられる第２測定光の測定対象物からの乱反射光を受光する位置に配置されている。前記発受光ペアと前記第２受光素子との間における、前記実装面の前方が開放空間である。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、迷光成分の混入を抑制し、センシング精度を向上できる光センサモジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、本開示の光センサモジュールが適用されるカラープリンターの内部構造を概略的に示す断面図である。
図２は、光センサモジュールの一例である濃度センサの配置例を示す斜視図である。
図３（Ａ）および（Ｂ）は、黒トナーの検出原理を示す模式図である。
図４（Ａ）および（Ｂ）は、カラートナーの検出原理を示す模式図である。
図５Ａは、本開示の基本実施形態の第１例に係る光センサモジュールを示す断面図である。
図５Ｂは、上記第１例の比較例を示す断面図である。
図６Ａは、基本実施形態の第２例に係る光センサモジュールを示す断面図である。
図６Ｂは、上記第２例の比較例を示す断面図である。
図７（Ａ）および（Ｂ）は、本開示の具体的実施形態に係る光センサモジュールの外観を示す斜視図である。
図８（Ａ）は、図７に示す光センサモジュールの上面図、図８（Ｂ）は底面図、図８（Ｃ）は側面図である。
図９（Ａ）は、筐体底板の下面視の斜視図、図９（Ｂ）は、筐体底板の上面視の斜視図である。
図１０は、図８（Ｂ）のＸ－Ｘ線断面図である。
図１１は、図９（Ｂ）のＸＩ－ＸＩ線断面図であって、センサ基板の装着前の状態を示す図である。
図１２は、筐体底板の図１１と同じ断面を示し、センサ基板が装着された状態であって要部の拡大図が付記された断面図である。
図１３は、筐体底板の図１１と同じ断面を示し、遮光壁の突出長および底面幅を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の光センサモジュールについて、図面を参照して詳細に基づいて説明する。本開示の光センサモジュールは、測定光を測定対象物に照射し、その反射光を受光することで、当該測定対象物の物理特性を計測するモジュールである。測定対象物には特に制限はなく、固体、半固体、液体、粉体などが対象となり得る。測定する物理特性についても、反射光から解析し得る限りにおいて特に制限はない。例えば、測定対象物の色や濃度の計測に、本開示の光センサモジュールは好適である。以下で説明する実施形態では、カラープリンターに対し、画像形成用のトナーの濃度検出用に組み付けられる光センサモジュールを例示する。
【００１０】
［カラープリンターの説明］
先ず、本開示の光センサモジュールが適用されるカラープリンターの構成について説明する。図１は、タンデム式のカラープリンター１の内部構造を概略的に示す断面図である。カラープリンター１は、本体ハウジング１０に収容された、画像形成ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂｋ、光走査装置２３、中間転写ユニット２８及び定着ユニット２９を含む。本体ハウジング１０の上面には排紙トレイ１１が備えられている。排紙トレイ１１に対向して、シート排出口１２が開口している。本体ハウジング１０の側壁には手差し給紙トレイ１３が、本体ハウジング１０の下部には、自動給紙等のシートを収容する給紙カセット１４が、それぞれ装備されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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