CN100561185C

CN100561185C - 彩色色粉附着量测定装置

Info

Publication number: CN100561185C
Application number: CNB2006100003700A
Authority: CN
Inventors: 村田知之
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2005-03-22
Filing date: 2006-01-06
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2026-01-06
Also published as: JP4616676B2; JP2006267139A; CN1837783A

Abstract

一种彩色色粉附着量测定装置。本发明的目的是提供一种彩色色粉附着量测定装置，能利用简单的结构、低成本且小型地构成，且具有监视功能。该彩色色粉附着量测定装置(10)包括：具有上方敞开的4个凹陷部的树脂制框架部件(11)；在上述框架部件的各个凹陷部的底面都设置的一对导体部(13、14)，上述一对导体部相互邻接并露出；分别位于上述各凹陷部内，被安装在其中一个导体部(13)的芯片安装部上，并与另一个导体部电连接的一个芯片状发光元件(15)和3个芯片状受光元件(16、17、18)；被覆盖在上述框架部件上的一体的盖体(12)，上述盖体对应于上述发光元件以及第一和第二受光元件而具有设置了偏振光薄膜(19a、19b、19c)的窗口部，并设置有使第三受光元件反射来自上述发光元件的光的反射面(12a’)。

Description

彩色色粉附着量测定装置

技术领域

本发明涉及用于测定转印型彩色打印机、彩色传真装置等中的彩色色粉(color toner)的附着量的彩色色粉附着量测定装置。

背景技术

以往，这种彩色色粉附着量测定装置例如按图4所示构成。

即，在图4中，彩色色粉附着量测定装置1由以下部分构成：作为发光部的LED(发光二极管)2；被配置在LED 2的发光光路中的第一分光器(beam splitter)3；作为受光部的第一光电二极管4和第二光电二极管5；配置在这些光电二极管4、5的受光光路中的第二分光器6。

并且，彩色色粉附着量测定装置1整体被配置在光源(lamp house)1a内，并且如图5所示被安装在基板7上。

上述LED 2向要测定彩色色粉附着量的例如感光鼓等检测体8照射光。

上述第一分光器3是公知结构的偏振光分光器，被配置在来自LED 2的发光光路中，从而使来自LED 2的光中的仅第一偏振光、例如P偏振光透过。

上述第一光电二极管4和第二光电二极管5均是公知结构的例如PIN光电二极管。

上述第二分光器6是公知结构的偏振光分光器，构成为使第一偏振光例如P偏振光透过，并且使第二偏振光例如S偏振光反射。

另外，上述彩色色粉附着量测定装置1具有监视用的第三光电二极管9。

该第三光电二极管9如图6所示，与所述两个光电二极管4、5相比构成为小型，被安装在基板7的表面上，并通过密封树脂9a密封，并且通过设在基板7和光源1a中的窗口部A射入从上述LED 2向侧方射出的光。

根据这种结构的彩色色粉附着量测定装置1，通过驱动LED 2，利用第一分光器3使得仅从LED 2射出的光中的P偏振光照射检测体8。

并且，当来自检测体8的反射光入射到第二分光器6上时，P偏振光透过第二分光器6入射到第一光电二极管4上，并且S偏振光被第二分光器6反射并入射在第二光电二极管5上。

这里，入射在检测体8上的P偏振光的一部分被检测体8的表面反射，直接作为P偏振光射向第二分光器6，并透过第二分光器6入射在第一光电二极管4上。

与此相对，对于将要入射在检测体8上的P偏振光中的入射在附着于检测体8表面的色粉上的光，由于该色粉是电介质，所以被该色粉反射的光包括P偏振光成分以外的成分即S成分。

因此，只有该S偏振光被第二分光器6反射并入射在第二光电二极管5上，并且P偏振光透过第二分光器6入射在第一光电二极管4上。

由此，通过计算入射在第二光电二极管5上的S偏振光的光量与入射在第一光电二极管4上的P偏振光的光量的比率，由于检测体8的感光鼓表面上的色粉附着量较多时该比率变大，所以能够测定彩色色粉附着量。

另外，LED 2一般在温度随着驱动而变化时，其发光效率变动，而从LED 2向侧方射出的光的一部分入射在监视用的第三光电二极管9上，从而来监视LED 2的光量。由此，LED 2的驱动电路(未图示)进行驱动控制以使LED 2的光量恒定。由此，LED 2的光量能够总是保持恒定。

另外，专利文献1公开了一种色粉附着量测定装置，其使来自检测体的反射光分别通过偏振光滤光器被受光元件作为S偏振光和P偏振光接受。

另外，专利文献2公开了一种彩色色粉附着量测定装置，其将来自光源的光的一部分分割，并利用监视单元来测定光量，从而来控制光源的驱动条件，使光源的光量恒定。

【专利文献1】日本专利特开平06-250480号

【专利文献2】日本专利特开2000-029271号

然而，上述的彩色色粉附着量测定装置1包括监视用的第三光电二极管9，需要向基板7分别安装较多的部件。

此时，LED 2和各个光电二极管4、5、9在形成导线端子后设置在光源1a内，通过软钎焊安装在基板7上。

为此，部件数量增多，并且除了各个部件的尺寸偏差外，还由于向基板7的安装精度的偏差，使得彩色色粉附着量测定装置1的测定精度产生偏差，并且部件成本和组装成本升高，光源1a也变得较大型。

另外，对于监视用第三光电二极管9，为了排除外部干扰的影响，需要在安装到基板7上后利用密封树脂9a密封，导致工序数增加，制造成本升高。

与此相对，在上述专利文献1的色粉附着量测定装置1中，未特别构成为监视光源的光量并控制该光量。

另外，在上述专利文献2的彩色色粉附着量测定装置1中，虽然构成为监视光源的光量，但由于利用光分割单元分割来自光源的光的一部分来进行监视，所以应该照射到检测体(感光体)上的光的一部分被用于监视，导致照射检测体的光量降低。

发明内容

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种彩色色粉附着量测定装置，其能利用简单的结构、低成本且小型地构成，并具有监视功能。

根据本发明，上述目的是通过一种彩色色粉附着量测定装置而达到的，该彩色色粉附着量测定装置的特征在于，包括：树脂制框架部件，其具有四个上方敞开的凹陷部；在上述框架部件的各个凹陷部的底面都设置的一对导体部，所述一对导体部相互邻接并露出；一个发光元件和三个受光元件，其分别位于上述各个凹陷部内，被安装在其中一个导体部的元件安装部上并与另一个导体部电连接；以及被覆盖在上述框架部件上的一体的盖体，上述盖体具有对应于上述发光元件以及第一和第二受光元件而设置了偏振光薄膜的窗口部，并且上述盖体设置有将来自上述发光元件的光反射到第三受光元件的反射面，上述第三受光元件安装在与安装有上述发光元件的凹陷部的一侧相邻的凹陷部内，并且上述第一和第二受光元件分别安装在与安装有上述发光元件的凹陷部的另一侧相邻的并列的凹陷部内，从上述发光元件通过上述盖体的偏振光薄膜的光照射到要测定色粉附着量的检测对象上，该检测对象的表面或附着于表面的色粉的反射光经由分别使种类不相同的偏振光透过的偏振光薄膜，被第一和第二受光元件接受，根据其光量差测定上述检测对象的表面上的色粉附着量。

本发明的彩色色粉附着量测定装置优选为，上述盖体在各个窗口部分别具有透镜部。

本发明的彩色色粉附着量测定装置优选为，上述框架部件具有排列成一列的凹陷部，在各个凹陷部内露出的各对导体部分别从上述框架部件的侧边缘并列突出以作为导线端子。

本发明的彩色色粉附着量测定装置优选为，上述盖体与上述框架部件为一体，从而整体构成为一个封装体。

根据上述结构，从发光元件射出的光通过安装在盖体的窗口部上的偏振光薄膜成为第一种类的偏振光，当照射到检测对象上时，来自检测对象的反射光分别通过偏振光薄膜入射在第一和第二受光元件上。

由此，第一和第二受光元件分别通过偏振光薄膜接受来自检测对象的反射光中的种类互不相同的偏振光，并检测其光量。

此时，由于通过附着于检测对象的表面的电介质即色粉的反射而产生与向检测对象的照射光种类不同的偏振光，所以根据这些偏振光的光量差，可以测定上述检测对象的表面上的色粉附着量。

并且，来自发光元件的光被设于盖体的反射面反射，并被引导到第三受光元件上，从而可以利用第三受光元件检测出发光元件的发光光量，所以通过根据该发光元件的发光光量来驱动控制发光元件，即使发光元件的温度上升、发光效率降低，也能够使发光元件的发光光量保持恒定。

另外，发光元件和各个受光元件分别构成为芯片部件，并通过管芯焊接(die bonding)和引线接合(wire bonding)安装到在单一框架部件的各个凹陷部内露出的导电部上，并且由于不使用现有的那样的较大型的偏振光分光器，所以整体上能够实现小型结构，并且能够以较少的工序数来提高各个部件向框架部件的安装精度，能够大幅度降低偏差。

在上述第三受光元件被安装在与安装有发光元件的凹陷部的一侧邻接的凹陷部内的情况下，能够容易地将来自发光元件的光引导到第三受光元件上。

在上述第一和第二受光元件分别被安装在与安装有发光元件的凹陷部的另一侧邻接的并列的凹陷部内的情况下，来自发光元件的光被检测对象反射，同样能够容易地被引导到第一和第二受光元件上。

在上述盖体在各个窗口部分别具有透镜部的情况下，从发光元件照射到检测对象的光、和被检测对象反射并被引导到第一和第二受光元件的光分别被透镜部聚光，从而可以更有效地检测这些偏振光。

在上述框架部件具有排列成一列的凹陷部、在各个凹陷部内露出的各对导体部分别从上述框架部件的侧边缘并列突出以作为导线端子的情况下，这些导线端子被直接连接到安装基板上，能够容易地安装彩色色粉附着量测定装置。

在使上述盖体与上述框架部件为一体、从而使整体构成为一个封装体的情况下，能够进一步实现小型化，并且容易操作。

这样，根据本发明，通过使用单一的框架部件，在设于框架部件中的各个凹陷部内分别安装作为芯片部件的发光元件和3个受光元件，由此作为整体能够以简单的结构和低成本，小型且偏差小、高精度地构成。

附图说明

图1是表示本发明的彩色色粉附着量测定装置的一个实施方式的结构的简要剖面图。

图2是表示图1的彩色色粉附着量测定装置取下盖体后的状态的简要立体图。

图3是表示把图1的彩色色粉附着量测定装置向安装基板上安装的状态的简要立体图。

图4是表示现有的彩色色粉附着量测定装置的一例的结构的简要剖面图。

图5是表示把图4的彩色色粉附着量测定装置向安装基板上安装的状态的简要立体图。

图6是图4的彩色色粉附着量测定装置的纵剖面图。

符号说明

10：彩色色粉附着量测定装置；11：框架部件；12：盖体；13a、13b、13c、13d：导体部；14a、14b、14c、14d：导体部；15：LED(芯片部件)；16、17、18：光电二极管(芯片部件)；19a、19b、19c：偏振光薄膜；20：检测体；21：基板。

具体实施方式

以下，参照图1～图3详细说明本发明的优选实施方式。

另外，由于以下叙述的实施方式是本发明的优选具体示例，所以在技术上进行了各种优选限定，但在以下说明中只要没有特别限定本发明的记述，则本发明的范围不限于这些方式。

【实施例1】

图1示出了本发明的彩色色粉附着量测定装置的一个实施方式的结构。

在图1中，彩色色粉附着量测定装置10包括框架部件11和盖体12。

上述框架部件11形成为树脂制的扁平的长方体状，具有排列成一列的4个凹陷部11a、11b、11c、11d。

在各个凹陷部11a、11b、11c、11d内，如图2所示，分别有一对导电部13a、14a，13b、14b，13c、14c和13d、14d相对置并在其底面露出。

这些导电部13a、14a，13b、14b，13c、14c和13d、14d通过例如嵌入成形而与框架部件11形成为一体，另一端从上述框架部件11的一侧的侧面突出形成导线端子。

此处，如图1和图2所示，在第2个凹陷部11b内，作为发光元件的芯片状的LED 15被管芯焊接在导电部13b的芯片安装部上，并被利用金线等引线接合到邻接的导电部14b上。

并且，在第3个和第4个凹陷部11c、11d内，作为第1和第2受光元件的芯片状光电二极管16、17分别被管芯焊接在导电部13c、13d的芯片安装部上，并被利用金线等引线接合到邻接的导电部14c、14d上。

对此，在第1个凹陷部11a内，作为第三受光元件的芯片状的光电二极管18被管芯焊接在导电部13a的芯片安装部上，并被利用金线等引线接合到邻接的导电部14a上。

并且，上述盖体12与上述框架部件11同样由树脂构成，形成为覆盖上述框架部件11的整个上表面，并且具有与安装在上述框架部件11上的LED 15、光电二极管16、17对应的切口部12a、12b、12c。

这些切口部12a、12b、12c相互通过间隔壁被分离以使光不泄漏，并且具有上端敞开的窗口部。

并且，在这些切口部12a、12b、12c的窗口部分别具有偏振光薄膜19a、19b、19c以封闭这些窗口部。

此处，第一偏振光薄膜19a和第三偏振光薄膜19c是使P偏振光透过的P偏振光薄膜，第二偏振光薄膜19b使用使S偏振光透过的S偏振光薄膜。

另外，上述切口部12a与被安装在上述框架部件11的凹陷部11b内的LED 15相对置，并且下侧区域延长至邻接的第三光电二极管18的上方，该延长部分的下表面形成为反射面12a’。

由此，从上述LED 15射出的光L1朝着上方在切口部12a内行进，并透过窗口部的偏振光薄膜19a向要测定彩色色粉附着量的检测体20照射，并且在斜侧方射出的光L2被上述反射面12a’反射，并被引导到第三光电二极管18上。

对此，上述切口部12b、12c分别与被安装在上述框架部件11的凹陷部11c、11d内的光电二极管16、17相对置。

另外，上述切口部12b、12c形成为斜着向图1中的左右方向倾斜，使得被检测体20反射的光分别通过窗口部的偏振光薄膜19b、19c被引导到光电二极管16、17上。

本发明实施方式的彩色色粉附着量测定装置10形成为上述结构，在使用时如图3所示，被安装在设于具有要测定彩色色粉附着量的检测体20的各种设备内的基板21上。

此处，通过驱动LED 15，使LED 15发光。由此，从LED 15向上方射出的光L1通过第一偏振光薄膜19a，只有P偏振光照射到检测体20上。

并且，来自检测体20的反射光入射到第二和第三偏振光薄膜19b、19c上。由此，透过第二偏振光薄膜19b的S偏振光入射到第一光电二极管16上，并且透过第三偏振光薄膜19c的P偏振光入射到第二光电二极管17上。

此处，入射到检测体20上的P偏振光的一部分被检测体20的感光鼓表面反射，并直接作为P偏振光透过第三偏振光薄膜19c入射到第二光电二极管17上。

对此，对于将要入射到检测体20上的P偏振光中的入射到附着于检测体20的感光鼓表面的色粉上的光，由于该色粉是电介质，所以被该色粉反射的光包括P偏振光成分以外的成分即S成分。

因此，只有该S偏振光透过第二偏振光薄膜19b并入射在第一光电二极管16上，并且P偏振光透过第三偏振光薄膜19c入射在第二光电二极管17上。

由此，通过计算入射在第一光电二极管16上的S偏振光的光量和入射在第二光电二极管17上的P偏振光的光量的比率，可以测定检测体20的感光鼓表面的彩色色粉附着量。

另外，从LED 15向侧方射出的光L2被反射面12a’反射，并入射到监视用的第三光电二极管18上，从而可以监视LED 15的光量。并且，根据被第三光电二极管18所监视的光量，通过未图示的驱动电路驱动控制LED 15，以使得发光光量恒定。

因此，即使LED 15由于伴随着驱动的温度变化使得发光效率发生变动，也能够监视LED 15的光量，并进行驱动控制使得其发光光量恒定，由此校正因为上述温度变化造成的发光效率的变动。由此，总是能够进行正确的彩色色粉附着量的测定。

并且，LED 15和各个光电二极管16、17、18是芯片部件，被安装在框架部件11的各个导体部13a、13b、13c、13d的芯片安装部上，所以每个部件安装时的偏差降低，从而能够大幅度降低作为整体的偏差。

另外，监视用的第三光电二极管18与LED 15和其它光电二极管16、17同样被安装在框架部件11内，整体上可以构成为一个封装体，所以也能够降低组装偏差，削减工序数，整体上实现小型化结构。

并且，为了对来自检测体的反射光进行偏振光分离，不使用现有的偏振光分光器，而使用偏振光薄膜，所以整体上能够形成小型且轻量的结构。

在上述实施方式中，说明了检测体20例如是彩色打印机等的感光鼓的情况，但不限于此，在其它的使彩色色粉附着来进行图像形成的各种图像形成装置中，当然也可以应用本发明。

这样，根据本发明，可以提供一种彩色色粉附着量测定装置，其利用简单的结构、低成本且小型地构成，并且具有监视功能。

Claims

1.一种彩色色粉附着量测定装置，其特征在于，包括：

树脂制框架部件，其具有四个上方敞开的凹陷部；

在上述框架部件的各个凹陷部的底面都设置的一对导体部，所述一对导体部相互邻接并露出；

一个发光元件和三个受光元件，其分别位于上述各个凹陷部内，被安装在其中一个导体部的元件安装部上并与另一个导体部电连接；以及

被覆盖在上述框架部件上的一体的盖体，

上述盖体具有对应于上述发光元件以及第一和第二受光元件而设置了偏振光薄膜的窗口部，并且上述盖体设置有将来自上述发光元件的光反射到第三受光元件的反射面，

上述第三受光元件安装在与安装有上述发光元件的凹陷部的一侧相邻的凹陷部内，并且上述第一和第二受光元件分别安装在与安装有上述发光元件的凹陷部的另一侧相邻的并列的凹陷部内，

从上述发光元件通过上述盖体的偏振光薄膜的光照射到要测定色粉附着量的检测对象上，该检测对象的表面或附着于表面的色粉的反射光经由分别使种类不相同的偏振光透过的偏振光薄膜，被第一和第二受光元件接受，根据其光量差测定上述检测对象的表面上的色粉附着量。

2.根据权利要求1所述的彩色色粉附着量测定装置，其特征在于，上述盖体在各个窗口部分别具有透镜部。

3.根据权利要求1～2中任一项所述的彩色色粉附着量测定装置，其特征在于，上述框架部件具有排列成一列的凹陷部，在各个凹陷部内露出的各对导体部分别从上述框架部件的侧边缘并列突出以作为导线端子。

4.根据权利要求3所述的彩色色粉附着量测定装置，其特征在于，上述盖体与上述框架部件为一体，从而整体构成为一个封装体。