專利名稱：光學(xué)測定裝置和圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)測定裝置，其對由使用電子照相技術(shù)等的例如復(fù)印機(jī)或打印機(jī)的圖像形成裝置所形成或打印的圖像的顏色等進(jìn)行光學(xué)測定。
背景技術(shù)：
將JP-B-2518822、JP-A-2001-343287和JP-A-10-175330參照為相關(guān)技術(shù)。
一般來說，大部分光學(xué)測定裝置是接觸型的，即在光學(xué)測定裝置和待測物體(測定對象)接觸的時(shí)候，對顏色進(jìn)行測定。舉例來說，象X-Rite 938(產(chǎn)品名稱)或GretagMacbeth公司的SpectroLino(產(chǎn)品名稱)這種目前在工作中用得最多的便攜式測定裝置，也是手動接觸型。因而，難以高速操作或自動化。此外，光學(xué)測定裝置的實(shí)例包括自動顏色測定裝置，舉例來說，例如，GretagMacbeth公司的SpectroScan，其中，將便攜機(jī)和XY平臺進(jìn)行組合。然而，在這些裝置中，移動測定點(diǎn)需要該測定裝置的水平運(yùn)動和用于接觸試樣的該測定裝置的垂直運(yùn)動，以致于阻礙了高速測定。并且，接觸型光學(xué)測定裝置具有這樣的問題，即因?yàn)樵撗b置與試樣接觸，所以接觸面可能受到損壞，或者測定對象受到局限。
相反，因?yàn)橹恍枰獪y定頭和試樣臺的水平運(yùn)動，所以非接觸型光學(xué)測定裝置適合于高速和自動地進(jìn)行顏色測定。
然而，非接觸型光學(xué)測定裝置具有這樣的問題，即到測定面的距離容易發(fā)生改變，距離變化可能影響測定值。特別是對打印材料進(jìn)行測定時(shí)，打印紙的浮動的影響會變得顯著。因而，已經(jīng)考慮到將紙吸附到試樣臺上。將紙吸附到試樣臺上的吸附方法的主要類型包括靜電吸附法和真空吸引法，該靜電吸附法是以靜電的方式將紙吸附到試樣臺上，該真空吸引法是通過空氣對紙進(jìn)行吸引。
根據(jù)這樣的常規(guī)概念，即把顏色作為物理量，當(dāng)把紙吸附到試樣臺上時(shí)，為了使來自于背面的反射光近乎于零，將測定時(shí)的襯背設(shè)為黑色。因而，使具有吸附功能的試樣臺的表面成為黑色已經(jīng)成為典型的情況。
然而，現(xiàn)時(shí)的觀點(diǎn)是，優(yōu)選地測定與人的感覺接近的顏色，并且在與這樣的條件(即，對真實(shí)的打印材料進(jìn)行觀察)接近的條件下取得的測定值，即，在多張紙重疊的條件下取得的測定值正變得越來越重要。因此，在最近的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等中的趨勢是在將同樣類型的多張紙疊放在試樣下面這樣的條件下來進(jìn)行測定。因此，存在的問題在于難以通過上述吸附方法將紙吸附到試樣臺上，需要另外的應(yīng)對措施。
已經(jīng)提出了用以解決上述問題的幾項(xiàng)技術(shù)，舉例來說，包括JP-B-2518822、JP-A-2001-343287和JP-A-10-175330。
如圖12中所示，根據(jù)JP-B-2518822的非接觸發(fā)射率測定裝置包括光源111和測定裝置114，該光源對在物體110上的照射區(qū)域b進(jìn)行照射，該測定裝置對從在物體110上的測定面m反射的光束進(jìn)行檢測。測定面m小于照射區(qū)域b，物體為可動物體，其相對于光學(xué)系統(tǒng)具有可變的距離。光源111布置在聚光透鏡112的焦點(diǎn)上，該聚光透鏡用于產(chǎn)生平行光通量。根據(jù)光源111的廣度，物體110上的照射強(qiáng)度僅在照射區(qū)的中心區(qū)域的內(nèi)部不依賴于距離。此外，測定裝置114的光學(xué)部件114a具有限制面114a和透鏡113，該透鏡布置在限制面114a和物體110之間。從而，固定測定面m的大小，并且這樣確定測定面m的大小和位置，使得對于物體110相對于測定裝置114在預(yù)定區(qū)間內(nèi)的全部距離變化，該測定面總位于中心區(qū)域。
此外，根據(jù)JP-A No.2001-343287的光學(xué)測定裝置定位于這樣的光學(xué)測定裝置，即，將光束照射到測定對象，通過聚光透鏡會聚來自于該測定對象的反射光束，以及通過由受光元件對光量進(jìn)行檢測，對該對象的特性進(jìn)行測定，該受光元件設(shè)在該聚光透鏡的焦點(diǎn)旁邊。該光學(xué)測定裝置還包括設(shè)在聚光透鏡旁邊，以便包括至少透射區(qū)的一部分的元件，該透射區(qū)沿與該聚光透鏡的光軸交叉的方向，位于該聚光透鏡的周圍；以及禁止區(qū)，該禁止區(qū)至少設(shè)置在包括該元件的光軸側(cè)表面的部分區(qū)域上，并且抑制反射。
此外，根據(jù)JP-A No.10-175330的光學(xué)測定方法使用光源、透鏡和光電轉(zhuǎn)換元件，對其進(jìn)行布置，以便使彼此的相對位置不變。該方法包括將來自于光源的光束照射到測定對象，經(jīng)由透鏡通過光電轉(zhuǎn)換元件接收來自于該測定對象的反射光，以及根據(jù)該光電轉(zhuǎn)換元件的受光輸出來對該測定對象的特性進(jìn)行測定。該方法還包括在透鏡的光電轉(zhuǎn)換元件側(cè)的焦面上，設(shè)定如下特定區(qū)域，即，其為來自于測定對象的、穿過該透鏡的反射光的任意部分；經(jīng)由該透鏡通過該光電轉(zhuǎn)換元件只接收來自于測定對象的、在與該特定區(qū)域相對應(yīng)的角度范圍內(nèi)反射的全部光；以及把由該光電轉(zhuǎn)換元件接收的總光量作為該光電轉(zhuǎn)換元件的輸出。
然而，相關(guān)技術(shù)具有下列問題。具體地，如圖12中所示，在根據(jù)JP-B-2518822的非接觸型發(fā)射率測定裝置中，盡管通過使照射光成為穿過點(diǎn)光源111和聚光透鏡112的平行光束，測定面的照射強(qiáng)度一般保持不變，從而使得該裝置不會受到距離變化的影響。然而，由于理想的點(diǎn)光源111并不存在，所以就不能避免距離變化的影響。此外，該裝置采用這樣的結(jié)構(gòu)，其中，將照射光照射到較寬的范圍上，并且由受光透鏡113和受光纖維114的端部114a對測定面的測定區(qū)m進(jìn)行限定。然而，由于照射范圍b寬，從測定面到受光透鏡113的距離長，來自于測定區(qū)m外部的反射光120可能作為雜散光而入射進(jìn)來，從而產(chǎn)生誤差。特別是，當(dāng)測定區(qū)塊(measuring patch)m的周圍是白色時(shí)，雜散光的強(qiáng)度變強(qiáng)，這會有問題。
此外，即便在JP-A No.2001-343287或JP-A No.10-175330中公開的光學(xué)測定裝置中，盡管在JP-A No.2001-343287公開的技術(shù)中提供了對雜散光進(jìn)行吸收的光吸收元件，該技術(shù)也具有這樣的問題，即，比較容易受到來自于測定區(qū)塊周圍的雜散光的影響。
如圖13中所示，為了消除雜散光的影響，如下結(jié)構(gòu)是有效的，即，在測定面204旁設(shè)置光闌。在該圖中，經(jīng)由照射透鏡201和202，將來自于未示出的光源的光束照射到測定對象203的測定面204上，并經(jīng)由受光透鏡206，通過未示出的光電轉(zhuǎn)換元件接收來自于測定對象203的反射光205。然而，如果從光闌面到測定面204的距離H發(fā)生改變，設(shè)置在測定面204上的光闌的陰影面積也會發(fā)生改變。因此，如圖14中所示，測定面204的亮度會顯著地改變，這樣會出現(xiàn)測定誤差。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上情況做出本發(fā)明，本發(fā)明提供一種光學(xué)測定裝置，其中，即使當(dāng)從光源到測定對象的距離發(fā)生改變時(shí)，受光區(qū)也能夠保持不變，因此能夠避免距離變化的影響；并且能夠防止從測定區(qū)的外面引入雜散光而導(dǎo)致誤差，因此能夠提高測定精度。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，提供一種光學(xué)測定裝置，其以非接觸狀態(tài)測定物體的光學(xué)特性。所述光學(xué)測定裝置包括光源，其對物體表面進(jìn)行照射；受光器，其接收從所述物體表面反射的光束；以及光調(diào)整部件，其調(diào)整照射到所述物體表面上的照射光束和從所述物體表面反射的反射光束。其中，所述光調(diào)整部件包括第一光調(diào)整部件和第二光調(diào)整部件，所述第一光調(diào)整部件確定對于所述物體表面的照射區(qū)和反射區(qū)中的至少一個(gè)，所述第二光調(diào)整部件在所述物體表面上確定這樣的區(qū)域即，對由所述物體表面反射并且入射到所述受光器上的反射光束進(jìn)行測定的區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方案，提供一種在記錄介質(zhì)上形成圖像的圖像形成裝置，包括圖像載體，其承載靜電潛像；顯影部分，其對所述圖像載體上的潛像進(jìn)行顯影以形成色調(diào)劑圖像；轉(zhuǎn)印部分，其將所述色調(diào)劑圖像轉(zhuǎn)印到所述記錄介質(zhì)上；定影部分，其對轉(zhuǎn)印到所述記錄介質(zhì)上的所述色調(diào)劑圖像進(jìn)行定影；以及光學(xué)測定部分，其以非接觸狀態(tài)對圖像的光學(xué)特性進(jìn)行測定，所述圖像包括定影在所述記錄介質(zhì)上的所述色調(diào)劑圖像。所述光學(xué)測定部分包括光源，其對包括所述色調(diào)劑圖像的圖像表面進(jìn)行照射；受光器，其接收從所述圖像表面反射的光束；以及光調(diào)整部件，其調(diào)整照射到所述圖像表面上的照射光束和從所述圖像表面反射的反射光束。所述光調(diào)整部件包括第一光調(diào)整部件和第二光調(diào)整部件，所述第一光調(diào)整部件確定對于所述圖像表面的照射區(qū)和反射區(qū)中的至少一個(gè)，所述第二光調(diào)整部件在所述圖像表面上確定這樣的區(qū)域即，對從所述圖像表面反射并且入射到所述受光器上的光束進(jìn)行測定的區(qū)域。
憑借根據(jù)以上各方案的所述光學(xué)測定裝置和所述圖像形成裝置，即使當(dāng)從光源到測定對象的距離發(fā)生改變時(shí)，受光區(qū)也能夠總是保持不變，因此能夠避免距離變化的影響；并且能夠防止從測定區(qū)的外面引入雜散光而導(dǎo)致誤差，因此能夠提高測定精度。


圖1為橫截面結(jié)構(gòu)示意圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的第一示范性實(shí)施例的一種光學(xué)測定裝置；圖2為結(jié)構(gòu)圖，示出了作為圖像形成裝置的高速打印機(jī)，根據(jù)本發(fā)明的第一示范性實(shí)施例的光學(xué)測定裝置適用于該圖像形成裝置；圖3為橫截面結(jié)構(gòu)圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的第一示范性實(shí)施例的光學(xué)測定裝置；圖4為結(jié)構(gòu)圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的第一示范性實(shí)施例的光學(xué)測定裝置的光闌；圖5為透視結(jié)構(gòu)圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的第一示范性實(shí)施例的光學(xué)測定裝置的光闌；圖6為說明了根據(jù)本發(fā)明的第一示范性實(shí)施例的光學(xué)測定裝置的效果的簡圖；圖7為曲線圖，說明了根據(jù)本發(fā)明的第一示范性實(shí)施例的光學(xué)測定裝置的效果；圖8為結(jié)構(gòu)圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的第二示范性實(shí)施例的光學(xué)測定裝置適用的圖像形成裝置；圖9為橫截面結(jié)構(gòu)示意圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的第二示范性實(shí)施例的光學(xué)測定裝置；圖10為橫截面結(jié)構(gòu)示意圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的第二示范性實(shí)施例的光學(xué)測定裝置的變型；圖11為說明測定顏色方法的簡圖；圖12為說明了作為相關(guān)技術(shù)的光學(xué)測定裝置的效果的簡圖；圖13為結(jié)構(gòu)圖，示出了作為相關(guān)技術(shù)的另一種光學(xué)測定裝置；以及圖14為曲線圖，示出了圖13中所示的光學(xué)測定裝置和測定對象之間的距離H與亮度之間的相互關(guān)系。
具體實(shí)施例方式
以下，將根據(jù)附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。
圖2為簡圖，示出了作為一種圖像形成裝置的高速打印機(jī)，根據(jù)本發(fā)明的第一示范性實(shí)施例的光學(xué)測定裝置適用于該圖像形成裝置。
如圖2中所示，高速打印機(jī)1能夠以高速在作為記錄介質(zhì)的連續(xù)紙上打印圖像，該連續(xù)紙為一連串長幅連續(xù)打印紙，并且每一頁由折疊部分(孔眼)來分割。高速打印機(jī)1的打印機(jī)主體2包括位于右側(cè)的圖像形成部分3、位于中心側(cè)的定影部分4和位于左側(cè)的排紙部分5。在打印機(jī)主體2的圖像形成部分3中，將作為圖像載體的感光鼓6可轉(zhuǎn)動地布置，這樣該感光鼓就能夠沿著由箭頭所指的方向以高速轉(zhuǎn)動。將感光鼓6的直徑設(shè)為約240mm大小。感光鼓6由導(dǎo)電圓柱體構(gòu)成，該導(dǎo)電圓柱體涂有感光層，該感光層由光導(dǎo)電性材料制成，例如OPC(有機(jī)光導(dǎo)體)或非晶形的硅或硒等等。在感光鼓6的頂部和斜右側(cè)，布置兩個(gè)一次充電器7和8，其由負(fù)電補(bǔ)償元件(scorotron)制成，該負(fù)電補(bǔ)償元件以預(yù)定電位均勻地給感光鼓6的表面充電。此外，在感光鼓6的右側(cè)，在由一對一次充電器7和8以預(yù)定電位均勻地充電的感光鼓6的表面上，布置LED打印頭9，其中，該打印頭裝備有LED陣列，該LED陣列作為圖像曝光部分，用于根據(jù)圖像信息來曝光圖像。通過LED打印頭9，對感光鼓6的表面進(jìn)行圖像曝光處理，并在感光鼓6的表面上形成根據(jù)圖像信息的靜電潛像。
由顯影裝置10對在感光鼓6的表面上形成的靜電潛像進(jìn)行顯影，該顯影裝置布置在感光鼓6的斜右側(cè)到下側(cè)的下面，并形成由粉狀色調(diào)劑制成的色調(diào)劑圖像。在顯影裝置10上布置三個(gè)顯影輥11，這樣能夠以高速對在感光鼓6上形成的靜電潛像進(jìn)行顯影，以便與以高速轉(zhuǎn)動的感光鼓6相對應(yīng)。應(yīng)該注意到，顯影裝置10可采用單組分顯影方式或雙組分顯影方式。
此外，將作為轉(zhuǎn)印部分的由電暈管構(gòu)成的轉(zhuǎn)印充電器13布置在感光鼓6的斜左側(cè)的下方，該轉(zhuǎn)印部分將在感光鼓6上形成的色調(diào)劑圖像轉(zhuǎn)印至作為記錄介質(zhì)的長幅連續(xù)打印紙12。由轉(zhuǎn)印充電器13給在感光鼓6上形成的色調(diào)劑圖像充電，然后將其順次轉(zhuǎn)印至長幅連續(xù)打印紙12。
從供紙部分14供給作為記錄介質(zhì)的長幅連續(xù)打印紙12，該供紙部分布置在打印機(jī)主體2的圖像形成部分3的下端的內(nèi)側(cè)。長幅連續(xù)打印紙12為一連串長幅連續(xù)打印紙，并且每一頁由折疊部分(孔眼)來分割。如該圖中所示，將長幅連續(xù)打印紙12的集合15以折疊狀態(tài)放置在供紙部分14中。
根據(jù)用戶的需要，長幅連續(xù)打印紙12可以是各種類型的紙，例如普通紙、比普通紙薄的紙、厚紙、通過在普通紙或厚紙的表面上進(jìn)行涂布而制成的涂布紙或用如黃色等預(yù)定顏色著色的紙。也就是說，可以制備七種、八種或更多種類型的紙作為長幅連續(xù)打印紙12。
如圖2中所示，由在這里未示出的傳送部分，將已經(jīng)由轉(zhuǎn)印充電器13將色調(diào)劑圖像從感光鼓6轉(zhuǎn)印至的長幅連續(xù)打印紙12傳送至定影部分4。由閃光定影裝置16將未定影的色調(diào)劑圖像定影在長幅連續(xù)打印紙12上，該閃光定影裝置安裝在定影部分4中。在此期間，盡管長幅連續(xù)打印紙12是連續(xù)傳送的，也可以對其進(jìn)行這樣的配置，即，在閃光定影裝置16的上游提供容納部分，該容納部分用于暫時(shí)容納長幅連續(xù)打印紙12。在間歇傳送長幅連續(xù)打印紙12的時(shí)刻之間，閃光定影裝置16在長幅連續(xù)打印紙12上進(jìn)行定影處理。
此外，在閃光定影裝置16的下游提供光學(xué)測定裝置，該光學(xué)測定裝置對在長幅連續(xù)打印紙12上形成的圖像進(jìn)行光學(xué)測定。
另外，通過傳送輥17將長幅連續(xù)打印紙12以折疊狀態(tài)排出到設(shè)置在排紙部分5中的排紙托盤18上，在該長幅連續(xù)打印紙上，由閃光定影裝置16將未定影的色調(diào)劑圖像定影。
在完成色調(diào)劑圖像的轉(zhuǎn)印之后，用清潔裝置19的清潔刮板20除去感光鼓6的表面上的殘留色調(diào)劑。然后，用除電器21使剩余電荷放電，該靜電消除器包括電暈管，并用清潔毛刷22對紙或色調(diào)劑粉末進(jìn)行清潔。這樣就使感光鼓6為下一個(gè)圖像形成過程做好準(zhǔn)備。
在圖2中，參考標(biāo)號23表示閃光控制單元，其用于對閃光定影裝置16的閃光燈24的發(fā)光(發(fā)光頻率)進(jìn)行控制，稍后將對該閃光燈進(jìn)行說明。
如圖1中所示，根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)測定裝置30包括測定裝置本體31，該測定裝置本體具有近乎于半多邊形形狀的橫截面。測定裝置本體31具有頂壁32；左右傾斜壁33和34，其從頂壁32的兩端以45°角傾斜地延伸；以及左右垂直壁35和36，其從左右傾斜壁33和34的下端延伸，這些均由金屬或合成樹脂等等制成。
在JIS Z8722中規(guī)定了一種測定顏色的方法。如圖11所示，在如本發(fā)明中的光學(xué)測定裝置30中，采用JIS Z8722中的5.3.1中的a(45-n)這一條件，其中，以入射角i＝45±2°對照射光進(jìn)行測定，并以反射角r＝0±10°對反射光進(jìn)行測定。
如圖1和3中所示，在測定裝置本體31的左右傾斜壁33和34上布置第一照射透鏡39和第二照射透鏡40，該第一照射透鏡和該第二照射透鏡用于以45°斜角對測定對象37的測定面38進(jìn)行照射。對第一和第二照射透鏡39和40進(jìn)行配置，以便由光纖42和43引導(dǎo)來自于光源41的光束，該光源由對測定對象進(jìn)行照射的LED或白光燈構(gòu)成。如圖3中所示，將第一和第二照射透鏡39和40及光纖42和43安裝在圓柱形殼體44和45中。對光纖42和43的前端進(jìn)行布置，以使其相對于第一和第二照射透鏡39和40位于預(yù)定位置。因此，由第一和第二照射透鏡39和40將從光纖42和43發(fā)射出的照射光束46和47照射在測定對象37的測定面38上，作為近乎平行的光束。
此外，如圖1和3中所示，在光學(xué)測定裝置本體31的頂壁32上、在測定對象37的測定面38的直接上方(沿垂直方向)，布置受光透鏡49，該受光透鏡用于接收來自于測定對象37的反射光48。通過光纖50，將由受光透鏡49接收到的光束48引導(dǎo)至分光鏡51，然后由分光鏡51對其進(jìn)行劃分，以使其被受光元件521、522，…，及52n接收。舉例來說，對分光鏡51進(jìn)行配置，以便將由受光透鏡49接收、通過光纖50引導(dǎo)的光束48分成三個(gè)顏色，包括R(紅色)、G(綠色)和B(藍(lán)色)，或根據(jù)波長通過濾光片或棱鏡(未示出)將光束48分成多個(gè)光束。然而，本發(fā)明并非局限于此，可以對光學(xué)測定裝置進(jìn)行配置，以將光束分成其它的顏色。此外，可以省略分光鏡51，這取決于有待光學(xué)測定裝置30測定的物體。
此外，如圖1和3中所示，在光學(xué)測定裝置本體31的底面上提供主光闌52，作為第一光調(diào)整部件，該第一光調(diào)整部件具有開口部54，該開口部對照射在測定對象37的測定面38上的照射光束46和47進(jìn)行控制。如圖3中所示，主光闌52由薄板形成，該薄板由如不銹鋼等金屬或合成樹脂制成，其兩個(gè)表面用黑色著色。在主光闌52中，提供開口部54以對從第一和第二照射透鏡39和40照射出的照射光束46和47的照射區(qū)53進(jìn)行控制。如圖4中所示，照射區(qū)53具有矩形形狀，例如8mm×4mm。
更具體地，如圖3和4中所示，主光闌52由薄板(大約1.5mm的厚度)形成，該薄板由不銹鋼制成，例如用黑色對其兩個(gè)表面進(jìn)行著色。將主光闌52的位于光學(xué)測定裝置本體31內(nèi)的部分55折彎，以使彎曲部55a接近測定對象37的測定面38，這樣，部分55以大約2mm的間距D平行于光學(xué)測定裝置本體31的底面。此外，如圖3中所示，將主光闌52的開口部54的邊緣部54a切成45°角，以使照射光束46和47的邊緣盡可能清晰。
此外，如圖1、3和4中所示，在光學(xué)測定裝置本體31中形成子光闌57和58，作為第二光調(diào)整部件，用于確定從測定對象37的測定面38反射的、并且入射到受光元件52上的反射光48的測定區(qū)56。子光闌57和58由薄板形成，該薄板由諸如不銹鋼的金屬或合成樹脂制成，其兩個(gè)表面用黑色著色，為了最小程度地阻擋照射光束46和47，將每個(gè)薄板厚度設(shè)得比主光闌52的厚度薄很多，例如，大約是0.1mm。提供兩個(gè)子光闌57和58，以便與第一和第二照射透鏡39和40相對應(yīng)。
如圖3和4中所示，第一和第二子光闌57和58在傾斜45°的同時(shí)，布置在與主光闌52的開口部54相對應(yīng)的位置，并且平行于照射光束46和47各自的光軸59和60。
更具體地，如圖5中所示，第一和第二子光闌57和58是例如通過壓制等對薄板(大約0.1mm的厚度)進(jìn)行彎曲而整體地形成的，該薄板由例如不銹鋼制成，其兩個(gè)表面用黑色著色。對第一和第二子光闌57和58進(jìn)行布置，這樣它們的下部57和58與主光闌52在測定面38側(cè)的端部57a和58a，也就是與主光闌52的突起55的底面55a在同一平面上。
此外，如圖4中所示，在第一和第二子光闌57和58中提供開口部60，該開口部對反射光束48進(jìn)行限制，從而確定測定區(qū)56。由開口部60的端部57a和58a對在測定面38上反射的、并且入射到受光透鏡49上的反射光束48的區(qū)域(測定區(qū)56)進(jìn)行限制。此外，這樣形成第一和第二子光闌57和58的另一端部57b和58b，使其比主光闌52的開口部54的邊緣部54a和54b更向外面突出，以便遮蔽穿過主光闌52的開口54的反射光束48。測定區(qū)56由正方形形狀形成，例如4mm×4mm。
在本實(shí)施例中，根據(jù)上述配置，即使當(dāng)從光源到測定對象的距離發(fā)生改變時(shí)，受光區(qū)也能夠保持不變，因此能夠避免距離變化的影響；并且能夠防止從測定區(qū)的外面引入雜散光而導(dǎo)致誤差，從而提高測定精度。
也就是說，如圖2中所示，在根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)測定裝置30所適用的高速打印機(jī)1中，在感光鼓6上形成根據(jù)圖像信息的色調(diào)劑圖像，將在感光鼓6上形成的色調(diào)劑圖像轉(zhuǎn)印至長幅連續(xù)打印紙12上，然后由閃光定影裝置16將未定影的色調(diào)劑圖像定影在長幅連續(xù)打印紙12上，以形成圖像。
此時(shí)，在高速打印機(jī)1中的長幅連續(xù)打印紙12上，以高速形成圖像。因此，如果在長幅連續(xù)打印紙12上形成的圖像中出現(xiàn)分辨率、灰度等方面的誤差，就會產(chǎn)生大量的有缺陷的打印材料。
在本實(shí)施例中，以非接觸狀態(tài)對在長幅連續(xù)打印紙12上形成的圖像進(jìn)行光學(xué)測定的光學(xué)測定裝置30布置在閃光定影裝置16的下游。盡管非接觸型光學(xué)測定裝置30能夠不依賴于測定對象而進(jìn)行測定，但是在這樣的非接觸型測定裝置中，由于其非接觸特性，所以到測定對象37的距離可能發(fā)生改變。
然而，如圖1中所示，在上述光學(xué)測定裝置30中，通過光纖42和43，將從光源41發(fā)射出的光束引導(dǎo)至第一和第二照射透鏡39和40，通過第一和第二照射透鏡39和40，使從光源41發(fā)射出的光束成為近乎平行的光束46和47，以對測定對象37的測定面38進(jìn)行照射。
此時(shí)，如圖3和4中所示，上述光學(xué)測定裝置30包括主光闌52，該主光闌在第一和第二照射透鏡39和40與測定對象37的測定面38之間具有開口部54。因此，從第一和第二照射透鏡39和40照射出的照射光束46和47受到主光闌52的限制(遮蔽)，并且，在測定對象37的測定面38上，以8mm×4mm的矩形形狀形成的照射區(qū)53被照亮，如圖4中所示。
然而，如圖6中所示，在上述光學(xué)測定裝置30中，如果光學(xué)測定裝置30和測定對象37的測定面38之間的距離H發(fā)生改變，在測定對象37的測定面38上的照射區(qū)53就會發(fā)生改變。此外，在圖6中的兩條線狀陰影表示第一和第二子光闌57和58的陰影。第一和第二子光闌57和58的這些陰影為窄直線形狀，不會影響測定。
與此同時(shí)，如圖6中所示，根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)測定裝置30包括第一和第二子光闌57和58，該第一和第二子光闌與主光闌52分離，并且通過受光透鏡49確定測定區(qū)56。第一和第二子光闌57和58對由照射光束46和47照射的、并且從測定對象37的測定面38反射的反射光48進(jìn)行限制，以成為測定區(qū)56，該測定區(qū)比照射區(qū)53窄。另外，由于接收反射光48的受光透鏡49直接安裝在測定面38上方(沿垂直方向)，反射光48就成為近乎垂直于測定對象37的測定面38進(jìn)行反射的光束。
因此，即使長幅連續(xù)打印紙12的表面，即測定對象37的測定面38，由于位置變化而上下移動，由于反射光48近乎垂直于測定對象37的測定面38而進(jìn)行反射，所以反射光48的邊緣受到第一和第二子光闌57和58的邊緣57a和58a的限制，測定區(qū)56的大小也不會發(fā)生改變。
因此，在光學(xué)測定裝置30中，即使光學(xué)測定裝置30和測定對象37的測定面38之間的距離H發(fā)生改變，也可以由受光透鏡49通過大小總是相等的測定區(qū)56，接收反射光48。通過光纖50，將由受光透鏡49接收到的反射光48引導(dǎo)至分光鏡51，由分光鏡51對其進(jìn)行劃分，并由受光元件52對其進(jìn)行接收。受光元件52能夠?qū)⒎瓷涔?8轉(zhuǎn)換為電信號，并且通過使用希望的顏色系統(tǒng)，例如Lab，對反射光48的色度或密度等等進(jìn)行光學(xué)測定。
此外，能夠避免距離變化的影響，并且能夠防止從測定區(qū)56的外面引入雜散光而導(dǎo)致誤差，因而能夠提高測定精度。
接下來，為證實(shí)本發(fā)明的效果，本發(fā)明的發(fā)明人制造了在圖1和3中所示的光學(xué)測定裝置30的原型裝置，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以對以下情況進(jìn)行測定，即，當(dāng)光學(xué)測定裝置30和測定對象37的測定面38之間的距離H發(fā)生改變時(shí)，由受光元件52接收到的反射光的亮度L是如何改變的。
圖7為示出上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線圖。
從圖7來看，很明顯，即使當(dāng)光學(xué)測定裝置30和測定對象37的測定面38之間的距離H發(fā)生改變時(shí)，受光元件52接收的反射光的亮度L在99附近近乎不變。因此，大家已經(jīng)知道，與現(xiàn)有技術(shù)中的光學(xué)測定裝置相比，本發(fā)明能夠減少距離變化的影響并且提高測定精度。
圖8說明了本發(fā)明的第二示范性實(shí)施例，其中，與第一示范性實(shí)施例相同的組成元件用相同的參考標(biāo)號來表示。在本實(shí)施例中，對光學(xué)測定裝置進(jìn)行配置，以對在圖像載體上形成的色調(diào)劑圖像和在紙上形成的圖像進(jìn)行測定。此外，光學(xué)測定裝置是只從一側(cè)進(jìn)行照射的45/0型。
如圖8中所示，對根據(jù)第二示范性實(shí)施例的圖像形成裝置進(jìn)行配置，以便在記錄介質(zhì)，即切成預(yù)定尺寸的紙12上，而不是長幅連續(xù)打印紙上形成圖像。此外，圖像形成裝置1具有光學(xué)測定裝置30，該光學(xué)測定裝置對在感光鼓6上、在顯影裝置10的下游、在作為圖像載體的感光鼓6的表面上形成的色調(diào)劑圖像進(jìn)行光學(xué)測定。此外，圖像形成裝置具有光學(xué)測定裝置30，該光學(xué)測定裝置對在紙12上形成的圖像進(jìn)行光學(xué)測定。
如圖9中所示，在光學(xué)測定裝置30中，僅在從光學(xué)測定裝置本體31傾斜45°的一側(cè)布置光源41和照射透鏡39，并且在光學(xué)測定裝置本體31的上側(cè)布置受光透鏡49和受光元件52。
此外，光學(xué)測定裝置30具有主光闌52和子光闌57，該主光闌通過照射透鏡39確定照射區(qū)53，該子光闌只在對應(yīng)于照射透鏡39的一側(cè)形成。依靠受光透鏡的測定區(qū)56由子光闌57或主光闌52的邊緣部54a來確定。
根據(jù)第二示范性實(shí)施例的光學(xué)測定裝置30包括一個(gè)光源41和受光元件52，因此其尺寸能夠得以減小。并且，能夠容易地將光學(xué)測定裝置30安裝在具有較小直徑的感光鼓6的周圍。
此外，在第二示范性實(shí)施例中，在從光學(xué)測定裝置本體31傾斜45°的位置布置光源，并且直接在測定對象的上方布置受光元件。然而，本發(fā)明并非局限于此。如圖10中所示，也可以直接在測定對象的上方(沿垂直方向)布置光源41，并且受光元件52可以是0/45型，即，將其布置在從光學(xué)測定裝置本體31傾斜45°的位置。
大家注意到，在這種情況下，子光闌57直接布置在測定對象的上方，并沿光源41的光軸與測定對象垂直。測定區(qū)56由子光闌57的下部和主光闌52的另一邊緣部54a來確定。
第二示范性實(shí)施例的所有其它結(jié)構(gòu)和效果與第一示范性實(shí)施例相同，將省去其說明。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，一種光學(xué)測定裝置，其以非接觸狀態(tài)測定物體的光學(xué)特性。所述光學(xué)測定裝置包括光源，其對物體表面進(jìn)行照射；受光器，其接收從所述物體表面反射的光束；以及光調(diào)整部件，其調(diào)整照射到所述物體表面上的照射光束和從所述物體表面反射的反射光束。其中，所述光調(diào)整部件包括第一光調(diào)整部件和第二光調(diào)整部件，所述第一光調(diào)整部件確定對于所述物體表面的照射區(qū)和反射區(qū)中的至少一個(gè)，所述第二光調(diào)整部件在所述物體表面上確定這樣的區(qū)域即，對由所述物體表面反射并且入射到所述受光器上的反射光束進(jìn)行測定的區(qū)域。
所述第一光調(diào)整部件可以由平行于所述物體表面而設(shè)置的平板狀部件形成；以及所述第一光調(diào)整部件可以具有遮蔽部分和開口部分，所述遮蔽部分遮蔽照射光束和反射光束中至少一個(gè)光束的一部分，所述開口部分使照射光束和反射光束中至少一個(gè)光束的一部分通過。
第二光調(diào)整部件可以由薄平板狀部件形成，所述薄平板狀部件大致與來自于所述光源的照射光束的光軸平行地設(shè)置。
所述光學(xué)測定裝置還可以具有多個(gè)光源；以及多個(gè)第二光調(diào)整部件，其數(shù)量與所述多個(gè)光源的數(shù)量相同。每個(gè)所述第二光調(diào)整部件由薄平板狀部件形成，所述薄平板狀部件大致與來自于每個(gè)所述光源的照射光束的光軸平行地設(shè)置。
所述第二光調(diào)整部件在物體表面?zhèn)鹊亩瞬靠梢晕挥谂c所述第一光調(diào)整部件在物體表面?zhèn)鹊奈恢么笾孪嗤奈恢谩?br> 所述光學(xué)測定裝置可以對所述物體表面的光密度和反射率中的至少一個(gè)進(jìn)行測定。
所述受光器可以包括分光器和受光元件。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方案，一種在記錄介質(zhì)上形成圖像的圖像形成裝置，包括圖像載體，其承載靜電潛像；顯影部分，其對所述圖像載體上的潛像進(jìn)行顯影以形成色調(diào)劑圖像；轉(zhuǎn)印部分，其將所述色調(diào)劑圖像轉(zhuǎn)印到所述記錄介質(zhì)上；定影部分，其對轉(zhuǎn)印到所述記錄介質(zhì)上的所述色調(diào)劑圖像進(jìn)行定影；以及光學(xué)測定部分，其以非接觸狀態(tài)對圖像的光學(xué)特性進(jìn)行測定，所述圖像包括定影在所述記錄介質(zhì)上的所述色調(diào)劑圖像。所述光學(xué)測定部分包括光源，其對包括所述色調(diào)劑圖像的圖像表面進(jìn)行照射；受光器，其接收從所述圖像表面反射的光束；以及光調(diào)整部件，其調(diào)整照射到所述圖像表面上的照射光束和從所述圖像表面反射的反射光束。所述光調(diào)整部件包括第一光調(diào)整部件和第二光調(diào)整部件，所述第一光調(diào)整部件確定對于所述圖像表面的照射區(qū)和反射區(qū)中的至少一個(gè)，所述第二光調(diào)整部件在所述圖像表面上確定這樣的區(qū)域即，對從所述圖像表面反射并且入射到所述受光器上的光束進(jìn)行測定的區(qū)域。
為了說明和描述的目的，給出本發(fā)明實(shí)施例的上述描述。其意圖并不是窮舉或?qū)⒈景l(fā)明限定為所披露的明確形式。顯而易見，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能作出許多變形和改變。選擇并描述這些實(shí)施例是為了更好地說明本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員能理解本發(fā)明的各種實(shí)施例，并且能利用適合于預(yù)期的特殊用途的各種變形。其意圖是由下列的權(quán)利要求和它們的等同替代來限定本
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)測定裝置，其以非接觸狀態(tài)測定物體的光學(xué)特性，所述光學(xué)測定裝置包括光源，其對物體表面進(jìn)行照射；受光器，其接收從所述物體表面反射的光束；以及光調(diào)整部件，其調(diào)整照射到所述物體表面上的照射光束和從所述物體表面反射的反射光束，其中，所述光調(diào)整部件包括第一光調(diào)整部件和第二光調(diào)整部件，所述第一光調(diào)整部件確定對于所述物體表面的照射區(qū)和反射區(qū)中的至少一個(gè)，所述第二光調(diào)整部件在所述物體表面上確定這樣的區(qū)域即，對由所述物體表面反射并且入射到所述受光器上的反射光束進(jìn)行測定的區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)測定裝置，其中，所述第一光調(diào)整部件由平行于所述物體表面而設(shè)置的平板狀部件形成；以及所述第一光調(diào)整部件具有遮蔽部分和開口部分，所述遮蔽部分遮蔽照射光束和反射光束中至少一個(gè)光束的一部分，所述開口部分使照射光束和反射光束中至少一個(gè)光束的一部分通過。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)測定裝置，其中，所述第二光調(diào)整部件由薄平板狀部件形成，所述薄平板狀部件大致與來自于所述光源的照射光束的光軸平行地設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)測定裝置，還包括多個(gè)光源；以及多個(gè)第二光調(diào)整部件，其數(shù)量與所述多個(gè)光源的數(shù)量相同，其中，每個(gè)所述第二光調(diào)整部件由薄平板狀部件形成，所述薄平板狀部件大致與來自于每個(gè)所述光源的照射光束的光軸平行地設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)測定裝置，其中，所述第二光調(diào)整部件在物體表面?zhèn)鹊亩瞬课挥谂c所述第一光調(diào)整部件在物體表面?zhèn)鹊奈恢么笾孪嗤奈恢谩?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)測定裝置，其中，所述光學(xué)測定裝置對所述物體表面的光密度和反射率中的至少一個(gè)進(jìn)行測定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)測定裝置，其中，所述受光器包括分光器和受光元件。
8.一種在記錄介質(zhì)上形成圖像的圖像形成裝置，包括圖像載體，其承載靜電潛像；顯影部分，其對所述圖像載體上的潛像進(jìn)行顯影以形成色調(diào)劑圖像；轉(zhuǎn)印部分，其將所述色調(diào)劑圖像轉(zhuǎn)印到所述記錄介質(zhì)上；定影部分，其對轉(zhuǎn)印到所述記錄介質(zhì)上的所述色調(diào)劑圖像進(jìn)行定影；以及光學(xué)測定部分，其以非接觸狀態(tài)對圖像的光學(xué)特性進(jìn)行測定，所述圖像包括定影在所述記錄介質(zhì)上的所述色調(diào)劑圖像，其中，所述光學(xué)測定部分包括光源，其對包括所述色調(diào)劑圖像的圖像表面進(jìn)行照射；受光器，其接收從所述圖像表面反射的光束；以及光調(diào)整部件，其調(diào)整照射到所述圖像表面上的照射光束和從所述圖像表面反射的反射光束，其中，所述光調(diào)整部件包括第一光調(diào)整部件和第二光調(diào)整部件，所述第一光調(diào)整部件確定對于所述圖像表面的照射區(qū)和反射區(qū)中的至少一個(gè)，所述第二光調(diào)整部件在所述圖像表面上確定這樣的區(qū)域即，對從所述圖像表面反射并且入射到所述受光器上的光束進(jìn)行測定的區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明公開一種光學(xué)測定裝置，其以非接觸狀態(tài)測定物體的光學(xué)特性。所述光學(xué)測定裝置包括光源，其對物體表面進(jìn)行照射；受光器，其接收從所述物體表面反射的光束；以及光調(diào)整部件，其調(diào)整照射到所述物體表面上的照射光束和從所述物體表面反射的反射光束。其中，所述光調(diào)整部件包括第一光調(diào)整部件和第二光調(diào)整部件，所述第一光調(diào)整部件確定對于所述物體表面的照射區(qū)和反射區(qū)中的至少一個(gè)，所述第二光調(diào)整部件在所述物體表面上確定這樣的區(qū)域即，對由所述物體表面反射并且入射到所述受光器上的反射光束進(jìn)行測定的區(qū)域。
文檔編號G01J3/46GK1940530SQ20061007568
公開日2007年4月4日 申請日期2006年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月26日
發(fā)明者納浩史, 三瓶浩一 申請人:富士施樂株式會社