KR0129332Y1 - 칼라토너 현상농도 측정장치 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 전자사진 화상형성장치의 칼라토너(Toner) 현상농도 측정장치에 관하여 개시한 것이다.
적외선센서를 사용하여 칼라토너 부착량을 측정하는 방법에 있어서, 종래에는 감광체에 부착된 칼라토너가 입사한 적외선 대부분을 난반사시켜 토너부착량측정이 곤란하였던 점에 반하여, 본 고안에 의한 칼라토너 농도측정장치는, 반사광을 측정하기 위한 센서와 토너측정부위의 기하학적 관계를 고려하여 더욱 작은 고체각만을 수광할 수 있도록 센서와 토너측정부위 사이에 발산광학계(오목렌즈)를 개입시켜 일정 수광면적에 대한 발산광학계를 둠으로써, 난반사에 대한 정반사의 성분비율을 높이는 효과를 가질 수 있게 되고, 이로 인하여 감광체에 부착된 칼라토너량을 용이하게 측정할 수 있도록 한 것이다.
Description
제1도는 종래 토너부착량 측정장치의 개략적 구성도.
제2도는 종래 토너부착량 측정의 개략적 개념도.
제3도는 토너입경에 대한 산란 정도를 나타낸 그래프.
제4도는 본 고안에 의한 토너부착량 측정장치의 개략적 구성도.
제5도는 본 고안에 의한 토너부착량 측정의 개념도.
제6도는 본 고안에 의한 토너부착량 측정의 설명도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
L : 광원 T : 토너(Toner)
S : 포토센서 수광면적 20 : 감광체
51 : 오목렌즈 52 : 포토(Photo)센서
61 : 측정부위
본 고안은 전자사진 화상형성장치의 칼라토너(Toner) 현상농도 측정장치에 관한 것으로, 특히 반사광을 측정하기 위한 센서와 감광체의 사이에 발산광학계를 개입시켜 측정정밀도를 향상시킨 칼라토너 현상농도 측정장치에 관한 것이다.
전자사진 화상형성장치에 있어서 토너가 갖고 있는 칼라특성에 따라서 흑백 또는 칼라의 화상을 만들 수 있다. 즉, 칼라화상을 얻기 위해서는 옐로우(Yellow), 마젠타(Magenta), 시안(Cyan)의 색을 나타내는 3종류의 칼라토너를 쓰는 것이 일반적인 방법으로 알려져 있다.
또한, 전자사진방식의 화상형성에 있어서 중요한 조정수단의 하나는 화상을 간직할 수 있는 매체 즉, 용지의 표면으로 옮겨가기 전의 감광체에 부착된 토너량을 측정하는 것이다.
그 일례로 흑색토너를 사용하는 아나로그 복사기와 흑백프린터에서는 적외선 농도 센서를 사용하는 것이다. 이것은 적외선을 방사시켜 반사되는 정반사의 반사광을 사용하는데 미리 선정된 시험 패치(patch) 또는 그 데이타에 대해 현상하고, 토너 현상전과 현상 후의 센서의 출력비를 가지고 적정 토너량이 부착되었는지 그 여부를 판단한다.
그런데, 이와 같은 정반사를 이용하는 측정방법을 칼라프린터 또는 디지털방식의 칼라복사기에 적용할 경우, 감광체와 토너 특성이 다르기 때문에 감광체의 정반사량이 아나로그 복사기나 흑백프린터에 비해 1/10 내지 1/100로 줄어 들게 된다. 그리고, 칼라토너는 입사한 적외선을 대부분 난반사시키므로 토너부착량 측정이 상당히 곤란하게 되는 문제점이 있다.
그래서, 적외선센서를 사용하여 칼라토너 부착량을 측정하는 방법에 있어서의 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 센서와 측정부의 기하학적 관계를 고려하여 난반사에 대한 정반사의 성분비율을 높이는 방법이 있다.
제1도 내지 제2도에 종래 토너부착량 측정장치의 구성 및 개념이 도시되어 있다.
제1도 내지 제2도를 참조하면, 수광면적 S를 갖는 포토센서(Photo Sensor)를 사용하여 토너부착량을 측정하는 것으로서, 정반사 성분비율을 높이기 위하여 센서를 B위치에서 A위치로 옮겨 놓으므로써 센서의 수광면적 S가 차지하는 고체각이 ΩB에서 ΩA로 줄어들게 되고, 따라서 난반사 성분을 적게 포함하여 상대적으로 정반사의 성분비를 높일 수 있다. 그리고, 반사방향의 반구의 고체각에 대한 센서의 수광부가 이루는 고체각의 비율을 1/f(f=초점거리)로 정의하고, 측정을 용이하게 하기 위해서 f의 값을 11보다 크게 할 것을 제안하고 있다.
그러나, 상기한 바와 같이 수광부가 차지하는 고체각을 줄이는 방법에서는 f가 커져감에 따라 측정부와 센서 사이의 거리가 길어지게 되고, 이로 인하여 센서에 도달하는 반사광의 강도가 줄어들게 되므로 이를 극복하기 위해 특별히 고안된 증폭장치를 필요로 하게 된다. 더욱이, 고화질을 구현하기 위해서 더욱 작은 입경의 토너를 사용하게 되면, 제4도에 도시된 바와 같이 산란에 의한 난반사량이 더욱 많아지게 되어 f의 값도 더욱 크게 해야 하는 것과 같은 문제점이 있다.
따라서, 본 고안은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 반사광을 측정하기 위한 센서와 그 전면에 오목렌즈등과 같은 발산 광학계를 개입시켜 일정 수광면적에 대해 그 전면에 발산광학계를 둠으로써 더욱 작은 고체각만을 수광할 수 있도록 한 칼라토너 현상농도 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 전자사진 화상형성장치의 칼라토너 현상농도 측정장치는, 측정부위에 대한 광 조사수단과, 상기 측정부위에서 반사된 광의 수광수단과, 상기 측정부위와 상기 수광수단 사이에 설치되는 확산광학계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 고안에 의하면, 상기 조사수단은 적외선을 방사하는 다이오드인 것이 바람직하고, 상기 적외선은 그 파장범위가 800-1000nm인 것이 바람직하며, 상기 확산광학계는 (-)굴절능을 갖는 렌즈가 바람직하게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
제4도는 본 고안에 의한 토너부착량 측정장치의 개략적 구성도이며, 제5도는 본 고안에 의한 토너부착량 측정의 개념도이고, 제6도는 본 고안에 의한 토너부착량 측정의 설명도를 나타내 보인 것이다.
도면중, 20은 감광체이고, T는 이 감광체에 부착된 토너(Toner)이며, 61은 상기 감광체에 부착된 토너량을 측정하고자 하는 측정부위를 나타낸 것이다. 그리고, 52는 포토(Photo)센서로서 S는 상기 포토(Photo)센서의 수광면적을 나타낸 것이고, 51은 상기 측정부위와 포토(Photo)센서 사이에 설치되는 오목렌즈를 나타낸 것이다.
제5도 내지 제7도를 참조하면, 감광체에 부착된 토너량을 측정하고자 하는 측정부위(61)의 측정패치(patch)와 수광폭이 2h0인(수광면적:S) 센서의 사이에, 상기 측정부위(61)와는 s거리를 두고, 상기 센서와는 t거리를 두는 위치에 발산광학계(오목렌즈)를 개입시키면, 상기 측정 패치(patch)에 대해 센서가 차지하는 수광 단면각은 γ1이 된다.
그러나, 반사각의 단면각은 측정패치(patch)와 센서 사이에 개입된 상기 발산광학계(오목렌즈)의 (-)굴절능에 의해 γ2로 확대되고, 2h0인 수광폭(수광면적:S)을 만족시키기 위해서 γ2에 대해 γ3로 작용하게 되며, 측정부위(61)의 발산광학계(오목렌즈)의 거리 s를 af(a는 비례계수, f(f0)는 초점거리)라고 할 때, 다음 식들에 의해 정의되어질 수 있다.
즉, s'=af/(a+1)
tanγ1=h1/s=h0/(s+t)
tanγ2=h1/s'=(a+1)tanγ1
tanγ3=h0/(s'+t)
상기 정의식들에 의해 구할 수 있는 반사 단면각 γ1, γ2, γ3의 측정면적에 대한 실제 수광고체각은,
Ω=Ω1×(Ω3/Ω2)
로 되어,
Ω3/Ω2만큼 줄어들게 된다.
이상에서 상술한 바와 같이, 발산광학계의 굴절능을 충분히 크게 하면 감광체와 가까운 거리에서도 작은 고체각에 대해 측정이 가능해 정반사의 성분비율을 높일 수 있게 된다.
따라서, 적외선센서를 사용하여 칼라토너 부착량을 측정하는 방법에 있어서, 종래에는 감광체에 부착된 칼라토너가 입사한 적외선 대부분을 난반사시켜 토너부착량측정이 곤란하였던 점에 반하여, 본 고안에 의한 칼라토너 농도측정장치는, 반사광을 측정하기 위한 센서와 토너측정부위의 기하학적 관계를 고려하여 더욱 작은 고체각만을 수광할 수 있도록 센서와 토너측정부위 사이에 발산광학계(오목렌즈)를 개입시켜 일정 수광면적에 대한 발산광학계를 둠으로써, 난반사에 대한 정반사의 성분비율을 높이는 효과를 가질 수 있게 되고, 이로 인하여 감광체에 부착된 칼라토너량을 용이하게 측정할 수 있도록 한 것이다.
Claims (4)
- 전자사진 화상형성장치의 칼라토너 현상농도 측정장치에 있어서, 측정부위에 대한 광 조사수단과, 상기 측정부위에서 반사된 광의 수광수단과, 상기 측정부위와 상기 수광수단 사이에 설치되는 확산광학계로 구성되는 것을 특징으로 하는 칼라토너 현상농도 측정장치.
- 제1항에 있어서, 상기 조사수단은 적외선을 방사하는 다이오드인 것을 특징으로 하는 칼라토너 현상농도 측정장치.
- 제2항에 있어서, 상기 적외선은 그 파장범위가 800-1000nm인 것을 특징으로 하는 칼라토너 현상농도 측정장치.
- 제1항에 있어서, 상기 확산광학계는 (-)굴절능을 갖는 렌즈인 것을 특징으로 하는 칼라토너 현상농도 측정장치.
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