JPH0634538A - 電子写真印刷装置におけるトナー領域被覆度を測定する濃度計 - Google Patents
電子写真印刷装置におけるトナー領域被覆度を測定する濃度計Info
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- JPH0634538A JPH0634538A JP5111783A JP11178393A JPH0634538A JP H0634538 A JPH0634538 A JP H0634538A JP 5111783 A JP5111783 A JP 5111783A JP 11178393 A JP11178393 A JP 11178393A JP H0634538 A JPH0634538 A JP H0634538A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電子写真印刷装置における感光表面上のトナ
ー領域被覆度を測定するための濃度計を提供すること。 【構成】 感光ベルト（１０）表面の選択領域の反射率
を測定するための、次のものを含む装置。選択領域から
反射した１対の光線を発生する手段（１０２），（１０
４）と、前記対の光線の一方を集束させることによって
その集束反射光（１２２）を感知し、選択領域から反射
した前記対の光線の他方を集束させないことによってそ
の不集束反射光（１２４）を感知する光電検出器（１０
６）と、光電検出器に作動連結されて、表面の選択領域
から光電検出器へ反射した光線の直接反射率を表す信号
を光電検出器で検出された集束反射光及び不集束反射光
の関数として算出する処理手段。
ー領域被覆度を測定するための濃度計を提供すること。 【構成】 感光ベルト（１０）表面の選択領域の反射率
を測定するための、次のものを含む装置。選択領域から
反射した１対の光線を発生する手段（１０２），（１０
４）と、前記対の光線の一方を集束させることによって
その集束反射光（１２２）を感知し、選択領域から反射
した前記対の光線の他方を集束させないことによってそ
の不集束反射光（１２４）を感知する光電検出器（１０
６）と、光電検出器に作動連結されて、表面の選択領域
から光電検出器へ反射した光線の直接反射率を表す信号
を光電検出器で検出された集束反射光及び不集束反射光
の関数として算出する処理手段。
Description
【０００１】本発明は、電子写真印刷装置における感光
表面上のトナー領域被覆度を測定するための濃度計に関
するものである。特に、本発明はそのような濃度計に多
数の光源と単一の光電検出器とを用いることに関するも
のである。
表面上のトナー領域被覆度を測定するための濃度計に関
するものである。特に、本発明はそのような濃度計に多
数の光源と単一の光電検出器とを用いることに関するも
のである。
【０００２】電子写真印刷装置では、光導電部材をほぼ
均一の電位に帯電させて、その表面を増感化する。光導
電部材の帯電部分を、複写中の原稿文書の光像で露光す
る。帯電した光導電部材の露光によって、照射領域内に
ある光導電部材上の電荷が選択的に散逸する。これによ
って、複写中の原稿文書内に含まれている情報領域に対
応して光導電部材上に静電潜像が記録される。光導電部
材上に静電潜像が記録された後、それに着色すなわちト
ナー粒子を接触させることによって潜像を現像する。こ
れによって光導電部材上に粉像が形成され、それは次に
コピー用紙に転写される。コピー用紙を加熱して、それ
に着色粒子を像の形状に永久的に定着させる。
均一の電位に帯電させて、その表面を増感化する。光導
電部材の帯電部分を、複写中の原稿文書の光像で露光す
る。帯電した光導電部材の露光によって、照射領域内に
ある光導電部材上の電荷が選択的に散逸する。これによ
って、複写中の原稿文書内に含まれている情報領域に対
応して光導電部材上に静電潜像が記録される。光導電部
材上に静電潜像が記録された後、それに着色すなわちト
ナー粒子を接触させることによって潜像を現像する。こ
れによって光導電部材上に粉像が形成され、それは次に
コピー用紙に転写される。コピー用紙を加熱して、それ
に着色粒子を像の形状に永久的に定着させる。
【０００３】これまで、様々な形式の現像装置が用いら
れてきた。これらの装置は、２成分混合現像剤または単
成分現像剤を用いている。使用される典型的な２成分混
合現像剤は公知であり、一般的に当該分野ではトナー粒
子と呼ばれる染色または着色された熱可塑性粉末を強磁
性粒等の粗いキャリア粒と混合して構成されている。ト
ナー粒子及びキャリア粒は、トナー粒子が光導電表面上
に記録された静電潜像に対して適当な電荷を獲得できる
ように選択される。混合現像剤を帯電光導電表面と接触
させた時、その上に記録されている静電潜像の吸引力の
ほうが大きいため、トナー粒子がキャリア粒から離脱し
て静電潜像に付着する。
れてきた。これらの装置は、２成分混合現像剤または単
成分現像剤を用いている。使用される典型的な２成分混
合現像剤は公知であり、一般的に当該分野ではトナー粒
子と呼ばれる染色または着色された熱可塑性粉末を強磁
性粒等の粗いキャリア粒と混合して構成されている。ト
ナー粒子及びキャリア粒は、トナー粒子が光導電表面上
に記録された静電潜像に対して適当な電荷を獲得できる
ように選択される。混合現像剤を帯電光導電表面と接触
させた時、その上に記録されている静電潜像の吸引力の
ほうが大きいため、トナー粒子がキャリア粒から離脱し
て静電潜像に付着する。
【０００４】感光表面上のトナーの濃度を測定する際
に、黒色トナーの場合でも、最も考慮すべきものは、ト
ナー自体の反射性によって反射した光を排除して、部分
的に被覆された感光体の表面から鏡面反射した光を測定
できる能力である。一般的に、特定種類のトナーの色が
どのようなものであっても、トナーが感光体に濃く付着
するほど、最大飽和値に達するまでは感光体上のトナー
が暗く（吸収性が高く、反射が少ない）見える。濃度計
の目的が表面上のトナーの濃度を測定することである
時、最も重要な測定値は、表面から直接反射した光であ
り、それは表面へ送られた光とトナーによって遮断され
た光との差である。しかし、トナーは光を吸収するだけ
でなく部分的に反射するため、いくらかの「散乱」また
は「拡散」光も同様にトナーから検出器へ戻される。ト
ナー自体によって散乱した光は、トナーによって遮断さ
れた光の読み取り値に悪影響を与える。このため、感光
表面上のトナーによって遮断された光部分だけを測定で
きるようにして、一種のノイズと見なされるトナー自体
から反射した散乱光の悪影響を受けない装置を構成する
ことが望ましい。
に、黒色トナーの場合でも、最も考慮すべきものは、ト
ナー自体の反射性によって反射した光を排除して、部分
的に被覆された感光体の表面から鏡面反射した光を測定
できる能力である。一般的に、特定種類のトナーの色が
どのようなものであっても、トナーが感光体に濃く付着
するほど、最大飽和値に達するまでは感光体上のトナー
が暗く（吸収性が高く、反射が少ない）見える。濃度計
の目的が表面上のトナーの濃度を測定することである
時、最も重要な測定値は、表面から直接反射した光であ
り、それは表面へ送られた光とトナーによって遮断され
た光との差である。しかし、トナーは光を吸収するだけ
でなく部分的に反射するため、いくらかの「散乱」また
は「拡散」光も同様にトナーから検出器へ戻される。ト
ナー自体によって散乱した光は、トナーによって遮断さ
れた光の読み取り値に悪影響を与える。このため、感光
表面上のトナーによって遮断された光部分だけを測定で
きるようにして、一種のノイズと見なされるトナー自体
から反射した散乱光の悪影響を受けない装置を構成する
ことが望ましい。
【０００５】本発明による装置は、表面の選択領域の反
射率を測定する。１対の光線が表面の選択領域から反射
される。光電検出器が、それに光線対の一方を集束させ
ることによってその集束反射光を感知する一方、選択領
域から反射した光線対の他方をそれに集束させないこと
によってその不集束反射光を感知するように配置されて
いる。プロセッサが、表面から光電検出器へ反射された
光線の直接反射率を表す信号を光電検出器で検出された
集束反射光及び不集束反射光の輝度の関数として算出す
る。
射率を測定する。１対の光線が表面の選択領域から反射
される。光電検出器が、それに光線対の一方を集束させ
ることによってその集束反射光を感知する一方、選択領
域から反射した光線対の他方をそれに集束させないこと
によってその不集束反射光を感知するように配置されて
いる。プロセッサが、表面から光電検出器へ反射された
光線の直接反射率を表す信号を光電検出器で検出された
集束反射光及び不集束反射光の輝度の関数として算出す
る。
【０００６】図１は、本発明による濃度計の縦断面図で
ある。
ある。
【０００７】図２は、図１の濃度計の分解図である。
【０００８】図３は、フォトダイオードによって検出さ
れた直接反射光と散乱光との間の典型的な関係を示すグ
ラフである。
れた直接反射光と散乱光との間の典型的な関係を示すグ
ラフである。
【０００９】図４Ａ〜Ｅは、本発明による濃度計の光源
の可能な配置を示す一連の平面図である。
の可能な配置を示す一連の平面図である。
【００１０】図５は、本発明による濃度計のフォトダイ
オードの典型的な出力を示す信号図である。
オードの典型的な出力を示す信号図である。
【００１１】図６は、本発明の実施例に適した回路図で
ある。
ある。
【００１２】物的図面または回路図であっても、全図面
を通して同一番号は同一部材を表している。
を通して同一番号は同一部材を表している。
【００１３】次に図１及び２を参照しながら、赤外線濃
度計５１を詳細に説明する。濃度計５１には、ほぼ矩形
に成形されたハウジング９６が設けられており、これは
好ましくアクリル材または他の適当な光透過性素材で形
成される。ハウジング９６によって室９７が形成されて
いる。カバー９８がハウジング９６の底を塞いでいる。
印刷回路配線基板１００がカバー９８とハウジング９６
の室９７内との間に取り付けられている。印刷回路基板
１００は、ベルト１０の感光表面に付着した着色粒子を
照明する光線を発生する主光源、ここでは発光ダイオー
ド（ＬＥＤ）１０２を支持している。主光源１０２に隣
接して少なくとも１つの補助光源１０４が配置されてお
り、これは主光源１０２から独立して作動する。図示の
実施例では、各々１０４で示されている２つの補助電源
が設けられているが、以下に詳細に説明するように主光
源１０２に対して補助光源１０４を様々に配置すること
が可能である。フォトダイオード光検出素子１０６も印
刷回路基板１００に取り付けられている。コネクタ１０
８も印刷回路基板１００に取り付けられている。集積回
路チップ１０７が主光源１０２、補助光源１０４及びフ
ォトダイオード１０６に電気接続して、光源１０２、１
０４及びフォトダイオード１０６に駆動電流を与えてい
る。ハウジング９６の上表面１１０にＶ字形窪み１１２
が設けられている。Ｖ字形窪み１１２の一方の表面に、
一体形コリメータレンズである集光レンズが取り付けら
れている。Ｖ字形窪み１１２の他方の表面に、一体形コ
レクタレンズである別の集光レンズ１１４が取り付けら
れている。濃度計の構造の詳細は、補助光源１０４及び
フォトダイオード１０６を除いて、米国特許第４，５５
３，０３３号に記載されており、その関連部分は引例と
して本説明に含まれる。
度計５１を詳細に説明する。濃度計５１には、ほぼ矩形
に成形されたハウジング９６が設けられており、これは
好ましくアクリル材または他の適当な光透過性素材で形
成される。ハウジング９６によって室９７が形成されて
いる。カバー９８がハウジング９６の底を塞いでいる。
印刷回路配線基板１００がカバー９８とハウジング９６
の室９７内との間に取り付けられている。印刷回路基板
１００は、ベルト１０の感光表面に付着した着色粒子を
照明する光線を発生する主光源、ここでは発光ダイオー
ド（ＬＥＤ）１０２を支持している。主光源１０２に隣
接して少なくとも１つの補助光源１０４が配置されてお
り、これは主光源１０２から独立して作動する。図示の
実施例では、各々１０４で示されている２つの補助電源
が設けられているが、以下に詳細に説明するように主光
源１０２に対して補助光源１０４を様々に配置すること
が可能である。フォトダイオード光検出素子１０６も印
刷回路基板１００に取り付けられている。コネクタ１０
８も印刷回路基板１００に取り付けられている。集積回
路チップ１０７が主光源１０２、補助光源１０４及びフ
ォトダイオード１０６に電気接続して、光源１０２、１
０４及びフォトダイオード１０６に駆動電流を与えてい
る。ハウジング９６の上表面１１０にＶ字形窪み１１２
が設けられている。Ｖ字形窪み１１２の一方の表面に、
一体形コリメータレンズである集光レンズが取り付けら
れている。Ｖ字形窪み１１２の他方の表面に、一体形コ
レクタレンズである別の集光レンズ１１４が取り付けら
れている。濃度計の構造の詳細は、補助光源１０４及び
フォトダイオード１０６を除いて、米国特許第４，５５
３，０３３号に記載されており、その関連部分は引例と
して本説明に含まれる。
【００１４】主光源１０２は近赤外光線を発生し、これ
はハウジング１２０の開口１１８を通って集光レンズ１
１６へ送られる。集光レンズ１１６は光線を平行にし
て、感光ベルト１０の表面上に記録されたテスト領域に
付着した着色すなわちトナー粒子に光線の焦点を合わせ
る。
はハウジング１２０の開口１１８を通って集光レンズ１
１６へ送られる。集光レンズ１１６は光線を平行にし
て、感光ベルト１０の表面上に記録されたテスト領域に
付着した着色すなわちトナー粒子に光線の焦点を合わせ
る。
【００１５】補助光源１０４も近赤外光線を発生する
が、補助光源１０４は主光源１０２から少し離れた位置
にあるため、補助光源１０４からの光線は、主光源１０
２からの光線のように集光レンズ１１４及び１１６によ
って直接的にフォトダイオード１０６上に集束されるこ
とはない。しかし、補助光源１０４は主光源１０２に十
分に近接しているため、補助光源１０４から発生した光
線は、ベルト１０の、主光源１０２からの光線とほぼ同
じ全体領域に当たり、戻された光の散乱成分だけがフォ
トダイオード１０６に達する。矢印１２４で示された光
束の関連拡散または散乱成分がフォトダイオード１０６
及びその周囲を含む領域に当たる。
が、補助光源１０４は主光源１０２から少し離れた位置
にあるため、補助光源１０４からの光線は、主光源１０
２からの光線のように集光レンズ１１４及び１１６によ
って直接的にフォトダイオード１０６上に集束されるこ
とはない。しかし、補助光源１０４は主光源１０２に十
分に近接しているため、補助光源１０４から発生した光
線は、ベルト１０の、主光源１０２からの光線とほぼ同
じ全体領域に当たり、戻された光の散乱成分だけがフォ
トダイオード１０６に達する。矢印１２４で示された光
束の関連拡散または散乱成分がフォトダイオード１０６
及びその周囲を含む領域に当たる。
【００１６】図３は、１０６等のフォトダイオードによ
って検出された反射光Ｒと散乱光Ｓとの一般的な関係を
表面のトナーの被覆度の関数として示したグラフであ
る。Ｒ＋Ｓとして示された線は、様々なレベルのトナー
被覆度における値Ｒ及びＳの合計を表している。表面上
のトナーの被覆度が大きくなるほど、トナーからの反射
光Ｒの輝度が低下する。反対に、トナー被覆度が増加す
ると、散乱反射光Ｓを発生するトナーの反射率が高くな
る。また、トナーが付着していない裸の基板から散乱し
た拡散光がゼロではないことに注意されたい。
って検出された反射光Ｒと散乱光Ｓとの一般的な関係を
表面のトナーの被覆度の関数として示したグラフであ
る。Ｒ＋Ｓとして示された線は、様々なレベルのトナー
被覆度における値Ｒ及びＳの合計を表している。表面上
のトナーの被覆度が大きくなるほど、トナーからの反射
光Ｒの輝度が低下する。反対に、トナー被覆度が増加す
ると、散乱反射光Ｓを発生するトナーの反射率が高くな
る。また、トナーが付着していない裸の基板から散乱し
た拡散光がゼロではないことに注意されたい。
【００１７】本発明は、表面のトナー被覆度の正確な読
み取り値を得るために値Ｒ＋Ｓから値Ｒを差し引くもの
である。前述したように、直接すなわち鏡面反射した光
に相当するＲの値は、トナー濃度を直接的に表示するベ
ルト１０の表面上のトナーの光吸収度に反比例してい
る。図１に戻って説明すると、主ＬＥＤ１０２から発生
した光は、主ＬＥＤ１０２から発生して表面１０で反射
した光の焦点がほぼ正確にフォトダイオード１０６上に
位置するように、集光レンズ１１４及び１１６によって
集束される。そのように反射、集束された光線が、表面
１０上のあるトナー被覆度に関連した図３のＲ＋Ｓの値
を表す。本発明の濃度計は、Ｒ＋Ｓの測定値と、ほぼ同
時であるが別に測定されるＳの値との差を感知してＲの
正確な測定値を求めることによって、Ｒの値を得ること
ができる。
み取り値を得るために値Ｒ＋Ｓから値Ｒを差し引くもの
である。前述したように、直接すなわち鏡面反射した光
に相当するＲの値は、トナー濃度を直接的に表示するベ
ルト１０の表面上のトナーの光吸収度に反比例してい
る。図１に戻って説明すると、主ＬＥＤ１０２から発生
した光は、主ＬＥＤ１０２から発生して表面１０で反射
した光の焦点がほぼ正確にフォトダイオード１０６上に
位置するように、集光レンズ１１４及び１１６によって
集束される。そのように反射、集束された光線が、表面
１０上のあるトナー被覆度に関連した図３のＲ＋Ｓの値
を表す。本発明の濃度計は、Ｒ＋Ｓの測定値と、ほぼ同
時であるが別に測定されるＳの値との差を感知してＲの
正確な測定値を求めることによって、Ｒの値を得ること
ができる。
【００１８】ほぼ同時にＳの値を得るため、補助ＬＥＤ
１０４が用いられている。補助ＬＥＤ１０４は、光をフ
ォトダイオード１０６上に集束させるための集光レンズ
１１４及び１１６と整合していないため、補助ＬＥＤ１
０４から発生して感光表面１０で反射された光はほぼま
ったくフォトダイオード１０６上に集束しない。すなわ
ち補助ＬＥＤ１０４から発生してからフォトダイオード
１０６で検出される光は、それが直接反射されないた
め、完全な散乱光であり、従って合計Ｒ＋Ｓのうちのま
さにＳを表している。散乱光Ｓのこの測定値と主ＬＥＤ
１０２からフォトダイオード１０６へ光が直接反射する
ことによって生じる値Ｒ＋Ｓとの差を取ることによっ
て、Ｒだけの値を計算することができる。
１０４が用いられている。補助ＬＥＤ１０４は、光をフ
ォトダイオード１０６上に集束させるための集光レンズ
１１４及び１１６と整合していないため、補助ＬＥＤ１
０４から発生して感光表面１０で反射された光はほぼま
ったくフォトダイオード１０６上に集束しない。すなわ
ち補助ＬＥＤ１０４から発生してからフォトダイオード
１０６で検出される光は、それが直接反射されないた
め、完全な散乱光であり、従って合計Ｒ＋Ｓのうちのま
さにＳを表している。散乱光Ｓのこの測定値と主ＬＥＤ
１０２からフォトダイオード１０６へ光が直接反射する
ことによって生じる値Ｒ＋Ｓとの差を取ることによっ
て、Ｒだけの値を計算することができる。
【００１９】図４Ａ〜Ｅは、主光源１０２と１組の補助
光源１０４との間に可能な様々な空間的関係を示す一連
の平面図である。図４Ａ〜Ｅに示されているように、１
つまたは複数の個別の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む
主光源１０２は、一般的に補助光源１０４を形成してい
るＬＥＤ配置の中心に位置している。図４Ｅは、補助照
明経路の対称平均化を行う構造の「リング光源」が、光
源１０２の単一のＬＥＤを取り囲む成形プラスチック環
状光管を１つまたは複数の外部ＬＥＤで照明することに
よって形成される様子を示している。
光源１０４との間に可能な様々な空間的関係を示す一連
の平面図である。図４Ａ〜Ｅに示されているように、１
つまたは複数の個別の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む
主光源１０２は、一般的に補助光源１０４を形成してい
るＬＥＤ配置の中心に位置している。図４Ｅは、補助照
明経路の対称平均化を行う構造の「リング光源」が、光
源１０２の単一のＬＥＤを取り囲む成形プラスチック環
状光管を１つまたは複数の外部ＬＥＤで照明することに
よって形成される様子を示している。
【００２０】図５は、主光源１０２及び補助光源１０４
が交互に作動して光線をフォトダイオード１０６へ送る
時の本発明の濃度計の作用を示している。本発明の好適
な実施例では、主光源１０２及び補助光源１０４が妥当
な高速度で、好ましくは毎秒１０００サイクル程度で交
互にオン・オフされる。すなわち、サイクルの最初の部
分では光源１０２だけが励起され、サイクルの第２部分
では補助光源１０４だけが励起される。図５は、主光源
１０２及び補助光源１０４のこの交互作動に応答してフ
ォトダイオード１０６から発生する信号出力を示す信号
図である。主光源１０２が励起されているサイクル部分
では、（図１に線１２２で示されているように）光源１
０２からの光が直接的に集束することによって、図５に
Ｖ1 で示されている、Ｒ＋Ｓ（直接反射光＋散乱光）の
輝度を表す比較的高い電圧出力がフォトダイオード１０
６から発生する。補助光源１０４が励起される各サイク
ルの第２部分では、フォトダイオード１０６に直接的に
集束される光線はほとんどまったくなく、従ってフォト
ダイオード１０６で検出される光はすべてＳを表す散乱
光（図１に線１２４で示されている）に関連したもので
ある。Ｓ散乱光成分と同じである、補助光源１０４から
の光線に応答したフォトダイオード１０６からの出力
は、図５に電圧Ｖ2 として示されている。
が交互に作動して光線をフォトダイオード１０６へ送る
時の本発明の濃度計の作用を示している。本発明の好適
な実施例では、主光源１０２及び補助光源１０４が妥当
な高速度で、好ましくは毎秒１０００サイクル程度で交
互にオン・オフされる。すなわち、サイクルの最初の部
分では光源１０２だけが励起され、サイクルの第２部分
では補助光源１０４だけが励起される。図５は、主光源
１０２及び補助光源１０４のこの交互作動に応答してフ
ォトダイオード１０６から発生する信号出力を示す信号
図である。主光源１０２が励起されているサイクル部分
では、（図１に線１２２で示されているように）光源１
０２からの光が直接的に集束することによって、図５に
Ｖ1 で示されている、Ｒ＋Ｓ（直接反射光＋散乱光）の
輝度を表す比較的高い電圧出力がフォトダイオード１０
６から発生する。補助光源１０４が励起される各サイク
ルの第２部分では、フォトダイオード１０６に直接的に
集束される光線はほとんどまったくなく、従ってフォト
ダイオード１０６で検出される光はすべてＳを表す散乱
光（図１に線１２４で示されている）に関連したもので
ある。Ｓ散乱光成分と同じである、補助光源１０４から
の光線に応答したフォトダイオード１０６からの出力
は、図５に電圧Ｖ2 として示されている。
【００２１】Ｖ1 の値はＲ＋Ｓを表し、出力Ｖ2 はＳだ
けを表しているので、Ｖ1 −Ｖ2 はＲ成分の値だけを表
し、これはトナー領域被覆度を決定するための最も正確
な測定可能値である。主光源１０２及び補助光源１０４
を交互に作動させることによって、図５に示されている
方形波出力が得られる。この出力の周波数は、必然的に
光源の交互励起頻度と同じであり、従って毎秒１０００
サイクル程度であることが好ましい。Ｒ＋Ｓ及びＳの絶
対値は、ＬＥＤまたは他の装置の特定の形式を選択する
ことによって装置に設計することができる。好ましく
は、フォトダイオード１０６で検出された信号Ｓ及びＲ
＋Ｓが正確に同じ尺度に基づき、Ｒ＋ＳからＳを電子的
に差し引くことが容易になるように、光源１０２及び１
０４の相対的輝度を定める。
けを表しているので、Ｖ1 −Ｖ2 はＲ成分の値だけを表
し、これはトナー領域被覆度を決定するための最も正確
な測定可能値である。主光源１０２及び補助光源１０４
を交互に作動させることによって、図５に示されている
方形波出力が得られる。この出力の周波数は、必然的に
光源の交互励起頻度と同じであり、従って毎秒１０００
サイクル程度であることが好ましい。Ｒ＋Ｓ及びＳの絶
対値は、ＬＥＤまたは他の装置の特定の形式を選択する
ことによって装置に設計することができる。好ましく
は、フォトダイオード１０６で検出された信号Ｓ及びＲ
＋Ｓが正確に同じ尺度に基づき、Ｒ＋ＳからＳを電子的
に差し引くことが容易になるように、光源１０２及び１
０４の相対的輝度を定める。
【００２２】図６は、光源１０２及び１０４を交互に励
起し、フォトダイオード１０６で光を検出してＲ＋Ｓ信
号からＳ成分を分離するための簡略化された回路の概略
図である。様々な変更形の適当な回路を用いることもで
きることは、当業者には明らかであろう。図６の上側
に、単一のＬＥＤ１０２として示されている主光源１０
２及び並列ＬＥＤ列として示されている補助光源１０４
を交互に作動させる回路が示されている。フリップフロ
ップ２００の逆出力がＤ入力を駆動することによって、
それが外部周波数源からの各クロック遷移ＣＫで連続的
に状態をトグルするようになっている。トランジスタス
イッチ２０２及び２０４が光源１０２及び１０４を作動
させるための単一電力ドライバとして作用しており、そ
れら光源は必要に応じて外部電源に直接に接続すること
もできる。
起し、フォトダイオード１０６で光を検出してＲ＋Ｓ信
号からＳ成分を分離するための簡略化された回路の概略
図である。様々な変更形の適当な回路を用いることもで
きることは、当業者には明らかであろう。図６の上側
に、単一のＬＥＤ１０２として示されている主光源１０
２及び並列ＬＥＤ列として示されている補助光源１０４
を交互に作動させる回路が示されている。フリップフロ
ップ２００の逆出力がＤ入力を駆動することによって、
それが外部周波数源からの各クロック遷移ＣＫで連続的
に状態をトグルするようになっている。トランジスタス
イッチ２０２及び２０４が光源１０２及び１０４を作動
させるための単一電力ドライバとして作用しており、そ
れら光源は必要に応じて外部電源に直接に接続すること
もできる。
【００２３】光源１０２及び１０４に対応したＬＥＤか
ら発生した光が、測定中の感光ベルト１０上のサンプル
領域に当たってから、図６に点線で示されているように
フォトダイオード１０６で検出される。光源１０２及び
１０４が交互に作動する時、フォトダイオード１０６の
出力はほぼ方形波となる。図示のように、フォトダイオ
ード１０６は２段階固定利得交流増幅回路に接続してお
り、それは安定したアナログ出力信号を発生する。Ｒ＋
Ｓ及びＳに対応した信号の相対強さを調節するために様
々な技法を用いることができ、例えば製造中に校正でき
る簡単な電位差計制御がある。加えられるダイオード輝
度を適当な比にすると、方形波出力の振幅Ｖ2 −Ｖ1 自
体が差（Ｒ＋Ｓ）−Ｓに、従って所望値Ｒの直接的な測
定値に比例する。方形波信号は、コンピュータデータ収
集システムにおいてＶ1 からＶ2を数値減算し、残った
差の値をフォトダイオード１０６に反射した光のＲ成分
として解釈し、次にそれを利用してトナー領域被覆度の
正確な測定値を算出する当業者には明らかな従来形アナ
ログ／デジタル測定技法によるＶ1 及びＶ2 の連続値の
コンピュータサンプリングによって交互に処理される。
ら発生した光が、測定中の感光ベルト１０上のサンプル
領域に当たってから、図６に点線で示されているように
フォトダイオード１０６で検出される。光源１０２及び
１０４が交互に作動する時、フォトダイオード１０６の
出力はほぼ方形波となる。図示のように、フォトダイオ
ード１０６は２段階固定利得交流増幅回路に接続してお
り、それは安定したアナログ出力信号を発生する。Ｒ＋
Ｓ及びＳに対応した信号の相対強さを調節するために様
々な技法を用いることができ、例えば製造中に校正でき
る簡単な電位差計制御がある。加えられるダイオード輝
度を適当な比にすると、方形波出力の振幅Ｖ2 −Ｖ1 自
体が差（Ｒ＋Ｓ）−Ｓに、従って所望値Ｒの直接的な測
定値に比例する。方形波信号は、コンピュータデータ収
集システムにおいてＶ1 からＶ2を数値減算し、残った
差の値をフォトダイオード１０６に反射した光のＲ成分
として解釈し、次にそれを利用してトナー領域被覆度の
正確な測定値を算出する当業者には明らかな従来形アナ
ログ／デジタル測定技法によるＶ1 及びＶ2 の連続値の
コンピュータサンプリングによって交互に処理される。
【００２４】比較的高い頻度で光源１０２及び１０４を
作動させる利点として、感光ベルト１０が比較的高速で
移動している電子写真装置の実際の作動において、作動
の頻度が高いことによって、感光ベルト１０が濃度計上
を通過する時に濃度計は感光ベルト上のほぼ同じ小領域
（例えばテストパッチ）の測定を行うことができる。好
ましくは、Ｓ及びＲ＋Ｓの多数の個々の測定値、または
テストパッチの通過毎に蓄積された一連の連続値を取っ
て、データの平均化を行うことによって、より正確で信
頼性の高い結果を得ることができるようにする。
作動させる利点として、感光ベルト１０が比較的高速で
移動している電子写真装置の実際の作動において、作動
の頻度が高いことによって、感光ベルト１０が濃度計上
を通過する時に濃度計は感光ベルト上のほぼ同じ小領域
（例えばテストパッチ）の測定を行うことができる。好
ましくは、Ｓ及びＲ＋Ｓの多数の個々の測定値、または
テストパッチの通過毎に蓄積された一連の連続値を取っ
て、データの平均化を行うことによって、より正確で信
頼性の高い結果を得ることができるようにする。
【００２５】光源１０２及び１０４を交互に作動させ、
フォトダイオード１０６からの出力信号に方形波を発生
することによって、増幅装置の交流ベース設計が可能と
なる。直流装置ではなく、有効な交流装置で作動する利
点は公知である。連続測定の示差性によって、コモンモ
ード応答が他の光源からの背景光等の望ましくない入力
から高か的に削除される。また、高利得直流増幅回路に
一般的に関連するドリフト及び安定性の問題をほとんど
伴うことなく、交流信号の利得を非常に高くすることが
できることが理解されるであろう。また、同じ増幅装置
が両方の信号に用いられているため、Ｓ及びＲ＋Ｓ信号
を個別に増幅する場合にように回路部材を正確に一致さ
せたり、長時間の安定を維持する必要がない。交流信号
の利得を非常に高くすることができるため、ＬＥＤ励起
電力を低くしても、強くはっきりした信号を発生するこ
とができる。同期検出及び積分装置を用いることによっ
て、ノイズの大きい背景から微細な信号を抽出すること
ができる。全体として、直流方法に較べれば、数が少な
く低価格の部材で比較的正確な結果を得ることができ
る。
フォトダイオード１０６からの出力信号に方形波を発生
することによって、増幅装置の交流ベース設計が可能と
なる。直流装置ではなく、有効な交流装置で作動する利
点は公知である。連続測定の示差性によって、コモンモ
ード応答が他の光源からの背景光等の望ましくない入力
から高か的に削除される。また、高利得直流増幅回路に
一般的に関連するドリフト及び安定性の問題をほとんど
伴うことなく、交流信号の利得を非常に高くすることが
できることが理解されるであろう。また、同じ増幅装置
が両方の信号に用いられているため、Ｓ及びＲ＋Ｓ信号
を個別に増幅する場合にように回路部材を正確に一致さ
せたり、長時間の安定を維持する必要がない。交流信号
の利得を非常に高くすることができるため、ＬＥＤ励起
電力を低くしても、強くはっきりした信号を発生するこ
とができる。同期検出及び積分装置を用いることによっ
て、ノイズの大きい背景から微細な信号を抽出すること
ができる。全体として、直流方法に較べれば、数が少な
く低価格の部材で比較的正確な結果を得ることができ
る。
【００２６】以上、本発明を好適な実施例について説明
してきたが、本発明の精神の範囲内において様々な変更
を加えることが可能であることは当業者には明らかであ
ろう。
してきたが、本発明の精神の範囲内において様々な変更
を加えることが可能であることは当業者には明らかであ
ろう。
【図１】 本発明による濃度計の縦断面図である。
【図２】 図１の濃度計の分解図である。
【図３】 フォトダイオードによって検出された直接反
射光と散乱光との間の典型的な関係を示すグラフであ
る。
射光と散乱光との間の典型的な関係を示すグラフであ
る。
【図４】 Ａ〜Ｅは、本発明による濃度計の光源の可能
な配置を示す一連の平面図である。
な配置を示す一連の平面図である。
【図５】 本発明による濃度計のフォトダイオードの典
型的な出力を示す信号図である。
型的な出力を示す信号図である。
【図６】 本発明の実施例に適した回路図である。
【符号の説明】 １０ ベルト、５１ 赤外線濃度計、９６ ハウジン
グ、９７ 室、９８ カバー、１００ 印刷回路配線基
板、１０２ 主光源、１０４ 補助光源、１０６フォト
ダイオード、１０７ 集積回路チップ、１０８ コネク
タ、１１０ 上表面、１１２ Ｖ字形窪み、１１４，１
１６ 集光レンズ、１１８ 開口、１２０ハウジング、
１２２ サイクル部分、１２４ 散乱光
グ、９７ 室、９８ カバー、１００ 印刷回路配線基
板、１０２ 主光源、１０４ 補助光源、１０６フォト
ダイオード、１０７ 集積回路チップ、１０８ コネク
タ、１１０ 上表面、１１２ Ｖ字形窪み、１１４，１
１６ 集光レンズ、１１８ 開口、１２０ハウジング、
１２２ サイクル部分、１２４ 散乱光
Claims (1)
- 【請求項１】 表面の選択領域の反射率を測定するため
の、次のものを含む装置：選択領域から反射した１対の
光線を発生する手段と；前記対の光線の一方を集束させ
ることによってその集束反射光を感知し、選択領域から
反射した前記対の光線の他方を集束させないことによっ
てその不集束反射光を感知する光電検出器と；光電検出
器に作動連結されて、表面の選択領域から光電検出器へ
反射した光線の直接反射率を表す信号を光電検出器で検
出された集束反射光及び不集束反射光の関数として算出
する処理手段。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/884,977 US5204538A (en) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | Densitometer for an electrophotographic printer using focused and unfocused reflecting beams |
| US884977 | 1992-05-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0634538A true JPH0634538A (ja) | 1994-02-08 |
| JP3327623B2 JP3327623B2 (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=25385862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11178393A Expired - Fee Related JP3327623B2 (ja) | 1992-05-18 | 1993-05-13 | 表面の選択領域の反射率を測定するための装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5204538A (ja) |
| EP (1) | EP0571118B1 (ja) |
| JP (1) | JP3327623B2 (ja) |
| DE (1) | DE69320249T2 (ja) |
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| JP2021173668A (ja) * | 2020-04-27 | 2021-11-01 | ニチコン株式会社 | 反射型センサ |
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| EP0571118B1 (en) | 1998-08-12 |
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