JPH01202642A - 測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は物質もしくは物体の物性等を測定するための測
定装置に関し、特に、電子写真用現像剤の経時的濃度変
化を測定するのに好適な測定装置に関する。

［従来の技術］ 電子写真用現像剤にはよく知られているように１成分系
現像剤と２成分系現像剤とがあり、現在では２成分系現
像剤が広く使用されている。電子写真装置において現像
剤を繰り返して使用していると、現像剤濃度が低下して
ゆき、それに伴って画質が低下していく。従って、画質
低下を防止するためには現像剤の濃度変化を常に測定し
、濃度低下に応じて新らしい現像剤を補給することが必
要となる。

従来、電子写真装置に装備されていた現像剤濃度検出装
置は　現像剤に光を投射する光源と、該光源から該現像
剤に投射された光の反射光を受光する受光素子と、を有
しており、該検出装置では、該現像剤からの反射光の光
エネルギーに応じて該受光素子から発生した電気的出力
を測定することによフて、該現像剤の濃度変化を検出し
ている。しかしながら、この現像剤濃度検出装置では、
光源及び受光素子が使用環境によってその発生光量や出
力に変動を生じやすく、また、経年変化により発光量や
出力が低下するので信頼性の高い正確な検出値を得るこ
とが困難であった。それ故、使用環境の変化や経年変化
による検出値の変動を補償するために、該光源から発生
した光を直接に入射させる第２の受光素子を設け、現像
剤からの反射光が入射する第１の受光素子の出力を前記
第２の受光素子の出力によフて補正する構成の改良され
た現像剤濃度検出装置が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、第１及び第２の受光素子を具備した前記の現像
剤濃度検出装置は光源の発光量の変動に基因する検出値
の変動を補償することができるが、光源の発光エネルギ
ーの指向性が個々の光源毎にわずかずつ異っているので
光源と第１及び第２の受光素子との相対位置関係に非常
に厳密さが必要とされるため、個々の現像剤濃度検出装
置毎に光源と前記受光素子との設置位置を厳密に調整し
なければならず、従って、前記３者の相対位置関係にバ
ラツキがあると、出力が個々の現像剤濃度検出装置毎に
異ってしまうという欠点があった。

本発明の目的は、前記公知の現像剤濃度検出装置の欠点
を排除し、光源及び受光素子の相対位置関係に多少のバ
ラツキがあっても出力のバラツキを生じない改良された
現像剤濃度検出装置乃至は測定装置を提供することであ
る。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を達成するために本発明では光源から発生した
光が直接に入射する第２の受光素子と該光源との間に光
量調整手段を設けることによって該受光素子への入射エ
ネルギーを調整し、これにより第１及び第２の受光素子
の初期出力の差が過大にならぬようにしたことを特徴と
する。また、本発明では光源の発光エネルギーの分光分
布波長域のすべてが受光素子の感度波長域の中に含まれ
るように光源と受光素子とを選択することにより、光源
の発光エネルギーの分光分布及び受光素子の感度分光分
布が経時的及び環境的な影響によって変動し且つ受光素
子間で感度分光分布の差異が生じた場合であっても第１
及び第２の受光素子の出力差を小さくすることができる
。

［作　　　用］ 本発明の測定装置では、光源からの光が入射する第２の
売込動素子の前に光量調整手段が設けられているので、
被測定物からの反射光が入射される第１の売込動素子の
基準時出力を該第２の売込動素子の出力に等しくするこ
とができるため高精度の測定を行うことができ、また、
光源及び該売込動素子の相対的位置関係にバラツキがあ
ってもそれに影響されることなく、個々の測定装置の精
度を均一にすることができる。

［実　施　例］ 第１図は本発明の測定装置の第１実施例を示した図であ
り、同図において１はＬＥＤで構成されている光源、２
は２成分現像剤等の被測定物表面、３は被測定物表面２
で反射した光が入射する第１の売込動素子、４は光源１
から発生した光が直接に入射する第２の売込動素子、５
ａは光源１と第２の売込動素子４との間の光路に設けら
れた光量調整手段５の構成部材である光エネルギー吸収
フィルター、５ｂは光量調整手段５の構成部材である絞
り、である。

ＬＥＤから成る光源１は、発光ピーク波長が９４０ｎｍ
（ナノメートル）、半値波長巾が５０ｎｍ、発光波長帯
域中が１５０ｎｍであり、該光源１は被測定物表面２と
第２の売込動素子４とに向って発光拡散指向角３０℃で
発光する。

売込動素子３及び４は受光開口が５．７ｍｍφのＳＰＤ
等から成っている。光エネルギー吸収フィルター５ａは
、本実施例の場合、波長９４０ｎｍでは透過率が０．９
％、波長１１５０ｎｍ　〜１１００ｎでは透過率が１％
程度であるフィルターである。

被測定物である２成分現像剤はトナーとキアリアとで構
成されており、該トナーは波長９４０ｎｎ＋での反射率
がＢａＳＯ４に対して６０％程度であり、キアリアは波
長９４０ｎｍでの反射率がＢａＳＯ４に対して５％以下
である。このような２成分現像剤ではキアリアに対する
トナーの比が大きければ拡散反射率も大きくなり、従っ
て、反射光エネルギーを測定することによってキアリア
とトナーの比（すなわち、現像剤濃度）を測定すること
ができる。

光源１から被測定物表面２に投射された光束は該表面２
で拡散反射された後、第１の売込動素子３に入射され、
該素子３に入射光エネルギーに応じた電気的出力が発生
する。該素子３に対する入射光エネルギーは被測定物の
物性（すなわち、本実施例では、トナーとキアリアとの
混合比率）によって反射率が決り、該被測定物の物性に
応じた反射光が第１の売込動素子３に入射する。

一方、光源１から第２の売込動素子４に向けて発射され
た光束は光量調整手段５に入射し、該光量調整手段５の
光エネルギー吸収フィルター５ａによって大部分のエネ
ルギーを吸収され、該吸収フィルター５ａに入射した光
エネルギーの０．９〜１％のエネルギーのみが該フィル
ター５８を透過し、更に絞り５ｂによって乱反射光が遮
断された後、第２の売込動素子４に入射する。なお、本
実施例の場合、被測定物たる２成分現像剤のキアリアと
トナーとの比が８％である時に第１及び第２の売込動素
子３及び４の出力が等しくなるように設計されている。

本実施例のように、前記した特性の光量調整手段５を設
けると、光源１と第２の売込動素子−４との相対的位置
関係にバラツキがあった場合でも第２の光応動素子４の
出力が著るしく変動することがなくなり、該被測定物の
物性（本実施例の場合は、現像剤濃度）を正確に測定す
ることができる。

第２図は本発明の第２実施例を示したものである。この
実施例では光量調整手段５Ａが拡散フィルター５０と絞
り５ｂとで構成されている。拡散フィルター５０は光応
動素子４との距離関係により光エネルギー吸収フィルタ
ー５８とはメ同じ機能を有するため、本実施例の構成で
あっても第１実施例と同等の効果を得ることができる。

なお、第２の光応動素子４は第１実施例よりも光源１か
ら遠い位置に設置されている。

第３図は本発明の第３実施例である。この実施例の光量
調整手段５Ｂは偏光フィルター５ｄと絞り５ｂとで構成
されている。また、第２の光応動素子４は第１実施例よ
りも光源１から遠い位置に設置されており、これにより
第２の光応動素子４に入射する光エネルギーを少くさせ
ることによって偏光フィルター５ｄに光エネルギー吸収
フィルターと同じ機能を持たせている。

第４図は本発明の第３実施例を示したものである。本実
施例の光量調整手段５Ｃは、スクリーンフィルター５８
と絞り５ｂとで構成されている。該光量調整手段５Ｃに
用いるスクリーンフィルターとして第５図に示すように
、ストライブ型スクリーンフィルター５８１、逆ドツト
型スクリーンフィルター５８２、格子型スクリーンフィ
ルター５０３、ドツト型スクリーンフィルター５８４、
等の各種スクリーンフィルターを使用することができる
。

第６図は本発明の第４実施例を示したものである。本実
施例の光量調整手段５Ｄは互いに相対的に回転しつる２
個以上の偏光フィルター５ｆ及び５ｇを瓜ね合せた構成
を有しており、絞り５ｂが設けられている０本実施例の
光量調整手段５Ｄも第１図乃至第５図に示した光量調整
手段と同じ機能を有している。

第７図に示す第５実施例の光量調整手段５Ｅは、第８図
に示した２枚のストライブ型スクリーンフィルター５ｈ
及び５１を互いに平行移動もしくは相対回転させるよう
に構成されるとともに絞り５ｂを具備している。

第９図に示した第６実施例の光量調整手段５Ｆは、第１
０図に示すように、互いに平行移動もしくは相対回転し
つる２枚の絞り５ｂ及び５ｊによって構成されている。

第１１図は、前記第１乃至第６実施例に示した本発明装
置における光源１の発光波長分布２１と光応動素子３及
び４の感度分光分布２２とを表示した図である０本発明
の装置では、光源１の発光波長分布２１が環境変化や経
時変化によって２１ａ及び２１ｂの如く変動した時に該
変動分布２１ａ及び２１ｂが光応動素子３及び４の感度
分光分布２２から外へ出ないように光源１の発光特性と
光応動素子の感度特性とが選定されており、また、光源
１の発光波長域で該光応動素子の感度分光分布２２がフ
ラットに近くなるような光応動素子を使用している。従
って、本発明の装置では、光源１０発光波長が環境要因
や経時変化によって変動し、且つ、２つの光応動素子３
及び４のそれぞれの感度分光分布に多少の差異があって
も該画素子の相互出力差を非常に小さくすることができ
るため、正確な測定値を得ることができる。

なお、前記各実施例に示した各種フィルターを互いに組
合せて該光量調整手段を構成してもよいことは勿論であ
る。

［発明の効果］ 以上に説明したように本発明の測定装置では光源からの
光が直接に入射される第２の光応動素子の前に光量調整
手段を設けたので第１の光応動素子の基準状態での出力
と該第２の光応動素子の出力とを同一にすることが可能
となり、その結果、測定精度を向上することができる。

また、本発明の測定装置では、光応動素子の環境変化や
経時変化、光源と該光応動素子の設置位置のバラツキ、
該応動素子の特性のパラツキ、等に基因する２個の素子
の出力誤差を調整することができ、その結果、個々の測
定装置の品質の均一化を図ることができる。更に、本発
明の装置では、光源の特性と光応動素子の特性とが前記
のようになるように光源と該素子とを選定しているので
環境的及び経時的な変動があっても高い測定精度を保つ
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の測定装置の第１実施例の概略図、第２
図は本発明の第２実施例の概略図、第３図は本発明の第
３実施例の概略図、第４図は本発明の第４実施例の概略
図、第５図は第４図の実施例で使用されるスクリーンフ
ィルターの種類を示した図、第６図は本発明の第５実施
例の概略図、第７図は本発明の第６実施例の概略図、第
８図は第７の実施例で用いられるストライプ型スクリー
ンフィルターを示した図、第９図は本発明の第７実施例
の概略図、第１０図は第９図の実施例における光量調整
手段の一部を示す平面図、第１１図は本発明装置におけ
る光源の特性と光応動素子の特性とを示した図、である
。 １・・・光源　　　　　２・・・被測定物表面３・・・
第１の光応動素子 ４・・・第２の先広勅素子 ５　、５Ａ、　５Ｂ、　５ｆ；、　５Ｄ、　５Ｅ、　５
Ｆ・・・光量調整手段５ａ・・・光エネルギー吸収フィ
ルター５ｂ、５ｊ・・・絞り　　　５Ｃ・・・拡散フィ
ルター５ｄ・・・イ扁光フィルター ５ｅ・・・スクリーンフィルター 第１図　　　　　第２図 覧Ｍ　　　　　汲艮

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　被測定物に光を投射する光源と、該被測定物で反射
   した反射光を受光して受光量に応じた出力を発生する第
   １の光応動素子と、該光源から発生した光を直接に受光
   して受光量に応じた出力を発生する第２の光応動素子と
   、を有し、該第１の光応動素子の出力と該第２の光応動
   素子の出力との差に基いて該被測定物の物性等を測定す
   る測定装置において、該光源と該第２の光応動素子との
   間の光路中に光量調整手段を設けたことを特徴とする測
   定装置。 ２　該光量調整手段が光吸収フィルターを有している請
   求項１記載の測定装置。 ３　該光量調整手段が拡散フィルターを有している請求
   項１記載の測定装置。 ４　該光量調整手段が少くとも２枚の偏光フィルターを
   重ね合せた構成を有している請求項１記載の測定装置。 ５　該光量調整手段が相対回転可能な少くとも２枚の偏
   光フィルターを重ね合せた構成を有している請求項１記
   載の測定装置。 ６　該光量調整手段がスクリーンフィルターを有してい
   る請求項１記載の測定装置。 ７　該光量調整手段が互いに平行移動もしくは相対回転
   可能な少くとも２枚以上のストライプスクリーンフィル
   ターを重ね合せた構成を有している請求項１記載の測定
   装置。 ８　該光量調整手段が回転もしくは平行移動が可能な絞
   りを有している請求項１記載の測定装置。 ９　該光量調整手段が互いに相対回転もしくは相対平行
   移動可能な少くとも２枚以上の絞りを有している請求項
   １記載の測定装置。 １０　該光量調整手段が、光吸収フィルター、拡散フィ
   ルター、偏光フィルター、スクリーンフィルター、及び
   絞りのうちの２種以上を組合せて構成されている請求項
   １記載の測定装置。 １１　該光量調整手段が、光吸収フィルター、拡散フィ
   ルター、偏光フィルター、スクリーンフィルター、及び
   絞りのうちの２種以上を組合せて構成されるとともに該
   フィルターもしくは絞りが相対移動できるように構成さ
   れている請求項１記載の測定装置。 １２　該第１及び第２の光応動素子の感度波長域が該光
   源の発光エネルギー波長域よりも広いことを特徴とする
   請求項１乃至１１記載の測定装置。 １３　該第１及び第２の光応動素子の感度波長域におい
   て該光源の発光エネルギー波長域の部分がフラットな感
   度域であることを特徴とする請求項１２記載の測定装置
   。 １４　該測定装置が粉状体もしくは粒状体などの物質の
   物性変化を測定するための装置であることを特徴とする
   請求項１乃至１３記載の測定装置。 １５　該測定装置が電子写真用現像剤の濃度を測定する
   ための装置であることを特徴とする請求項１乃至１４記
   載の測定装置。