JP2000298065A

JP2000298065A - 反射光量検出センサ

Info

Publication number: JP2000298065A
Application number: JP11107992A
Authority: JP
Inventors: Katsuyoshi Ishii; 且芳石井; Masatoshi Sakaji; 正敏坂待
Original assignee: Shinko Denshi Co Ltd
Current assignee: Shinko Denshi Co Ltd
Priority date: 1999-04-15
Filing date: 1999-04-15
Publication date: 2000-10-24

Abstract

(57)【要約】【課題】基準反射板の汚損を防ぎ、精度よく反射光量を
測定することのできる反射光量検出センサを提供する。【解決手段】開口１０７を有する筐体１０１と、筐体１
０１の内部に配置された光照射部１０２および受光部１
０３と、開口１０７を覆う窓部材１０４、１０５とを有
する。光照射部１０２は、窓部材１０４、１０５を通し
て検出物１０６に向かって光を照射する位置に配置さ
れ、受光部１０３は、窓部材１０４、１０５を通して検
出物１０６からの反射光を受光する位置に配置されてい
る。窓部材１０４、１０５には、光照射部１０２から照
射された光が通過する位置に、光照射部１０２からの光
の一部を受光部１０３に向けて偏向するためのビームス
プリッタ１０４が備えられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、検知対象物による
反射光量を精度よく検出するためのセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機やプリンター等の画像形成装置で
は、印刷濃度を調節するために、感光体ドラムに付着し
たトナー濃度を反射光量により検出している。この検出
のために、発光素子と受光素子とを備えたセンサが用い
られている。

【０００３】このセンサは、発光素子からトナーの付着
した感光体ドラムに光を照射し、その反射光の光量を受
光素子により測定する構成である。その際、反射光量を
高精度に測定するためには、測定のたびに、基準光量を
測定する必要がある。基準光量の測定は、通常、反射光
量が予めわかっている基準反射板に光を照射してその反
射光量を測定することにより行われる。

【０００４】この基準反射板は、従来、感光体ドラム上
の邪魔にならない位置にセンサとは別体に固定される
か、センサの前面に可動式に配置されている。可動式に
配置された場合には、感光体ドラムの反射光量を検出す
る前もしくは後に、基準反射板を移動させて、発光素子
と感光体ドラムの間の光路上に位置させ、発光素子の光
を基準反射板により反射させる。基準光量の測定後に
は、再び基準反射板を移動させ、発光素子の光路上から
退避させる。

【０００５】このようにして測定した基準反射光量の変
化をフィードバックさせて検知対象物の反射光量を精度
よく測定していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来の反射光量
検出方法では、基準反射板は、感光体ドラムの上に固定
されるか、もしくはセンサの前面に可動式に配置される
ため、基準反射板の表面にトナーが付着しやすく、基準
反射板の表面が汚損されてしまうという問題があった。
また、基準反射板の表面がトナー付着によって劣化する
という問題もあった。基準反射板が汚れたり劣化したり
すると、反射率が初期値とは異なる値になってしまうた
め、精度よく基準光量を測定することができなくなる。
そのため、基準反射板の表面のトナーを落とすためのク
リーニング機構等が必須となる。これにより、センサの
構造が複雑になり、信頼性に問題が生じるとともに、コ
ストも高くなる。

【０００７】また、基準反射板をセンサの前面に突出さ
せる構成のセンサの場合、基準反射板を光路上に出し入
れするための機構が必要であるため、構成が複雑にな
る。

【０００８】さらに、基準反射板からの基準光量の測定
は、検知対象物の測定のたびに行う必要があるため、測
定のたびに、センサを感光体ドラム上の基準反射板の位
置に相対的に移動させて測定するか、もしくは、基準反
射板を測定のたびにセンサの前面に出し入れする必要が
あり、測定動作が複雑であるという問題もある。

【０００９】本願は、基準反射板の汚損を防ぎ、精度よ
く反射光量を測定することのできる反射光量検出センサ
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、以下のような反射光量検出センサ
が提供される。

【００１１】すなわち、開口を有する筐体と、前記筐体
の内部に配置された光照射部および受光部と、前記開口
を覆う窓部材とを有し、前記光照射部は、前記窓部材を
通して検出物に向かって光を照射する位置に配置され、
前記受光部は、前記窓部材を通して前記検出物からの反
射光を受光する位置に配置され、前記窓部材には、前記
光照射部から照射された光が通過する位置に、前記光照
射部からの光の一部を前記受光部に向けて偏向するため
のビームスプリッタが備えられていることを特徴とする
反射光量検出センサである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図面を用
いて説明する。

【００１３】本実施の形態の反射光量検出センサは、図
１、図２に示したように、開口１０７を有するケース
（筐体）１０１の内部に、発光素子１０２と受光素子１
０３とを配置した構成である。ケース１０１の開口１０
７は、外部からの異物が内部に進入するのを防ぐために
ビームスプリッタ１０４と透明体１０５とによって覆わ
れ、封止されている。封止の程度は、外部から進入する
おそれのある異物や汚染物に応じて定めればよく、例え
ば、汚染物がトナーである場合には、完全な気密封止で
なく、トナーの進入が防げる程度の封止でもよい。ま
た、異物が腐食性のガス等である場合には、気密封止に
することが望ましい。

【００１４】ビームスプリッタ１０４と透明体１０５
は、本実施の形態では、図３のように一体に構成されて
いる。すなわち、ガラス基板３０１の上面の約半分の面
積の部分に半透明膜３０２が形成されており、半透明膜
３０２が形成されている部分をビームスプリッタ１０４
として用いる。残りの半透明膜３０２が形成されていな
い部分を透明体１０５として用いる。半透明膜３０２の
材質としては、発光素子１０２の波長、ならびに、ビー
ムスプリッタ１０４に求められる反射率と透過率とを考
慮して、適切な材料を選択する。ここでは、半透明膜３
０２としてＣｒ膜を用いている。

【００１５】発光素子１０２は、ビームスプリッタ１０
４に対して上面の斜め方向から光を照射するように、ケ
ース１０１に取り付けられている。また、受光素子１０
３の取り付け位置および向きは、ビームスプリッタ１０
４で反射した光が入射する位置であって、しかも、ビー
ムスプリッタ１０４を透過し、予め定められた距離Ｌに
ある検出物１０６で反射され、透明体１０５を透過した
光が入射する位置に配置される。ビームスプリッタ１０
４で反射され受光素子１０３に入射する光量が、センサ
の基準光量となる。

【００１６】なお、ケース１０１は、内部空間での反射
による迷光を減少させるために、黒色の材質により構成
されている。本実施の形態では、ケース１０１をＡＢＳ
樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）
により形成している。

【００１７】ビームスプリッタ１０４と透明体１０５の
一体物と、ケース１０１との間の封止は、接着剤等によ
り開口１０７の周囲を接着することにより行われてい
る。なお、ビームスプリッタ１０４は、半透明膜３０２
が発光素子１０２側に向くように配置される。

【００１８】つぎに、本実施の形態の反射光量検出セン
サの動作について説明する。

【００１９】まず、センサの前面の距離Ｌの位置に検出
物１０６が存在している場合について説明する。発光素
子１０２から出射された光は、光路１１２に沿ってビー
ムスプリッタ１０４に向かって進み、ビームスプリッタ
１０４によって一部が反射され、残部が透過する。反射
された光は、光路１１１に沿って進み、受光素子１０３
に入射する。この光路１１１を経て受光素子１０３に入
射する光量が基準光量となる。また、ビームスプリッタ
１０４を透過した光は、光路１１２をそのまま進行して
検出物１０６に照射される。検出物１０６での反射光
は、光路１１３に沿って進み、透明体１０５に到る。透
明体１０５は検出物１０６からの反射光に対して透明で
あり、しかも、図１の配置では反射光が透明体１０５に
対してほぼ垂直に入射するため、高透過率で透明体１０
５を透過して、受光素子１０３に入射する。したがっ
て、前面の距離Ｌの位置に検出物１０６が存在している
場合の受光素子１０３の検出光量は、検出光量＝（基準光量）＋（検出物１０６による反射光
量）となる。

【００２０】一方、センサの前面に検出物１０６が配置
されていないか、もしくは無反射物が配置されている場
合には、ビームスプリッタ１０４を透過した光が検出物
１０６で反射されない。よって、受光素子１０３には、
ビームスプリッタ１０４で反射された基準光量のみが入
射する。よって、これらの場合には、受光素子１０３の
検出光量は、基準光量となり、基準光量を検出すること
ができる。

【００２１】したがって、検出物１０６の反射光量を検
出するには、センサの前面の距離Ｌの位置に検出物１０
６が存在する場合の受光素子１０３の出力を測定し、こ
の測定値から、検出物が存在しないか無反射物が存在す
る場合の受光素子１０３の出力の測定値を差し引く演算
処理ことによって可能である。この演算処理は、受光素
子１０３に接続された不図示の処理回路によって、行わ
れる。

【００２２】本実施の形態のセンサでは、ビームスプリ
ッタ１０４と透明体１０５により、ケース１０２の内部
空間を封止しているため、内部空間にトナー等の汚染物
や異物が入り込まない。したがって、基準光量を得るた
めのビームスプリッタ１０４の上面が汚染されることが
なく、常に、高精度に基準光量を測定することができ
る。また、従来のように、基準光量のための反射板（基
準反射板）の上面をクリーニングする必要がないため、
複雑なクリーニング機構が不要である。さらに、トナー
等の汚染物の付着によりビームスプリッタ１０４や発光
素子１０２や受光素子１０３の表面が劣化することもな
い。これらのことから、本実施の形態のセンサは、高い
信頼性と低コスト化を実現できる。

【００２３】また、ビームスプリッタ１０４の半透明膜
３０２の材質を変更する等により、反射率／透過率の比
を容易に変更できるため、基準光量の設定を容易に変更
できる。したがって、検出物１０６の反射光量のレンジ
に応じて、適切な大きさの基準光量を設定することがで
き、検出物１０６の反射光量の検出精度を高めることが
できる。

【００２４】また、検出物１０６の反射光量が、基準光
量と合算されて受光素子１０３により検出されるため、
測定値から基準光量の測定値を差し引くという単純な処
理によって検出物１０６の反射光量を得ることができる
ため、処理回路が単純になるという効果も得られる。

【００２５】さらに、本実施の形態のセンサは、基準光
量の測定時に、従来のように基準反射板の位置にセンサ
を移動させたり、基準反射板を出し入れする必要がない
ため、測定動作が簡単になるという効果も得られる。

【００２６】本実施の形態の反射光量検出センサを複写
機やレーザプリンタの印刷濃度の検出のために用いる場
合には、これらの機器の感光体ドラムの近傍、または感
光体ドラムに付着したトナーを移し取って用紙に転写す
るための転写ベルトの近傍に、本実施の形態のセンサを
配置する。そして、感光体ドラムまたは転写ベルトにト
ナーが付着した時点で、これらの反射光量を検出させ
る。この反射光量は、感光体ドラムまたは転写ベルトに
付着しているトナー濃度に対応しているため、検出結果
が所望の値になるように、感光体ドラムに付着させるト
ナー量をフィードバック制御することにより、印刷濃度
を制御することができる。

【００２７】なお、図１の構成では、発光素子１０２を
ケース１０１に固定している構成であるが、ケース１０
１の外部に発光素子１０２を配置し、光ファイバにより
ケース１０１の内部に光を導く構成にすることもでき
る。

【００２８】また、上述の説明では、予め定められた距
離Ｌに検出物１０６を配置する場合について説明した
が、検出物１０６からの反射光は拡散するので、受光素
子１０３が反射光を受光できる距離Ｌの値は、特定の値
ではなく幅を持った値となる。

【００２９】

【発明の効果】上述してきたように、本発明によれば、
基準反射板の汚損を防ぎ、精度よく反射光量を測定する
ことのできる反射光量検出センサを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の反射光量検出センサの
断面構造と光路を説明する説明図。

【図２】図１の反射光量検出センサの下面図。

【図３】図１の反射光量検出センサのビームスプリッタ
と透明体１０５の一体化物の構成を示す断面図。

【符号の説明】

１０１・・・ケース、１０２・・・発光素子、１０３・
・・受光素子、１０４・・・ビームスプリッタ、１０５
・・・透明体、１０６・・・検出物、１０７・・・開
口、１１１、１１２、１１３・・・光路、３０１・・・
ガラス基板、３０２・・・半透明膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2G059 AA01 AA05 BB09 CC19 CC20 EE02 FF06 GG10 JJ17 JJ22 KK01 LL04 MM05 NN01 2G065 AA04 AB04 AB22 AB24 AB28 BA01 BB14 BB50 BC14 CA06 CA29 DA17 2H027 DA10 DE02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】開口を有する筐体と、前記筐体の内部に配
置された光照射部および受光部と、前記開口を覆う窓部
材とを有し、前記光照射部は、前記窓部材を通して検出物に向かって
光を照射する位置に配置され、前記受光部は、前記窓部
材を通して前記検出物からの反射光を受光する位置に配
置され、前記窓部材には、前記光照射部から照射された光が通過
する位置に、前記光照射部からの光の一部を前記受光部
に向けて偏向するためのビームスプリッタが備えられて
いることを特徴とする反射光量検出センサ。
【請求項２】請求項１に記載の反射光量検出センサにお
いて、前記窓部材およびビームスプリッタは、前記筐体
の内部への汚染物の進入を防ぐために、前記開口を密封
していることを特徴とする反射光量検出センサ。
【請求項３】請求項１に記載の反射光量検出センサにお
いて、前記受光部には、前記検出物からの反射光を受光
していないとき検出値を基準光量とし、前記検出物から
の反射光を受光しているときの検出値から前記基準光量
を差し引く処理をおこなう回路が接続されていることを
特徴とする反射光量検出センサ。
【請求項４】請求項１に記載の反射光量検出センサにお
いて、前記窓部材とビームスプリッタは、一体に構成さ
れていることを特徴とする反射光量検出センサ。
【請求項５】請求項４に記載の反射光量検出センサにお
いて、前記窓部材は、前記光照射部の照射光に対して透
明な材質からなる基板であり、前記ビームスプリッタ
は、前記基板上の前記光照射部からの照射光が通過する
位置に配置された半透明膜であることを特徴とする反射
光量検出センサ。