JP3043766B2 - 鏡面反射率測定用濃度計 - Google Patents
鏡面反射率測定用濃度計Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は一般に電子写真式プリント装置に関し、よ
り詳しくはトナー粒子が光導電性部材上に順次被着され
るのに伴う鏡面反射率の減少を検出するのに使われる改
良型赤外線濃度計に関する。
り詳しくはトナー粒子が光導電性部材上に順次被着され
るのに伴う鏡面反射率の減少を検出するのに使われる改
良型赤外線濃度計に関する。
（従来の技術と発明が解決すべき課題） 黒色トナー粒子の光学濃度を測定するのに、濃度計を
使うことはよく知られている。しかし、黒色トナー粒子
用に使われている濃度計は一般に、着色トナー粒子用に
用いるのに適さない。すなわちこの種の濃度計は一般
に、着色トナー粒子からの赤外線に含まれる拡散反射束
の大きい成分に感応し、これが誤った濃度測定値を与え
る。着色トナー粒子の濃度を測定するための、他の型式
の濃度計はまだ現れていない。その濃度を測定するの
に、これまで各種の手法が使われてきた。下記の各特許
が関連あるものと思われる。
使うことはよく知られている。しかし、黒色トナー粒子
用に使われている濃度計は一般に、着色トナー粒子用に
用いるのに適さない。すなわちこの種の濃度計は一般
に、着色トナー粒子からの赤外線に含まれる拡散反射束
の大きい成分に感応し、これが誤った濃度測定値を与え
る。着色トナー粒子の濃度を測定するための、他の型式
の濃度計はまだ現れていない。その濃度を測定するの
に、これまで各種の手法が使われてきた。下記の各特許
が関連あるものと思われる。
米国特許第4,054,391号 特許権者：ウイッテ 発行日:1977年10月18日 米国特許第4,284,359号 特許権者：ハイルマン 発行日:1981年８月18日 米国特許第4,553,033号 特許権者：ハブル三世他 発行日1985年11月12日 上記各特許の関連部分を、以下簡単に要約する。
米国特許第4,054,391号は、試験表面によって鏡面反
射された光の量が、その表面における粒子被覆の濃度と
相関される鏡面反射率ミクロ濃度計を開示している。照
明用の顕微鏡から試験表面上に入射した光が収集用の顕
微鏡へと鏡面反射し、きれいな試験表面から反射された
光と比較される。きれいな受光体表面とトナーの付着し
た受光体表面の反射率が各々測定され、両者の比が求め
られる。
射された光の量が、その表面における粒子被覆の濃度と
相関される鏡面反射率ミクロ濃度計を開示している。照
明用の顕微鏡から試験表面上に入射した光が収集用の顕
微鏡へと鏡面反射し、きれいな試験表面から反射された
光と比較される。きれいな受光体表面とトナーの付着し
た受光体表面の反射率が各々測定され、両者の比が求め
られる。
米国特許第4,284,356号は、表面を照明して表面反射
率を比較するための光源と光検出器を記載している。第
１及び第２の反射光ビームが比較され、第１及び第２の
各シート表面のうち大きい方の反射率が求められる。光
源からの光ビームは平行化された光ビームでも、あるい
は平行化されない（拡散）光ビームでもよい。光検出器
は、そこに入射した光ビームの強度つまり濃度に応じた
電気出力信号を発する。
率を比較するための光源と光検出器を記載している。第
１及び第２の反射光ビームが比較され、第１及び第２の
各シート表面のうち大きい方の反射率が求められる。光
源からの光ビームは平行化された光ビームでも、あるい
は平行化されない（拡散）光ビームでもよい。光検出器
は、そこに入射した光ビームの強度つまり濃度に応じた
電気出力信号を発する。
米国特許第4,553,033号は、発光ダイオード、光を感
光面に投影させるコリメータレンズ、反射光を信号フォ
トダイオードへと集束させる収集レンズとフィールドレ
ンズ、及び反射光の一部が対照光出力に変換される対照
フォトダイオードを含む赤外線反射率濃度計を開示して
いる。信号フォトダイオードで受け取られた光の量が、
受光体の表面での反射率の測定値で、受光体表面のトナ
ー粒子の濃度に比例する。
光面に投影させるコリメータレンズ、反射光を信号フォ
トダイオードへと集束させる収集レンズとフィールドレ
ンズ、及び反射光の一部が対照光出力に変換される対照
フォトダイオードを含む赤外線反射率濃度計を開示して
いる。信号フォトダイオードで受け取られた光の量が、
受光体の表面での反射率の測定値で、受光体表面のトナ
ー粒子の濃度に比例する。
本発明は、感光体表面から反射する光線のうち拡散反
射光線に伴う鏡面反射測定の不確かさを無くする電子写
真式プリント装置用濃度計を提供することを目的とす
る。
射光線に伴う鏡面反射測定の不確かさを無くする電子写
真式プリント装置用濃度計を提供することを目的とす
る。
（課題を解決する手段） 本発明によれば、電子写真式プリント装置に用いる濃
度計であって：平行化レンズと：該平行化レンズを通し
て光線を投影するように位置した光源と：反射光線を受
け取るように位置した光収集レンズと：該光収集レンズ
を透過した反射光線を受け取るように位置したフォトセ
ンサアレイであって、中央フォトダイオードとエッジフ
ォトダイオードとを含み、前記中央フォトダイオードが
前記光収集レンズを透過した全光線束に比例する全体信
号を生成し、前記エッジフォトダイオードが前記光収集
レンズを透過した全光線束のうちの拡散成分に比例する
拡散信号を生成している、フォトセンサアレイと：該フ
ォトセンサアレイに電気的に接続され、前記全体信号と
前記拡散信号を比較して両信号間の差を求め、前記光収
集レンズを透過した全光線束のうち鏡面成分に比例した
鏡面信号を発生する制御回路とを備え：移動する光導電
性ベルトに付着したマーキング粒子の反射率の鏡面成分
における減少を測定することを特徴とする濃度計が提供
される。
度計であって：平行化レンズと：該平行化レンズを通し
て光線を投影するように位置した光源と：反射光線を受
け取るように位置した光収集レンズと：該光収集レンズ
を透過した反射光線を受け取るように位置したフォトセ
ンサアレイであって、中央フォトダイオードとエッジフ
ォトダイオードとを含み、前記中央フォトダイオードが
前記光収集レンズを透過した全光線束に比例する全体信
号を生成し、前記エッジフォトダイオードが前記光収集
レンズを透過した全光線束のうちの拡散成分に比例する
拡散信号を生成している、フォトセンサアレイと：該フ
ォトセンサアレイに電気的に接続され、前記全体信号と
前記拡散信号を比較して両信号間の差を求め、前記光収
集レンズを透過した全光線束のうち鏡面成分に比例した
鏡面信号を発生する制御回路とを備え：移動する光導電
性ベルトに付着したマーキング粒子の反射率の鏡面成分
における減少を測定することを特徴とする濃度計が提供
される。
（実施例） 第１図に示すように、電子写真式プリント装置では受
光体、すなわち光導電性ベルト10を用いる。光導電性ベ
ルト10はアース層上に被覆された光導電性材料から作製
され、さらにアース層はカール防止裏当て層上に被覆さ
れるのが好ましい。光導電性材料は、電荷発生層上に被
覆された電荷輸送層で作製される。電荷輸送層が、電荷
発生層から正の電荷を輸送する。アース層上に中間層が
被覆されている。電荷輸送層は、ポリカーボネート内に
分散されたジ−ｍ−トリジフェニルビフェニルジアミン
の小分子を含む。電荷発生層は三方晶系セレンから作製
される。アース層は、チタンが被覆されたマイラー（My
lar:デュポン社のポリエチレングリコールテレフタレー
トフィルムの商品名）から作製される。アース層は非常
に薄く、光がそこを通過するのを可能とする。これら以
外の適切な光導電性材料、アース層、及びカール防止裏
当て層も使える。ベルト10は矢印12の方向に移動し、光
導電性表面の連続部分を、その移動経路の周囲に沿って
配置された各処理ステーションを通って逐次前進させ
る。またベルト10は、アイドラローラ14と駆動ローラ16
間に掛け渡されている。アイドラローラ14は、ベルト10
と一緒に回転するように回転可能に取り付けられてい
る。駆動ローラ16は、ベルトドライブなど適切な手段で
結合されたモータによって回転される。駆動ローラ16が
回転するにつれ、ベルト10が矢印12の方向に前進され
る。
光体、すなわち光導電性ベルト10を用いる。光導電性ベ
ルト10はアース層上に被覆された光導電性材料から作製
され、さらにアース層はカール防止裏当て層上に被覆さ
れるのが好ましい。光導電性材料は、電荷発生層上に被
覆された電荷輸送層で作製される。電荷輸送層が、電荷
発生層から正の電荷を輸送する。アース層上に中間層が
被覆されている。電荷輸送層は、ポリカーボネート内に
分散されたジ−ｍ−トリジフェニルビフェニルジアミン
の小分子を含む。電荷発生層は三方晶系セレンから作製
される。アース層は、チタンが被覆されたマイラー（My
lar:デュポン社のポリエチレングリコールテレフタレー
トフィルムの商品名）から作製される。アース層は非常
に薄く、光がそこを通過するのを可能とする。これら以
外の適切な光導電性材料、アース層、及びカール防止裏
当て層も使える。ベルト10は矢印12の方向に移動し、光
導電性表面の連続部分を、その移動経路の周囲に沿って
配置された各処理ステーションを通って逐次前進させ
る。またベルト10は、アイドラローラ14と駆動ローラ16
間に掛け渡されている。アイドラローラ14は、ベルト10
と一緒に回転するように回転可能に取り付けられてい
る。駆動ローラ16は、ベルトドライブなど適切な手段で
結合されたモータによって回転される。駆動ローラ16が
回転するにつれ、ベルト10が矢印12の方向に前進され
る。
まず、光導電性ベルト10の一部が帯電ステーションＡ
を通過する。帯電ステーションＡでは、２つのコロナ発
生装置18、20が光導電性ベルト10を、比較的高い、実質
上一様な電位に帯電する。コロナ発生装置18が、必要な
電荷の全てを光導電性ベルト10上に置く。コロナ発生装
置20はレベリング装置として作用し、コロナ発生装置18
によって帯電されなかった領域を埋める。
を通過する。帯電ステーションＡでは、２つのコロナ発
生装置18、20が光導電性ベルト10を、比較的高い、実質
上一様な電位に帯電する。コロナ発生装置18が、必要な
電荷の全てを光導電性ベルト10上に置く。コロナ発生装
置20はレベリング装置として作用し、コロナ発生装置18
によって帯電されなかった領域を埋める。
次に、帯電された光導電性表面が露出ステーションＢ
に回転される。露出ステーションＢは移動レンズ系22
と、カラーフィルタ機構24を含む。原画26が、透明な透
視原画台28上に静止支持されている。原画の連続した増
分領域が、移動するランプ組体30によって順次照明され
る。鏡32、34及び36がレンズ22を通じて光線を反射させ
る。レンズ22は、原画台28の連続した照明領域を順次走
査する。レンズ22からの光線は鏡38、40及び42で反射さ
れ、光導電性ベルト10の帯電部分上に集束される。ラン
プ組体30、鏡32、34及び36、レンズ22、及びフィルタ24
は、原画の連続する光像を光導電性ベルト10上に歪まな
いように生成するため、光導電性ベルト10の移動とタイ
ミングを合わせて移動される。露出中、フィルタ機構24
が選択されたカラーフィルタを、レンズ22の光学的光路
中に介在させる。カラーフィルタは各々レンズを通過す
る光線に作用し、原稿の連続する光像の特定カラーに対
応した静電潜像、すなわち潜在的な静電電荷パターンを
光導電性ベルト上に記録する。露出ステーションＢは、
試験領域発生器43も含み、該発生器43は像間領域、すな
わち光導電性ベルト10上に記録される連続した静電潜像
間の領域における光導電性表面の帯電部分上に、試験光
像を投影して試験領域を記録する光源を備えている。ベ
ルト10の光導電性表面上に記録された試験領域と静電潜
像は、現像ステーションでトナー粒子によって現像され
る。
に回転される。露出ステーションＢは移動レンズ系22
と、カラーフィルタ機構24を含む。原画26が、透明な透
視原画台28上に静止支持されている。原画の連続した増
分領域が、移動するランプ組体30によって順次照明され
る。鏡32、34及び36がレンズ22を通じて光線を反射させ
る。レンズ22は、原画台28の連続した照明領域を順次走
査する。レンズ22からの光線は鏡38、40及び42で反射さ
れ、光導電性ベルト10の帯電部分上に集束される。ラン
プ組体30、鏡32、34及び36、レンズ22、及びフィルタ24
は、原画の連続する光像を光導電性ベルト10上に歪まな
いように生成するため、光導電性ベルト10の移動とタイ
ミングを合わせて移動される。露出中、フィルタ機構24
が選択されたカラーフィルタを、レンズ22の光学的光路
中に介在させる。カラーフィルタは各々レンズを通過す
る光線に作用し、原稿の連続する光像の特定カラーに対
応した静電潜像、すなわち潜在的な静電電荷パターンを
光導電性ベルト上に記録する。露出ステーションＢは、
試験領域発生器43も含み、該発生器43は像間領域、すな
わち光導電性ベルト10上に記録される連続した静電潜像
間の領域における光導電性表面の帯電部分上に、試験光
像を投影して試験領域を記録する光源を備えている。ベ
ルト10の光導電性表面上に記録された試験領域と静電潜
像は、現像ステーションでトナー粒子によって現像され
る。
静電潜像と試験領域が光導電性ベルト10上に記録され
た後、ベルト10はそれらを現像ステーションＣに進め
る。現像ステーションＣは、４つ別々の現像装置44、4
6、48、50を含む。現像装置は、当該分野で一般に「磁
気ブラシ現像装置」と称される型である。一般に磁気ブ
ラシ現像システムでは、摩擦電気によってそこに付着し
ているトナー粒子を有する磁気キャリヤ顆粒を含んだ磁
化可能な現像材を用いる。現像材は指向性の磁束場を通
じて連続的に運ばれ、現像材のブラシを形成する。現像
材粒子は、ブラシに絶えず新たな現像材を与えるように
継続的に移動される。かかる現像材のブラシを光導電性
表面と接触させることによって、現像が行われる。現像
装置44、46及び48はそれぞれ、光導電性表面上に記録さ
れた特定の色別された静電潜像の補色に対応した特定カ
ラーのトナー粒子を与える。各トナー粒子のカラーは、
フィルタを透過した光の波長に対応する電磁波スペクト
ル中の所定スペクトル領域内の光を吸収する。例えば、
光像を緑色フィルタに通して形成された静電潜像は、ス
ペクトル中の赤及び青色部分を光導電性ベルト10上に比
較的高い電荷密度の領域として記録する一方、緑色の光
線はフィルタを通過し、光導電性ベルト10上の電荷密度
を、現像不能な電圧レベルにまで減少させる。次いで、
現像装置44から緑吸収（マゼンタ）トナー粒子を光導電
性ベルト10上に記録された静電潜像に与えることによっ
て、帯電領域が可視化される。同じく、青色の分離が現
像装置46によって青吸収（イエロー）トナー粒子で行わ
れる一方、赤色の分離は現像装置48によって赤吸収（シ
アン）トナー粒子で行われる。現像装置50は黒色トナー
粒子を含み、白黒の原画から形成された静電潜像を現像
するのに使われる。各現像装置はそれぞれ、動作位置に
対して入出移動される。動作位置では、電気ブラシが光
導電性ベルトに密接して隣接する一方、非動作位置で
は、磁気ブラシが光導電性ベルトから離れている。各静
電潜像の現像時には、１つの現像装置だけが動作位置に
あり、残りの現像装置は非動作位置にある。これによっ
て、各静電潜像と連続する試験領域が、適切なカラーの
トナー粒子によって混ざり合わずに現像されることが保
証される。第１図では、現像装置44が動作位置にあるも
のとして示してあり、現像装置46、48及び50は非動作位
置にある。現像された試験領域は、赤外線濃度計51の下
方を通過する。赤外線濃度計51はベルト10の光導電性表
面に隣接して位置し、試験領域の現像されたトナー量に
比例した電気信号を発生する。濃度計51の詳しい構造
は、後で第２〜５図を参照して説明する。
た後、ベルト10はそれらを現像ステーションＣに進め
る。現像ステーションＣは、４つ別々の現像装置44、4
6、48、50を含む。現像装置は、当該分野で一般に「磁
気ブラシ現像装置」と称される型である。一般に磁気ブ
ラシ現像システムでは、摩擦電気によってそこに付着し
ているトナー粒子を有する磁気キャリヤ顆粒を含んだ磁
化可能な現像材を用いる。現像材は指向性の磁束場を通
じて連続的に運ばれ、現像材のブラシを形成する。現像
材粒子は、ブラシに絶えず新たな現像材を与えるように
継続的に移動される。かかる現像材のブラシを光導電性
表面と接触させることによって、現像が行われる。現像
装置44、46及び48はそれぞれ、光導電性表面上に記録さ
れた特定の色別された静電潜像の補色に対応した特定カ
ラーのトナー粒子を与える。各トナー粒子のカラーは、
フィルタを透過した光の波長に対応する電磁波スペクト
ル中の所定スペクトル領域内の光を吸収する。例えば、
光像を緑色フィルタに通して形成された静電潜像は、ス
ペクトル中の赤及び青色部分を光導電性ベルト10上に比
較的高い電荷密度の領域として記録する一方、緑色の光
線はフィルタを通過し、光導電性ベルト10上の電荷密度
を、現像不能な電圧レベルにまで減少させる。次いで、
現像装置44から緑吸収（マゼンタ）トナー粒子を光導電
性ベルト10上に記録された静電潜像に与えることによっ
て、帯電領域が可視化される。同じく、青色の分離が現
像装置46によって青吸収（イエロー）トナー粒子で行わ
れる一方、赤色の分離は現像装置48によって赤吸収（シ
アン）トナー粒子で行われる。現像装置50は黒色トナー
粒子を含み、白黒の原画から形成された静電潜像を現像
するのに使われる。各現像装置はそれぞれ、動作位置に
対して入出移動される。動作位置では、電気ブラシが光
導電性ベルトに密接して隣接する一方、非動作位置で
は、磁気ブラシが光導電性ベルトから離れている。各静
電潜像の現像時には、１つの現像装置だけが動作位置に
あり、残りの現像装置は非動作位置にある。これによっ
て、各静電潜像と連続する試験領域が、適切なカラーの
トナー粒子によって混ざり合わずに現像されることが保
証される。第１図では、現像装置44が動作位置にあるも
のとして示してあり、現像装置46、48及び50は非動作位
置にある。現像された試験領域は、赤外線濃度計51の下
方を通過する。赤外線濃度計51はベルト10の光導電性表
面に隣接して位置し、試験領域の現像されたトナー量に
比例した電気信号を発生する。濃度計51の詳しい構造
は、後で第２〜５図を参照して説明する。
現像後、トナー像は転写ステーションＤに移動され、
そこでトナー像が、特に普通紙などの支持材シート52に
転写される。転写ステーションＤでは、シート搬送装置
54がシート52を、光導電性ベルト10と接触するように移
動する。シート搬送装置52は、３つのロール58、60及び
62間に掛け渡された一対の離間ベルト56を有する。グリ
ッパ64が一対のベルト56間に延び、それと一体に移動す
る。シート52は、トレイ74上に配設されたシートスタッ
ク72から前進される。送りロール77がスタック72から最
上のシートを、前進ローラ76と78によって画成されたニ
ップへと進める。前進ローラ76と78がシート52をシート
搬送装置54へと送り込む。シート52は前進ローラ76と78
によって、グリッパ64の移動と同期して送り込まれる。
こうして、シート52の前縁は、開いたグリッパ64によっ
て受け取られるべき所定の位置に達する。次いで、グリ
ッパが閉じてシートをそこに固定し、循環経路に沿って
一緒に移動可能とする。なお、シートの前縁はグリッパ
64によって、解放自在に固定される。ベルトが矢印66の
方向に移動するにつれ、シート52は現像されたトナー像
と同期して、転写ゾーン68で光導電性ベルトと接触する
ように移動する。コロナ発生装置70がシートの裏面上に
イオンを吹き付け、シートを正しい大きさ及び極性に帯
電して、光導電性ベルト10からシートにトナー像を引き
付ける。シート52はグリッパ64に固定されたまま、循環
経路を３サークルにわたって移動する。このようにし
て、３つの異なるカラートナー像が、相互に重ね合わせ
整合された状態でシート52に転写される。つまり、前記
した帯電、露出、現像及び転写の各工程が複数サイクル
繰り返され、着色原稿のマルチカラーコピーが形成され
る。
そこでトナー像が、特に普通紙などの支持材シート52に
転写される。転写ステーションＤでは、シート搬送装置
54がシート52を、光導電性ベルト10と接触するように移
動する。シート搬送装置52は、３つのロール58、60及び
62間に掛け渡された一対の離間ベルト56を有する。グリ
ッパ64が一対のベルト56間に延び、それと一体に移動す
る。シート52は、トレイ74上に配設されたシートスタッ
ク72から前進される。送りロール77がスタック72から最
上のシートを、前進ローラ76と78によって画成されたニ
ップへと進める。前進ローラ76と78がシート52をシート
搬送装置54へと送り込む。シート52は前進ローラ76と78
によって、グリッパ64の移動と同期して送り込まれる。
こうして、シート52の前縁は、開いたグリッパ64によっ
て受け取られるべき所定の位置に達する。次いで、グリ
ッパが閉じてシートをそこに固定し、循環経路に沿って
一緒に移動可能とする。なお、シートの前縁はグリッパ
64によって、解放自在に固定される。ベルトが矢印66の
方向に移動するにつれ、シート52は現像されたトナー像
と同期して、転写ゾーン68で光導電性ベルトと接触する
ように移動する。コロナ発生装置70がシートの裏面上に
イオンを吹き付け、シートを正しい大きさ及び極性に帯
電して、光導電性ベルト10からシートにトナー像を引き
付ける。シート52はグリッパ64に固定されたまま、循環
経路を３サークルにわたって移動する。このようにし
て、３つの異なるカラートナー像が、相互に重ね合わせ
整合された状態でシート52に転写される。つまり、前記
した帯電、露出、現像及び転写の各工程が複数サイクル
繰り返され、着色原稿のマルチカラーコピーが形成され
る。
最後の転写動作後、グリッパ64が相手シート52を解放
する。コンベヤ80がシート52を矢印82の方向に定着ステ
ーションＥへと搬送し、そこで転写像がシート52へ永久
的に定着される。定着ステーションＥは、加熱定着ロー
ル84と加圧ロール86を含む。シート52は、定着ロール84
と加圧ロール86によって画成されたニップを通過する。
トナー像はシート52に固着されるように、定着ロール84
と接触させられる。その後、シート52は前進ロール対88
によって取出トレイ90に送られた後、装置のオペレータ
によってそこから取り出される。
する。コンベヤ80がシート52を矢印82の方向に定着ステ
ーションＥへと搬送し、そこで転写像がシート52へ永久
的に定着される。定着ステーションＥは、加熱定着ロー
ル84と加圧ロール86を含む。シート52は、定着ロール84
と加圧ロール86によって画成されたニップを通過する。
トナー像はシート52に固着されるように、定着ロール84
と接触させられる。その後、シート52は前進ロール対88
によって取出トレイ90に送られた後、装置のオペレータ
によってそこから取り出される。
ベルト10の移動方向に沿った最後の処理ステーション
は、矢印12で示したクリーニングステーションＦであ
る。回転可能に取り付けられた繊維質のブラシ92がクリ
ーニングステーションＦに位置し、光導電性ベルト10と
接触する状態に維持されて、転写動作後残っている残留
トナー粒子を除去する。その後、ランプ94が光導電性ベ
ルト10を照明し、次の連続サイクルの開始前に、ベルト
上に残っている残留電荷をすべて取り除く。
は、矢印12で示したクリーニングステーションＦであ
る。回転可能に取り付けられた繊維質のブラシ92がクリ
ーニングステーションＦに位置し、光導電性ベルト10と
接触する状態に維持されて、転写動作後残っている残留
トナー粒子を除去する。その後、ランプ94が光導電性ベ
ルト10を照明し、次の連続サイクルの開始前に、ベルト
上に残っている残留電荷をすべて取り除く。
次に第２及び第３図を参照すると、赤外線濃度計51が
詳細に示してある。濃度計51はほぼ矩形状の型成形ハウ
ジング96を含み、ハウジング96はアクリル材料またはそ
の他適切な光学的に透明な材料で形成されるのが好まし
い。ハウジング96は室97を内部に画成する。カバー98が
ハウジング96の底を閉じている。印刷回路板100が、カ
バー98とハウジング96の間で室97内に取り付けられてい
る。印刷回路配線板100は、ベルト10の光導電性表面に
付着した顕色粒子を照明する光線を与える適切な発光ダ
イオード（LED）102を支持している。対照フォトダイオ
ード104とフォトダイオードアレイ106も、印刷回路板10
0上に取り付けられている。フォトダイオードアレイ106
の詳細は、後で第４図を参照して説明する。コネクタ10
8も印刷回路板100上に取り付けられている集積回路チッ
プ107がLED102、フォトダイオード104及びフォトダイオ
ードアレイ106に電気接続され、LED102に駆動電流を与
えると共に、フォトダイオード104及びフォトダイオー
ドアレイ106からの信号を処理する。ハウジング96の頂
面110は、Ｖ字状の凹部112を画成している。Ｖ字状凹部
112の一方の面が、一体状の平行化レンズである集光レ
ンズ116を支持している。Ｖ字状凹部112の他方の面は、
一体状の収集レンズである別の集光レンズ114を支持し
ている。LED102は近似赤外光線を発生し、これがキャビ
ティ120の開口118を通って集光レンズ116に送られる。
集光レンズ116はその光線を平行化し、ベルト10の光導
電性表面に記録された試験領域上に付着している。顕色
つまりトナー粒子に集束される。フォトダイオード104
は、LEDから放射された光束のうちキャビティ120の壁で
反射された一部を受け取るように位置されている。フォ
トダイオード104からの出力信号が標準信号と比較さ
れ、その結果得られた誤差信号がLED102への入力電流を
調整し、LEDの老化及び熱的影響を補償するのに使われ
る。トナー粒子から反射された光線は集光レンズ114に
よって集められ、フォトダイオードアレイ106の表面に
差し向けられる。反射光線つまり光束のうち矢印122で
示した鏡面成分は、フォトダイオードアレイ106の中央
域表面の小スポット上に集束される。反射光線つまり光
束のうち矢印124で示した拡散成分は、フォトダイオー
ドアレイ106の表面全体にわたって入射する。フォトダ
イオードアレイ106を除いた前記濃度計のさらに詳しい
構造は、1985年11月12日付けでハブル三世他に発行され
た米国特許第4,553,033号に認められ、その関連部分は
参照によって本出願に含まれるものとする。
詳細に示してある。濃度計51はほぼ矩形状の型成形ハウ
ジング96を含み、ハウジング96はアクリル材料またはそ
の他適切な光学的に透明な材料で形成されるのが好まし
い。ハウジング96は室97を内部に画成する。カバー98が
ハウジング96の底を閉じている。印刷回路板100が、カ
バー98とハウジング96の間で室97内に取り付けられてい
る。印刷回路配線板100は、ベルト10の光導電性表面に
付着した顕色粒子を照明する光線を与える適切な発光ダ
イオード（LED）102を支持している。対照フォトダイオ
ード104とフォトダイオードアレイ106も、印刷回路板10
0上に取り付けられている。フォトダイオードアレイ106
の詳細は、後で第４図を参照して説明する。コネクタ10
8も印刷回路板100上に取り付けられている集積回路チッ
プ107がLED102、フォトダイオード104及びフォトダイオ
ードアレイ106に電気接続され、LED102に駆動電流を与
えると共に、フォトダイオード104及びフォトダイオー
ドアレイ106からの信号を処理する。ハウジング96の頂
面110は、Ｖ字状の凹部112を画成している。Ｖ字状凹部
112の一方の面が、一体状の平行化レンズである集光レ
ンズ116を支持している。Ｖ字状凹部112の他方の面は、
一体状の収集レンズである別の集光レンズ114を支持し
ている。LED102は近似赤外光線を発生し、これがキャビ
ティ120の開口118を通って集光レンズ116に送られる。
集光レンズ116はその光線を平行化し、ベルト10の光導
電性表面に記録された試験領域上に付着している。顕色
つまりトナー粒子に集束される。フォトダイオード104
は、LEDから放射された光束のうちキャビティ120の壁で
反射された一部を受け取るように位置されている。フォ
トダイオード104からの出力信号が標準信号と比較さ
れ、その結果得られた誤差信号がLED102への入力電流を
調整し、LEDの老化及び熱的影響を補償するのに使われ
る。トナー粒子から反射された光線は集光レンズ114に
よって集められ、フォトダイオードアレイ106の表面に
差し向けられる。反射光線つまり光束のうち矢印122で
示した鏡面成分は、フォトダイオードアレイ106の中央
域表面の小スポット上に集束される。反射光線つまり光
束のうち矢印124で示した拡散成分は、フォトダイオー
ドアレイ106の表面全体にわたって入射する。フォトダ
イオードアレイ106を除いた前記濃度計のさらに詳しい
構造は、1985年11月12日付けでハブル三世他に発行され
た米国特許第4,553,033号に認められ、その関連部分は
参照によって本出願に含まれるものとする。
次に第４図を参照すると、フォトダイオードアレイ10
6が詳細に示してある。フォトダイオードアレイ106は約
５平方ミリメートルであるのが好ましい。フォトダイオ
ードアレイ106は、集光レンズ116を透過した光線を受け
取る。これらの光線は、ベルト10の光導電性表面に付着
しているトナー粒子及びベルト10の光導電性表面の露出
部分から反射される。中央フォトダイオード126が、全
反射光線つまり光束を受け取る。全反射光線つまり光束
は、反射光線つまり光束の鏡面成分と拡散成分とを含
む。図示のように、中央フォトダイオード126はほぼ楕
円状であるのが好ましい。またエッジフォトダイオード
128と130が中央フォトダイオード126を補足するように
構成され、ほぼ矩形状のフォトダイオードアレイ106を
完成している。エッジフォトダイオード128と130は相互
に実質上同等で、相互に鏡像の関係として形成してい
る。エッジフォトダイオード128と130は、集光レンズ11
6を透過した反射光線つまり光束のうち拡散成分だけを
受け取るように位置されている。従って、エッジフォト
ダイオード128と130から発生される電子信号は、反射光
線つまり光束のうち拡散成分だけに比例する。両エッジ
フォトダイオードの複合電気信号を中央フォトダイオー
ドの電子信号から差し引けば、トナー粒子及びベルト10
の光導電性表面の露出部分から反射された光線つまり光
束のうち鏡面成分に比例した電気信号が得られる。光線
の鏡面成分を測定するのに使われる集積回路107を表し
たブロック図が、第５図に示してある。
6が詳細に示してある。フォトダイオードアレイ106は約
５平方ミリメートルであるのが好ましい。フォトダイオ
ードアレイ106は、集光レンズ116を透過した光線を受け
取る。これらの光線は、ベルト10の光導電性表面に付着
しているトナー粒子及びベルト10の光導電性表面の露出
部分から反射される。中央フォトダイオード126が、全
反射光線つまり光束を受け取る。全反射光線つまり光束
は、反射光線つまり光束の鏡面成分と拡散成分とを含
む。図示のように、中央フォトダイオード126はほぼ楕
円状であるのが好ましい。またエッジフォトダイオード
128と130が中央フォトダイオード126を補足するように
構成され、ほぼ矩形状のフォトダイオードアレイ106を
完成している。エッジフォトダイオード128と130は相互
に実質上同等で、相互に鏡像の関係として形成してい
る。エッジフォトダイオード128と130は、集光レンズ11
6を透過した反射光線つまり光束のうち拡散成分だけを
受け取るように位置されている。従って、エッジフォト
ダイオード128と130から発生される電子信号は、反射光
線つまり光束のうち拡散成分だけに比例する。両エッジ
フォトダイオードの複合電気信号を中央フォトダイオー
ドの電子信号から差し引けば、トナー粒子及びベルト10
の光導電性表面の露出部分から反射された光線つまり光
束のうち鏡面成分に比例した電気信号が得られる。光線
の鏡面成分を測定するのに使われる集積回路107を表し
たブロック図が、第５図に示してある。
第５図に示すように、中央フォトダイオード126は光
線中の鏡面及び拡散両成分の和に比例した電気信号を発
生する。中央フォトダイオード126は、差増幅器132に電
気接続されている。エッジフォトダイオード128と130か
らの電気出力信号は、光線中の拡散成分に比例する。エ
ッジフォトダイオード128と130も、差増幅器132に電気
接続されている。エッジフォトダイオード128と130から
の両電気信号は組み合わされて、差増幅器132に送られ
る。差増幅器132からの電圧出力Voutは、次のように表
せる。
線中の鏡面及び拡散両成分の和に比例した電気信号を発
生する。中央フォトダイオード126は、差増幅器132に電
気接続されている。エッジフォトダイオード128と130か
らの電気出力信号は、光線中の拡散成分に比例する。エ
ッジフォトダイオード128と130も、差増幅器132に電気
接続されている。エッジフォトダイオード128と130から
の両電気信号は組み合わされて、差増幅器132に送られ
る。差増幅器132からの電圧出力Voutは、次のように表
せる。
Vout＝G1（iS＋id）−G2（id′） 但し、G1とG2は差増幅器132のゲイン、 iSは中央フォトダイオード126から出力される電流の
鏡面成分、 idは中央フォトダイオード126から出力される電流の
拡散成分、及び id′はエッジフォトダイオード128と130から出力され
る複合電流の拡散成分である。
鏡面成分、 idは中央フォトダイオード126から出力される電流の
拡散成分、及び id′はエッジフォトダイオード128と130から出力され
る複合電流の拡散成分である。
G1とG2は次のように設定される。
G1（id）＝G2（id′） この結果、次式が得られる。
Vout＝G1（is） 従って、差増幅器132からの電圧出力は電流出力中の
鏡面成分にのみ比例する。この電圧出力が、光導電性表
面上に付着した着色トナー粒子の被覆領域の測定値を与
える。この点は、880ナノメータの入射波長における選
択した受光体及びトナー材の近似反射特性を与えた下記
の表からより明らかとなろう。
鏡面成分にのみ比例する。この電圧出力が、光導電性表
面上に付着した着色トナー粒子の被覆領域の測定値を与
える。この点は、880ナノメータの入射波長における選
択した受光体及びトナー材の近似反射特性を与えた下記
の表からより明らかとなろう。
つまり、試験領域の100％がトナー粒子で現像される
と、鏡面反射率はゼロで、差増幅器132からの出力はゼ
ロになる。試験領域が現像されないと、すなわち試験領
域の０％がトナー粒子で現像されると、出力は鏡面反射
率がゼロでない受光体の鏡面反射率に対応する。
と、鏡面反射率はゼロで、差増幅器132からの出力はゼ
ロになる。試験領域が現像されないと、すなわち試験領
域の０％がトナー粒子で現像されると、出力は鏡面反射
率がゼロでない受光体の鏡面反射率に対応する。
さらに第５図を参照すれば、対照フォトダイオード10
4からの電気信号は適切な回路を通じて送られ、電流源1
34を調整する電圧出力を発生する。電流源134がLED102
を付勢する。こうして、LED102を駆動し、比較的一定の
出力を与えるフィードバックループが形成される。すな
わち、フォトダイオードからの信号が変化すると、電流
源134からの出力は、LED102からの光出力を比較的一定
に維持するように適切に調整される。
4からの電気信号は適切な回路を通じて送られ、電流源1
34を調整する電圧出力を発生する。電流源134がLED102
を付勢する。こうして、LED102を駆動し、比較的一定の
出力を与えるフィードバックループが形成される。すな
わち、フォトダイオードからの信号が変化すると、電流
源134からの出力は、LED102からの光出力を比較的一定
に維持するように適切に調整される。
第１図は本発明の赤外線濃度計を具備した電子写真式プ
リント装置を示す概略正面図、第２図は第１図のプリン
ト装置で使われる濃度計を示す概略斜視図、第３図は第
２図の濃度計の部分断面正面図、第４図は第３図の濃度
計で使われるフォトダイオードアレイの拡大平面図、及
び第５図は第３図の濃度計に関連した制御ロジックのブ
ロック図である。 （符号の説明） 10……光導電性部材（ベルト） 102……光線投影手段（発光ダイオード） 104……対照フォトセンサ 106……検出手段（フォトセンサアレイ） 114、116……第１、２集光レンズ 126……中央フォトセンサ 128、130……エッジフォトセンサ 132……信号差応答手段（差増幅器）
リント装置を示す概略正面図、第２図は第１図のプリン
ト装置で使われる濃度計を示す概略斜視図、第３図は第
２図の濃度計の部分断面正面図、第４図は第３図の濃度
計で使われるフォトダイオードアレイの拡大平面図、及
び第５図は第３図の濃度計に関連した制御ロジックのブ
ロック図である。 （符号の説明） 10……光導電性部材（ベルト） 102……光線投影手段（発光ダイオード） 104……対照フォトセンサ 106……検出手段（フォトセンサアレイ） 114、116……第１、２集光レンズ 126……中央フォトセンサ 128、130……エッジフォトセンサ 132……信号差応答手段（差増幅器）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 サラ イー カーペンター アメリカ合衆国 ワシントン ディスト リクト オブ コロンビア 2016 ウッ ドリー ロード ノースウエスト 3812 (56)参考文献 特開 昭60−64232（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−209476（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−51384（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−60947（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 21/00 - 21/61
Claims (4)
- 【請求項１】電子写真式プリンタ装置に用いる濃度計で
あって、 平行化レンズと、 該平行化レンズを通して光線を投影するように位置した
光源と、 反射光線を受け取るように位置した光収集レンズと、 該光収集レンズを透過した反射光線を受け取るように位
置したフォトセンサアレイであって、中央フォトダイオ
ードとエッジフォトダイオードとを含み、前記中央フォ
トダイオードが前記光収集レンズを透過した全光線束に
比例する全体信号を生成し、前記エッジフォトダイオー
ドが前記光収集レンズを透過した全光線束のうちの拡散
成分に比例する拡散信号を生成している、フォトセンサ
アレイと、 該フォトセンサアレイに電気的に接続され、前記全体信
号と前記拡散信号を比較して両信号間の差を求め、前記
光収集レンズを透過した全光線束のうち鏡面成分に比例
した鏡面信号を発生する制御回路とを備え、 移動する光導電性ベルトに付着したマーキング粒子の反
射率の鏡面成分における減少を測定する ことを特徴とする濃度計。 - 【請求項２】請求項１に記載の濃度計において、前記光
源が発光ダイオードを含むことを特徴とする濃度計。 - 【請求項３】請求項１に記載の濃度計において、前記光
源から発せられる光源の強度を測定及び制御する手段を
さらに含むことを特徴とする濃度計。 - 【請求項４】請求項３に記載の濃度計において、前記測
定及び制御手段が、前記光源に隣接して位置され且つ該
光源から発せられる光線の強度の変化を検出する制御フ
ォトセンサを含むことを特徴とする濃度計。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US246242 | 1988-09-19 | ||
| US07/246,242 US4989985A (en) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | Densitometer for measuring specular reflectivity |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02256076A JPH02256076A (ja) | 1990-10-16 |
| JP3043766B2 true JP3043766B2 (ja) | 2000-05-22 |
Family
ID=22929874
Family Applications (1)
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