(57)【要約】【課題】正確で再現性があり従って計測可能で予測性のある結果が得られ、人間の視覚では見つけることができない単独微細粒子を検出できる漏出粒子検出システムを提供する。【解決手段】面１７上の清浄部分によって反射された平行光の量及びその面１７上にある粒子によって反射された平行光の量を計測することによって、略平滑面１７上の漏出粒子を検出する方法及び装置であり、この方法及び装置においてはＤＶＤ用やＣＤ用のそれと同様の光ピックアップ１０を使用できる。これにより窪み欠陥も検出できる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子のない清浄部分を有する面上にあり、外形のある１個又は複数個の粒子を検出する方法であって、
平行光を上記清浄部分に合焦させるステップと、
この清浄部分からの反射信号の強度をセンサにより計測するステップと、
粒子に当たるまで、上記光の合焦位置を上記面に対して横断的に動かすステップと、
この粒子からの反射信号の強度をセンサにより計測するステップと、
上記清浄部分からの反射信号の強度と上記粒子からの反射信号の強度とを比較するステップと、
この比較の結果に基づき上記粒子の存在を判別するステップと、
を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、略平滑反射面上に散在している小粒子乃至微細粒子を光反射ピックアップユニットを用いて検出する技術に関する。本発明は、例えば、表面清掃工程にて電子写真画像形成面から除去し損ねたトナー粒子を光ピックアップユニットを用いて検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
略平滑面から塵埃その他の微細粒子を周期的に除去する工程は、多くの製造プロセスや画像形成プロセスにおいて必要とされている。例えば、これに限られるものではないが、容器、管、型、枠等を含め保持、処理、整形、転写等のための各種器具、特にクリーンルーム環境や画像形成、精製、浄化等のため漏出粒子除去が重視される環境にて使用される器具を、清掃する工程である。そのために用いられる一次清掃システムが十分効果的で十分な清掃を行えるものであればよいが、そうとも言い切れない場合もあるし、清掃システムには経時劣化も生じ得るし、清掃システム自体使用されないこともある。従って、その器具の表面のうち次回使用中又はそれに先立って清浄にすることが望ましい略平滑面については、その面上に残留している漏出粒子を検知計測でき正確で繰り返し使用できるシステムを採用することが、有用である。
【０００３】
電子写真プリンタ等の静電画像形成システムにおいても前段落に記載した如き状況が生じ得る。昨今のトナーは約４〜約２０μｍのサイズを有しており、このトナーによってドラム、ベルトその他の帯電画像形成面上に形成された画像がコピーシート上に転写されるのであるが、その際のトナー転写については完全とはいかないことが知られている。一次清掃システムは画像形成後工程にて用いられ画像形成面を再帯電及び再使用できるようにするシステムであり、中でも本件技術分野において知られているものは一般にブラシ、ブレード又はその組合せによって構成されている。この種の清掃システムについては、経時劣化するため定期的に交換する必要があることが知られているが、仮に清掃能力劣化が生じていなくても、この清掃システムをかいくぐる漏出粒子はときとして発生する。
【０００４】
新規プリンタについて保守予定スケジュールを作成する際には、通常、数千枚に及ぶ画像形成を通じ、一次清掃システムの劣化速度を統計的に導出し、また予防的な保守を行うべき時点を予想する。現行の清掃システム劣化検出方法は、概略、清掃し損ねた漏出トナー又はデブリ（ｄｅｂｒｉｓ）の量が非許容水準に達したかどうかを調べるため人間がコピーシート又は画像形成面を精査する工程か、テープ、清掃液、真空吸引、適切に荷電されたローラ等により清掃後に画像形成面から漏出トナー又はデブリを除去しその量を精査する工程を、含んでいる。散在している小さな実体の量を計測する能力が人間には備わっていないため、面上の漏出トナー及びデブリを精査する方法にしても、また除去した漏出トナー及びデブリを精査する方法にしても、不正確でありまた再現性に欠けるのであるが、試行及び精査を繰り返せば、利用したい清掃システムについて劣化特性を計測することができる。しかしながら、清掃結果が非許容水準に至っているかどうかの判別に関わる統計的偏差が大きいため、仮に計測値がより良好で清掃計測結果における統計的偏差がより小さいとした場合に比べると、最終的に作成される保守スケジュールによる清掃素子交換／修理要請時点が幾分早めになる傾向がある。
【０００５】
売り手の手を離れ常用が開始されたプリンタについては、保守担当者及びオペレータにより、上述した手法と同様の手法によって清掃効果がモニタされる。コピーシート又は画像形成面上に残っているトナー及びデブリやテープその他の除去手段により除去されたトナー及びデブリの計測は、そもそもが不正確で再現性のないものであるため、実際のところ、こういった清掃効果モニタ結果に基づく清掃素子の交換はしばしば高すぎる又は低すぎる頻度で行われることとなり、結果として保守コストが嵩み又は画像品質が不必要に貧弱となってしまう。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６０６９６２４号明細書
【特許文献２】米国特許第５６８７２９７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、正確で再現性があり従って計測可能で予測性のある結果をもたらす漏出粒子検出システムが、求められている。また、人間の目による視覚では見つけることができないものを含めそのサイズが約１〜数十μｍの範囲に属する単独粒子を検出できるシステムが、求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ここに、本発明の一実施形態に係る方法は、粒子のない清浄部分を有する面上にあり外形のある１個又は複数個の粒子を検出する方法であって、平行光を上記清浄部分に合焦させるステップと、この清浄部分からの反射信号の強度をセンサにより計測するステップと、粒子に当たるまで上記光の合焦位置を上記面に対して横断的に動かすステップと、この粒子からの反射信号の強度をセンサにより計測するステップと、上記清浄部分からの反射信号の強度と上記粒子からの反射信号の強度とを比較するステップと、この比較の結果に基づき上記粒子の存在を判別するステップと、を有するものである。
【０００９】
好適な態様では、合焦光のスポット径は、被検出物（粒子）の直径の３倍以下である。より望ましくはスポット径は６０μｍ以下、より望ましくはスポット径は２０μｍ以下、より望ましくは１０μｍ以下である。平行光の光源およびセンサは、線形配列（linear array）や、領域配列（area array）されていることが望ましい。光の波長は、約６５５＋５，−１５であることが望ましい。また、較正のために清浄部分からの反射光強度測定を繰り返し行うことが望ましい。
【００１０】
本発明の他の実施形態に係る方法は、窪み欠陥のない清浄部分を有する面上にあり外形のある１個又は複数個の窪み欠陥を検出する方法であって、平行光を上記清浄部分に合焦させるステップと、この清浄部分からの反射信号の強度をセンサにより計測するステップと、窪み欠陥に当たるまで上記光の合焦位置を上記面に対して横断的に動かすステップと、この窪み欠陥からの反射信号の強度をセンサにより計測するステップと、上記清浄部分からの反射信号の強度と上記窪み欠陥からの反射信号の強度とを比較するステップと、この比較の結果に基づき上記窪み欠陥の存在を判別するステップと、を有するものである。
【００１１】
本発明の更に他の実施形態に係る装置は、粒子のない清浄部分を有する面上にある粒子を検出する装置であって、個々の光源からの光が上記面上にスポット状に合焦する複数個の平行光源と、それぞれ対応する光源からの光に対する上記面からの反射信号を検出する複数個のセンサと、を備え、上記粒子よりも上記清浄部分の方が上記センサへと多くの光を反射する装置である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
上述したように、本発明の実施形態には、これに限られるものではないが、画像形成業界や高品位光学ガラス製造、薬品、半導体等の業界を含め、略平滑面上にある（準）微細粒子の検出が望まれている業界において、広範に亘る用途がある。そこで、本発明の実施形態及び利用形態の一例として、電子写真プリンタにて有用な実施形態について説明する。
【００１３】
本発明の一実施形態を組み込める電子システムとしては、例えば、印刷、複写、走査、ファックス等のサービスに係る機能を有する多機能プリンタがある。この種の多機能プリンタは本件技術分野にて周知であり、例えばその印刷エンジンとしてインクジェット、電子写真その他の方式による画像形成装置を備えている。そのうち電子写真画像形成の一般原理は本件技術分野における習熟者（以下「当業者」）の多くにとり周知である。概略をいうと、電子写真複製プロセスにおいては、まず、フォトレセプタ部材を実質均一に帯電させる。続いて、文書原本の光画像に対しこの帯電フォトレセプタ部材を露出する。帯電フォトレセプタ部材を光画像に対し露出させると、その光導電表層のうち画像原本中の非画像部分に対応する部分から電荷が逃げていき、反面、画像部分に対応する部分には電荷が残ることとなる。これによって、文書原本に対する静電潜像がフォトレセプタ部材上に形成される。続いて、この潜像は、帯電している現像素材を光導電表層上に堆積させる工程、例えばフォトレセプタ部材上の帯電部分即ち画像部分に吸着させる工程によって、現像されて可視像となる。その後、現像素材はフォトレセプタ部材からコピーシート等の画像担持媒体へと転写される。画像をこの画像担持媒体上に永久的に固着すれば、文書原本の複製物が得られる。このプロセスの最終段階では、次回画像形成サイクルを始める準備として、フォトレセプタ部材の光導電表層が清掃され、あらゆる残留現像素材がそこから除去される。
【００１４】
上述した周知の静電写真複製プロセスは、ディジタル複写及びディジタル印刷だけでなく原本からの光レンズ複写においても有用である。こういった用途の多くにおいては、レンズ、レーザ乃至ＬＥＤからの光子がフォトレセプタにぶつかった箇所から電荷が放出され画像形成部材上に潜像が形成されるよう、上述したプロセスが実行される。印刷プロセスにて常用され非帯電部分上のトナーが現像されるシステムはＤＡＤ又はライトブラックシステムとして知られており、光レンズによる画像生成システムにて常用され帯電部分上のトナーが現像されるシステムはＣＡＤ又はライトホワイトシステムとして知られている。本発明の実施形態は、ＤＡＤシステム及びＣＡＤシステムの何れにも適用できる。静電写真画像形成技術は非常に周知であるのでこれ以上の説明は不要であろうが、参考としては、この参照を以て本願に繰り入れられるところの特許文献１及び２等を参照されたい。特許文献１はＤａｓｈ  ｅｔ  ａｌ．に、また特許文献２はＣｏｏｎａｎ  ｅｔ  ａｌ．に、それぞれ付与された米国特許に係る文献である。
【００１５】
図１に、本発明の一実施形態に係る検出器システムを模式的に示す。本実施形態にて使用している光ピックアップ(Optical PickUp:ＯＰＵ)ユニットは、ＤＶＤ、ＣＤ、光ディスク及びこれに類似した用途において普通に使用できるものであり、この種のＯＰＵユニットは、オランダに本拠地を置くＰｈｉｌｉｐｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎや日本に本拠地を置くソニー、三洋電機を初めとする数多くの製造業者／供給業者によって、音響／エンターテインメント業界向けに製造／供給されている（「Ｐｈｉｌｉｐｓ」「ソニー」「三洋電機」は商号乃至商標である）。こういった装置は本件技術分野においては周知であるので、ここでは概略説明にとどめる。普通のＤＶＤプレーヤやＣＤプレーヤにおいては、この種の装置は、光学的に暗いスポットに散在しており信号を強く反射する部分を検出するのに、或いは検出器に対してほとんど信号を反射してこない実体的に刻まれたピットを検出するのに、使用されている。
【００１６】
図１に示すＯＰＵユニット１０は、図示しない可動キャリッジその他、計測対象面１７を横断できる装置上に実装されている。ＯＰＵユニット１０はレーザダイオードユニット１１を備えており、このレーザダイオードユニット１１からは３本のビームを有するレーザビームが放射される。このレーザビームの波長は、ＯＰＵユニット１０として通常のＣＤ用ＯＰＵユニットを用いた場合は７９０＋１０，−１５ｎｍ、ＤＶＤ用のブルーレーザＯＰＵユニットを用いた場合は通常は６５５＋５，−１０ｎｍである。外寄りのビームａ及びｃは、主として、ＯＰＵユニット１０による計測対象面横断経路をトラッキングするのに用いられる。更に、回析格子１２は各ビームをスプリットして指向性を与え、偏光スクリーン１３は各ビームを偏光させる。各ビームは転向鏡１４に当たってコリメーティングレンズ１５方向へと反射する。合焦ユニット１６は、電磁石によってその対物レンズを調節しビーム焦点位置を制御する。後に述べるように、焦点位置はビームａ、ｂ及びｃに係る読取出力に基づいて能動的に管理されている。ＯＰＵユニット１０の焦点位置の深さは、通常、ＯＰＵユニット１０としてＣＤ用ＯＰＵユニットを用いた場合は１．９μｍ近傍、ＤＶＤ用のブルーレーザＯＰＵユニットを用いた場合は０．８５μｍ近傍である。面１７上に合焦したビームａ、ｂ及びｃは反射して合焦ユニット１６を通り戻ってくる。このとき合焦ユニット１６はコリメーティングレンズとして機能し、翻ってコリメーティングレンズ１５はビームが単一点へと合焦し始める対物レンズとして機能する。ビームは更に偏光ビームスプリッタ１８により円柱面レンズ１９へと反射され、ついには円柱面レンズ１９によってフォトダイオード検出器アレイ乃至読取ユニット２０上に合焦される。
【００１７】
主ビームｂは、概略、フォトダイオード検出器アレイ２０の中心に合焦される。主ビームｂはデータ読取及び焦点制御に用いられるビームであり、このビームが面１７のうちの清浄部分に合焦しているときは、フォトダイオード検出器アレイ２０による読取出力は、計測上、非合焦時に比べ強い信号となる。ここに、面１７の大部分が平滑であるため、実装先平滑面１７をビームａ、ｂ及びｃに直交する方向に沿い走査する際、ＯＰＵユニット１０を搭載したキャリッジを短距離動かして合焦具合を変化させれば、焦点位置を使用フィールド中の最適深さへと迅速に校正できる。この最適フィールド深さにおいては、ビームｂに係る読取出力が最大になる。更に、ＯＰＵユニット１０による横断期間における信号値の大きな低下は、合焦状態が損なわれた場合か、或いは面１７上にある又は面１７の奥にある何物かによってビームｂが散乱され又はその焦点が外された場合に、生じる。用途にもよるが、キャリッジ横断中に焦点校正を繰り返し行い、フォトダイオード検出器アレイ２０により検出される信号を平均的に見て高いレベルに保持しなければならないこともあろう。また、ＤＶＤ又はＣＤにおけるトラッキングにて必要とされるビームａ及びｃは、本発明を実施するに当たり必須のものではないが、ＯＰＵユニット１０によりトラッキングを行う用途では重要とされ得る。更に、本発明は、ＯＰＵユニット１０を搬送するキャリッジの速度をビームａ及びｃを用い計算及び制御する形態でも、実施できる。キャリッジ速度は、ビームａ又はｃによる漏出粒子の検出とビームｂによる同粒子の検出との時刻差を計測することにより、計測できる。ビームａ及びｃは、主ビームｂによって受光したデータを強調するのにも使用できる。
【００１８】
図２に、トナー粒子等の漏出粒子を検出するに当たりＯＰＵユニット１０がどのように動作するかを、簡略化した模式的平面図により示す。この図には、フォトダイオード検出器アレイ２０についてのシナリオ１及び２が示されている。図中の文字ｆは調節可能型対物レンズ１６と画像形成面１７との間の焦点距離であり、ＯＰＵユニット１０が通常のＣＤ用ＯＰＵユニットであれば約２．９８ｍｍとなる。また、面１７は４層構造を有する光導電媒体、例えば光導電ドラムやエンドレスループの表層部分である。この４層構造のうちの最上層は、光導電媒体の電荷移送層(Charge Transport Layer:ＣＴＬ)であり、この層によって画像形成面１７に電荷が移送される。その隣の層は電荷発生層(Charge Generating Layer:ＣＧＬ)であり、この層では光に応じ電荷が発生する。その次の層は下地層(UnderCoat Layer:ＵＣＬ)であり、ＣＧＬ及びＣＴＬをその下の基層に対して絶縁している。基層はドラム型やエンドレスループ型の光導電体の多くに用い得る標準的な基層であり、アルミニウム等により形成されている。なお、光導電画像形成媒体では、通常、本件技術分野において周知の通り、以上列記した層その他の層が用いられる。本発明を説明するに当たりこれについて更なる説明を行う必要はなかろう。
【００１９】
図２中のシナリオ１においては、図１中のレーザダイオードユニット１１から放射されたビームｂが面１７上に合焦している。この場合何物も反射の邪魔乃至遮蔽物にならないため、ビームｂは面１７によってまっすぐに反射され図１に示した光学系を逆戻りしてフォトダイオード検出器アレイ２０上に達する。反射時にビームｂのうち幾分かが散乱するけれども、それらは通常は角度範囲Φ内に収まる。従って、フォトダイオード検出器アレイ２０における受光強度はそのゼロ点しきい値を上回る。図２中、フォトダイオード検出器アレイ２０の中央部に示されている円は、この正の反射信号を表している。（面１７が仮にＤＶＤの記録面であったとしたら、シナリオ１では、ビームｂの合焦位置には二進情報が何もない、と認識されるであろう。）これに対して、シナリオ２においては、ビームｂの反射強度が、トナー粒子等、面１７上にある粒子の影響を受ける。即ち、この粒子にビームｂが当たるとその粒子によってそのビームｂが散乱又は吸収されるため、フォトダイオード検出器アレイ２０は反射信号をほとんど或いは全く受光できず、その受光強度はそのゼロ点しきい値を上回るに至らない。反射信号の受光強度が十分でないため、フォトダイオード検出器アレイ２０の中央部は暗くなる。なお、本願における「粒子」とは、計測対象面１７上に存在し得るあらゆる異物乃至欠陥をいう。「粒子」には、これに限られるものではないが、デブリ、実体を持った粒子、繊維、汚れ、表面の山状部分、畝状部分等、計測対象面１７上にあってほしくない特徴的形状であって光を吸収し又は散乱させる出っ張ったものが、含まれる。本発明の実施形態は、また、ひっかき傷、彫り傷、ピット、谷状部分等、計測対象面１７上にあってほしくない特徴的形状であって光を吸収し又は散乱させるへこんだものの検出にも、使用できる。
【００２０】
図３は、フォトダイオード検出器アレイ２０の読取出力を示すグラフである。この読取出力は、その表面にトナーによる微小なストリークが散在しているものの同面の他の部分は清浄である光導電体（ドラム）を、その幅方向に沿い横切るよう、キャリッジを移動させつつ得たものである。所期の如く、清浄部分上を通過中のフォトダイオード検出器アレイ２０から受光する信号は必ず強く、トナーによるストリークにぶつかると受光信号は必ず弱くなる。通常、清浄部分（図中の「CLEAN」）からの信号はトナー存在部分（図中の「TONER」）からの信号に対して５倍を超える強度を有している。このように大きな信号強度差がある分、本検出器の信頼性は高められており、また清浄部分と粒子被覆部分とを正確に弁別する能力も強められている。このように明澄な信号強度差を得るのに最も良いのは、照光スポットを検出対象粒子の外形寸法に対して十分小さくし、光信号のうちのかなりの部分がその粒子により吸収又は散乱されるようにすることである。図３に示されているように清浄部分からの信号が邪魔物がある部分からの信号に対して５倍ほどにもなっていることからすれば、照光スポットのうち少なくとも約３０％が粒子外形によって覆い隠されていれば信号を好適に検出計測できる、といえるであろう。逆にいえば、光の合焦スポットサイズが検出対象粒子の外形寸法の約３倍未満である限り、粒子の検出計測が可能である。
【００２１】
試験的に確認されていることとしては、ＣＤ用又はＤＶＤ用に設計された光学系及びＯＰＵユニットを用いることによって、そのサイズが約４〜約２０μｍに亘る単独粒子を検出できる、ということがある。この約４〜約２０μｍというサイズは、昨今普通に用いられているトナー粒子のサイズである。自明なことに、このサイズよりも大きな粒子も検出可能である。また、使用するスポットのサイズは、２０μｍトナー粒子を検出するには約６０μｍ以下とすればよく、４μｍトナー粒子を検出するには約１２μｍ以下とすればよい。スポットサイズが小さければ小さいほどより小さい粒子を見分ける（解像する）ことができ、また小さなサイズのスポットであればそれを用いてそのスポットより遙かに大きい粒子を検出することもできる。更に、ＯＰＵユニット１０により形成するスポットは普通は円形を基本とするが、楕円形や不規則形のスポットを用いて本発明を実施してもよい。そういった非円形スポットにて最重要な寸法は、媒体走査方向を与える走査軸に対して交差乃至直交する方向の寸法である。また、スポットサイズは、７９０ｎｍ波長を使用する標準的なＣＤ用ＯＰＵユニットを用いれば約０．８６μｍを見分けられるほどに小さくなり、６５５ｎｍ波長を使用するＤＶＤ用ブルーＯＰＵユニットを用いれば約０．５μｍを見分けられるほどに小さくなる。面１７上のトナー又はデブリを見分けられるスポットのサイズ即ち解像度は、ｄ＝（２Ｍ２λ）／πＮＡ＝λ／２ＮＡなる式により見積もることができる。この式中、ｄは解像度（解像可能スポットサイズ）、λは使用波長、ＮＡは光学系の開口数(numerical aperture)の値である。この光学系における焦点深さは焦点深さ＝ｄ／ＮＡなる式により与えられる。
【００２２】
このように、レーザを用いた場合は解像可能スポットサイズが波長及び光学系性能の関数となる。但し、本発明を実施するのにレーザが必要とまではいえず、センサ（例えば図１中のフォトダイオード検出器アレイ２０）が適切に設計されていれば、どのような平行光源でも使用できる。非レーザ光源からは複数の波長成分が放射されるであろうが、その中でも（準）単色光源を用いるのが、光学系及びセンサ機器を単純化／簡素化する上で望ましい。適切に合焦させることができ且つ光を十分に強くすることができるのであれば、こういった多波長光学系でも目的動作を好適に実行できる。
【００２３】
面１７の平滑性及び反射性が高ければ高いほど、本発明による検出機能はより感度乃至感受性の高いものになるものと考えられたため、その粗さ計測値のうちＲａが約０．０１〜約０．２５μｍの範囲内にあり且つＲｙｍａｘが約０．２０〜約２μｍの範囲内にある複数の面について効果確認試験を行った。それにより肯定的な結果を得ることができた。ここにいうＲａとは面上にある不規則箇所の平均粗さセンターライン(average roughness centerline of irregularities)に関する測度であり、Ｒｙｍａｘとは当該不規則箇所のピーク対谷高最大値(maximum peak to valley height)に関する測度である。また、他の試験によって、ＯＰＵユニット１０を保持しているキャリッジが光導電面を横切って動いているときには焦点が外れたことを検出でき、またそれを粒子が存在している状態とは区別できることを、確認することができた。同様に、この光学系によって最上面１７上に合焦させることができ、また多層基板を図２に示したものと同様の別のものに置き換えても特に混乱なしに合焦させ得ることを、試験によって確認できた。そして、試験対象面をそれとほぼ同じ平滑性及び反射特性を有する別の面に置き換えて試験を行っても結果が再現されることを、試験によって確認できた。
【００２４】
計測対象面例えば図１中の面１７の反射率もまた、本発明の実効性に対する影響要因である。反射率とは入射ビーム光に対する反射ビーム光の比であり、反射率Ｒは次の式Ｒ＝［（ｎ１−ｎ２）／（ｎ１＋ｎ２）］２によって求めることができる。この式中、ｎ１は空気（光伝送媒体）の屈折率、ｎ２は反射面上に存在する物質の屈折率である。平均的なＣＤやＤＶＤの面は高度に反射性であるためその標準的なＯＰＵユニットにおけるレーザ出射光はそのパワーが約０．５ｍＷという弱い光ビームとされており、面１７として標準的なフォトレセプタを用いた実験においては、そのような低パワーの光放射でも信頼性ある反射信号を十分に得られることが、確かめられている。試験に用いたフォトレセプタ面の屈折率は約１．４〜約１．７の範囲に属する値を有していたから、その屈折率が約１．４を上回る素材であれば、標準的な５ｍＷレーザを備えておりまた現時点で市販されている標準的なＯＰＵユニットを用い本発明を実施するに当たり、好適に使用できるといえよう。面１７を構成する素材の屈折率が低ければ低いほど、本発明の実施形態はより好適に機能しまた所要光強度が高くなるであろう。
【００２５】
図４に、横断用キャリッジ３０上にＯＰＵユニット１０を１個実装した単純な実施形態を示す。この直立斜視図においては、キャリッジ３０によりＯＰＵユニット１０が光導電ドラム面１７上方の位置で保持されている。図中左側にあるのは読取出力用リボンケーブル３１である。キャリッジ３０を操り駆動する機構については図示していないが、当業者であれば容易に構成できるであろう。横断速度は用途によって違い、非常に高いこともあろう。例えば、ＤＶＤの周縁部におけるＯＰＵ対ＤＶＤ間速度実効値は、約１．２ｍ／ｓになることが知られている。
【００２６】
全幅粒子検出器の実施形態の一つは、高い横断速度を不要にした実施形態である。この実施形態においては、図４に示すように、高速横断を行う代わりに、キャリッジ３０の下方で回転させられるようドラム乃至エンドレスループが構成されている。この実施形態では、ドラム乃至エンドレスループが１回転するたびにキャリッジ３０を検出経路１本分の幅だけ進ませその場所で次回回転期間中にＯＰＵユニット１０により粒子計測を行い、粒子計測の後はキャリッジ３０を更に同じ距離だけ進ませる等々同様の動作を繰り返す。検出経路１本分の幅は例えば約１μｍであり、スポット差し渡し寸法に対して約１倍〜約２倍の範囲内とする。また、本発明の他の実施形態としては、図５に示すようにアレイ５０が形成されるよう複数個のＯＰＵユニット１０を配置し、所要幅をより迅速にカバーできるよう用いる実施形態がある。画像形成技術においてスキャナやライタやプリントヘッド用に用いられている幅広アレイ技術を使用すれば、それぞれ複数個のＯＰＵユニット１０を含み協働して精査対象面の全幅又は一部分をカバーする何個かの所望長のアレイ５０を、製造することができる。このようなリニアアレイ型の構成においてはＯＰＵユニット１０とＯＰＵユニット１０の間に隙間が生じるが、この隙間は、それらＯＰＵユニット１０を横断方向に動かすことによってカバーすることができる。例えば、８個のＯＰＵユニット１０がバーに沿って等間隔配置されておりまた精査すべき面が９インチの幅を有しているのであれば、各ＯＰＵユニット１０を１インチ動かすだけで面１７の全幅を計測対象とすることができる（但し１インチ＝２．５４×１０−２ｍ）。ＯＰＵユニット１０の個数が多くその隙間が狭いほど、横断距離／横断頻度は短く／低くなる。更に、複数個のＯＰＵユニット１０により全幅に亘るアレイを形成すれば、横断方向の移動はもはや必要でなくなる。また、本発明は、面１７の全体を同時走査可能なエリアアレイという形態で、実施することもできる。このエリアアレイは、当該アレイに対して面１７を動かす手段例えば可動キャリッジ上に実装することもできるし、実装しないこととすることもできる。そして、本発明は、ＯＰＵユニット１０による横断経路が、ドラム乃至エンドレスループの表面等の回転面を横切る螺旋状経路となる形態で、実施することもできる。
【００２７】
総じて、上述した本発明の実施形態によれば、略平滑面上にある粒子状汚濁物について、正確で再現性のある計測が可能になる。単独粒子でさえも自動的に計測できるというこの能力は、テープや真空で捕らえた粒子や画像欠陥を人の目で精査することが必要な現行手法に比べて、或いは人間の通常の視覚では容易に知覚できないほど小さい粒子を検出する他の現行手法に比べて、大きく前を行くものである。初期装置設計時及び実地動作時双方における静電写真関連粒子の検出を例とし、本発明の用途について説明したが、この他にも様々な用途があり得る。例えば、薬品業界、（光ファイバ等に関わる）高品位ガラス製造業界、半導体業界等、非破壊工程にて漏出粒子を検出することが肝要とされる産業である。
【００２８】
以上、特定の実施形態に関して説明を行ったが、これに対する代替物、修正物、変形物及び実質等価物であって現段階では予測されない又は予測できないものが、本発明の発明者を含め当業者によって提示されることもあろう。出願時の特許請求の範囲並びに今後提出され得る補正された特許請求の範囲は、そのような代替物、修正物、変形物、改良物及び実質等価物を包含することを、意図したものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来技術に係り本発明にて使用可能な光ピックアップユニットを示す模式的分解図である。
【図２】本発明の一実施形態による光導電画像形成媒体表面走査形態を示す模式的平面図である。
【図３】光導電画像形成媒体表面のうち清浄部分及びトナー被覆部分におけるフォトダイオードセンサアレイ読取出力例を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施形態、特に光導電ドラムを横断するキャリッジ上に光ピックアップユニットが実装されている実施形態を示す直立斜視図である。
【図５】本発明のリニアアレイ実施形態を示す直立斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  ＯＰＵ（光ピックアップ）ユニット、１６  合焦ユニット（調節可能型対物レンズ）、１７  計測対象面（画像形成面）、２０  フォトダイオード検出器アレイ（読取ユニット、センサ）、３０  横断用キャリッジ、ａ，ｂ，ｃ  ビーム。
【図１】
2006126191.tif 000003
【図２】
2006126191.tif 000004
【図３】
2006126191.tif 000005
【図４】
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【図５】
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