JP2000056581A - トナー濃度検出装置及びプログラムを記憶した記憶媒体及びデータを記憶した記憶媒体 - Google Patents

トナー濃度検出装置及びプログラムを記憶した記憶媒体及びデータを記憶した記憶媒体

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JP2000056581A
JP2000056581A JP10224737A JP22473798A JP2000056581A JP 2000056581 A JP2000056581 A JP 2000056581A JP 10224737 A JP10224737 A JP 10224737A JP 22473798 A JP22473798 A JP 22473798A JP 2000056581 A JP2000056581 A JP 2000056581A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体現像剤のトナー濃度をイオンによる影響
を受けることなく、精度よく検出する。 【解決手段】 液体現像剤Ｄを挟んで第一電極１と第二
電極２を対向配置する。始めに第一電源３の電圧を各電
極に印加し、一定時間経過後にスイッチＳＷ１、ＳＷ２
を切り替えて極性の異なる第二電源４の電圧を印加す
る。トナー濃度算出手段５は、切り替え後におけるトナ
ー粒子とイオンの移動速度の違いにより生じる電極間の
電流の変化を利用し、トナー粒子による電流値のピーク
値とトナー濃度との関係を示すテーブルを用いて液体現
像剤Ｄのトナー濃度を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、湿式現像方式によ
る電子写真複写機等の画像形成装置で用いられるトナー
濃度検出装置及びプログラムを記憶した記憶媒体に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】帯電したトナー粒子をキャリア液中に含
有した液体現像剤を用いた従来の画像形成プロセスにお
いては、キャリア液中のトナー粒子濃度やトナー粒子電
荷により画像品質が影響を受けるために、液体現像剤中
のトナー粒子濃度を安定的に保持することが必要であ
る。そのために、液体現像剤の光透過率や電気伝導性を
検出することでによりトナー濃度を管理制御すること
が、例えば特願平９−２１４４５５号等により提案され
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光透過
率を検出して行う方法では、光学窓の汚れ、カラー対応
性への問題がある。また、電気伝導性検出による方法で
は、トナー粒子以外のイオン（カウンタイオンやエクセ
スイオン）の影響があるため、その影響をいかに除去あ
るいは低減させて、トナー粒子のみによる電気伝導特性
を把握するかが大きな問題であった。
【０００４】本発明は、上記の問題を解決するために成
されたもので、帯電したトナー粒子をキャリア液中に含
有した液体現像剤のトナー濃度を、液体現像剤を挟んで
対向した電極間によって形成される電界方向を切り替え
ることによって、イオンの影響を低減して的確に測定す
るトナー濃度検出装置及びプログラムを記憶した記憶媒
体及びデータを記憶した記憶媒体を提供することを目的
としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によるトナー濃度検出装置においては、液
体現像剤を挟んで対向配置された第１の電極及び第２の
電極と、第１の電極及び第２の電極に電圧を印加する電
源と、電源の極性を切り替える切り替え手段と、第１の
電極及び第２の電極に電圧を印加した後、電源の極性を
切り替えた後における第１の電極及び第２の電極間に流
れる電流を検出する検出手段と、検出された電流値に基
づいて液体現像剤のトナー濃度を算出する算出手段とを
設けている。
【０００６】また、本発明による記憶媒体においては、
液体現像剤を挟んで対向配置された第１の電極及び第２
の電極に電源からの電圧を印加する処理と、電圧を印加
した後、電源の極性を切り替える処理と、切り替え後に
おける第１の電極及び第２の電極間に流れる電流を検出
する処理と、検出された電流値に基づいて液体現像剤の
トナー濃度を算出する処理とを実行するためのプログラ
ムを記憶している。
【０００７】また、トナー濃度検出装置及び記憶媒体に
おいては、トナー濃度とトナー粒子による電流値との関
係を示すテーブルを用いて算出を行うようにしてよく、
あるいは検出された電流値の変化部分におけるピーク
値、又はこのピーク値に至る変化から算出を行うように
してよい。あるいは検出された電流値の変化部分におけ
る切り替えからピーク値に至る時間から算出を行うよう
にしてもよい。さらに、検出された電流値の変化部分に
おけるイオンによる電流値との関係から算出を行うよう
にしてもよい。
【０００８】また、第１の電極及び第２の電極が回転円
筒型電極に構成されると共に、回転円筒型電極の表面を
洗浄するクリーナを設けてもよい。
【０００９】また、本発明による他の記憶媒体において
は、液体現像剤のトナー濃度と、液体現像剤を挟んで対
向配置された第１の電極及び第２の電極間を流れるトナ
ー粒子による電流値との関係を示すテーブルを構成する
データを記憶している。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
と共に説明する。図１に本発明の第１の実施の形態によ
るトナー濃度検出装置を示す。図１において、トナー濃
度検出装置には、液体現像剤Ｄを介して対向配置された
第一電極１と第二電極２が設けられている。また、液体
現像剤Ｄに電界を付与するための、第一電極１及び第二
電極２に接続され互いに出力極性が異なる第一電源３と
第二電源４が設けられると共に、第一電源３と第二電源
４とを切り替え接続するスイッチＳＷ１、ＳＷ２が設け
られている。さらに、第二電極２に流れ込む電流値を検
出する電流計Ａと、電流計Ａの検出結果に基づいて液体
現像剤Ｄのトナー濃度を算出するトナー濃度算出手段５
とが設けられている。
【００１１】次に上記構成による動作について説明す
る。帯電したトナー粒子をキャリア液中に含有した液体
現像剤では、帯電電荷としてのトナー粒子の他に、電荷
制御剤によるカウンタイオンやエクセスイオンが存在す
る。カウンタイオンは、トナー粒子の帯電極性に対して
逆極性を有するイオンであり、エクセスイオンはトナー
粒子と同極性を有するイオンである。ここでは、トナー
粒子がプラスに帯電している液体現像剤Ｄの場合につい
て説明する。
【００１２】始めにスイッチＳＷ１、ＳＷ２により、第
一電極１及び第二電極２には第一電源３が接続され、出
力電圧が印加される。これにより、第二電極２から第一
電極１に向けて電界が形成される。この結果、プラスの
トナー粒子及びエクセスイオンは第一電極１の方向へ移
動し、カウンタイオンは第二電極２の方向へ移動する。
この状態を図３（ａ）に示す。
【００１３】次に一定時間後、スイッチＳＷ１、ＳＷ２
を同時に切り替えて第一電極１及び第二電極２に第二電
源４を接続し、出力電圧を印加する。これによって第一
電極１と第二電極２との間で形成されていた電界の向き
が反転し、第一電極１側にあったプラスのトナー粒子お
よびエクセスイオンは第二電極２側へ移動し、一方第二
電極２側にあったカウンタイオンは第一電極１の方向へ
移動することになる。この状態を図３（ｂ）に示す。
【００１４】これら一連の挙動において、電流計Ａで
は、図２のような電流値変化が検出される。すなわち、
始めに液体現像剤Ｄに対して第一電源３による電界が印
加されたときは、両電極間にはトナー粒子やカウンタイ
オン、エクセスイオンが均一に分布しているため、検出
される電流値にはトナー粒子とイオンの区別はなく、両
方の要因による電流値が検出される。この過程でトナー
粒子は、片側電極（ここでは第一電極１）に寄せられる
ことになって、図３（ａ）のように電極間のトナー粒子
の分布は均一ではなくなっている。
【００１５】そこで電界の向きを反転すると、トナー粒
子、および両イオンが反対の電極側へと移動するが、イ
オンとトナー粒子とでは移動速度が異なるため、検出さ
れる電流値には、イオンによるものと、トナー粒子によ
るものとが別れて検出されることになる。通常イオンの
移動速度が速く、トナー粒子の移動速度が遅いので、先
にイオンによる電流値が検出され、続いてトナー粒子に
よる電流値が検出されることになる。
【００１６】図４（ａ）（ｂ）は、電界反転後以降での
両電極間でのトナー粒子および両イオン（エクセスイオ
ンとカウンタイオン）の挙動を模式的に示している。
【００１７】上記検出された電流値（あるいは電流値変
化）の情報は、トナー濃度算出手段５に送られ、トナー
粒子による電流値とされる部分が、あらかじめ作成され
ているテーブル（トナー濃度とトナー粒子による電流値
との関係）と照合されることで、イオンの影響のない現
在の液体現像剤Ｄのトナー濃度を高い精度で算出するこ
とができる。
【００１８】図５は、本発明の第２の実施の形態による
トナー濃度検出装置を示す。本実施の形態においては、
第１の実施の形態において略板状であった第一電極１と
第二電極２が、第一回転円筒型電極１１と第二回転円筒
型電極１２とになっている。さらに、両回転円筒型電極
１１、１２の電極表面をクリーニングするブレードＢ
１、Ｂ２が配設されている。他の部分の構成は図１と同
様である。
【００１９】本実施の形態によれば、両電極１１、１２
を回転円筒型とし、クリーナとしてのブレードＢ１、Ｂ
２を設けたことにより、電極表面に付着するトナー粒子
を除去しながら、連続してトナー粒子濃度を検出するこ
とができる。トナー粒子が電極表面に付着する力として
は、静電気力以外に、例えばファンデルワールス力や鏡
像力があり、逆電界を印加しても完全には電極に付着し
たトナー粒子を除去することができないために、ブレー
ドによるクリーニングを行うことにより、さらに精度の
高い検出を行うことができる。
【００２０】尚、先に示した図２の電流値変化からトナ
ー粒子濃度を算出する方法であるが、トナー粒子による
電流値変化の部分において、ピーク電流から求める方
法、ピーク電流値に至る変化（傾き）から求める方
法、反転電界印加からピーク値を示した時間から求め
る方法、イオンによる電流値との関係（両ピーク値の
差、両ピーク値を示した時間差）から求める方法等があ
る。
【００２１】また、図１、図５の構成をＣＰＵやメモリ
等からなるコンピュータシテムで実現する場合、メモリ
は本発明による記憶媒体を構成する。記憶媒体には、前
述した処理を実行するためのプログラムが記憶される。
記憶媒体としては、半導体メモリ、光ディスク、光磁気
ディスク、磁気媒体等を用いることができる。
【００２２】さらに、トナー濃度算出手段５が用いるト
ナー濃度とトナー粒子による電流値との関係を記載した
テーブルを格納する記憶媒体も、本発明によるデータを
記憶した記憶媒体を構成する。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一組の電極を用い印加する電源の極性を切り替えるだけ
で、電流値検出による方法でありながら、イオンの影響
を大幅に低減でき、トナー粒子濃度に関する精度の高い
情報を得ることができる。
【００２４】また、従来からある電極板と電源を利用で
き、新規なハード設計変更をほとんど行うことなく、構
造も簡単で小型に構成できるため、装置内にも容易に配
設できると共に、低コストで実現できる。実際には、電
極間距離が例えば０．５〜３ｍｍ程度なので、電界切り
替えがあっても検出に時間を要せず、短時間で検出を行
うことができる。もちろんカラー現像剤においても、各
色で調整を必要とせず、取り付けることにより使用する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるトナー濃度検
出装置を示す構成図である。
【図２】電極間の電流値の変化を示す特性図である。
【図３】電界の反転前と反転直後のトナー粒子とイオン
の移動を説明するための構成図である。
【図４】電界の反転後のトナー粒子とイオンの移動を説
明するための構成図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態によるトナー濃度検
出装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 第一電極 ２ 第二電極 ３ 第一電源 ４ 第二電源 ５ トナー濃度算出手段 ＳＷ１、ＳＷ２ スイッチ Ａ 電流計 Ｄ 液体現像剤 １１ 第一回転円筒型電極 １２ 第二回転円筒型電極 Ｂ１、Ｂ２ ブレード
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年６月４日（１９９９．６．４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によるトナー濃度検出装置においては、液
体現像剤を挟んで対向配置された第１の電極及び第２の
電極と、第１の電極及び第２の電極に電圧を印加する電
源と、第１の電極及び第２の電極に電圧を所定時間印加
した後、電源の極性を切り替える切り替え手段と、電源
の極性を切り替えた後における第１の電極及び第２の電
極間に流れる電流を検出する検出手段と、検出された電
流値に基づいて液体現像剤のトナー濃度を算出する算出
手段とを設けている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】また、本発明による記憶媒体においては、
液体現像剤を挟んで対向配置された第１の電極及び第２
の電極に電源からの電圧を所定時間印加する処理と、電
圧を印加した後、電源の極性を切り替える処理と、切り
替え後における第１の電極及び第２の電極間に流れる電
流を検出する処理と、検出された電流値に基づいて液体
現像剤のトナー濃度を算出する処理とを実行するための
プログラムを記憶している。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年９月１３日（１９９９．９．１
３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によるトナー濃度検出装置においては、そ
れぞれの電極面が液体現像剤を挟んで対向配置された第
１の電極及び第２の電極と、第１の電極及び第２の電極
に電圧を印加する電源と、第１の電極及び第２の電極に
電圧を所定時間印加した後、電源の極性を切り替える切
り替え手段と、電源の極性を切り替えた後における第１
の電極及び第２の電極間に流れる電流を検出する検出手
段と、電源の極性の切り替え毎に検出される電流値に基
づいて、１つ以上の電流値より液体現像剤のトナー濃度
を算出する算出手段とを設けている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】また、本発明による記憶媒体においては、
それぞれの電極面が液体現像剤を挟んで対向配置された
第１の電極及び第２の電極に電源からの電圧を所定時間
印加する処理と、電圧を印加した後、電源の極性を切り
替える処理と、切り替え後における第１の電極及び第２
の電極間に流れる電流を検出する処理と、電源の極性の
切り替え毎に検出される電流値に基づいて、１つ以上の
電流値より液体現像剤のトナー濃度を算出する算出処理
とを実行するためのプログラムを記憶している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】また、本発明による他の記憶装置において
は、液体現像剤のトナー濃度と、液体現像剤を挟んで対
向配置された第１の電極及び第２の電極に印加される電
源の極性を切り替えることにより、第１の電極と該第２
の電極との電極間に流れるトナー粒子による電流値との
関係を示すテーブルを構成するデータを記憶している。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液体現像剤を挟んで対向配置された第１
    の電極及び第２の電極と、 前記第１の電極及び前記第２の電極に電圧を印加する電
    源と、 前記電源の極性を切り替える切り替え手段と、 前記第１の電極及び前記第２の電極に電圧を印加した
    後、前記電源の極性を切り替えた後における前記第１の
    電極及び前記第２の電極間に流れる電流を検出する検出
    手段と、 前記検出された電流値に基づいて前記液体現像剤のトナ
    ー濃度を算出する算出手段とを設けたことを特徴とする
    トナー濃度検出装置。
  2. 【請求項２】 前記算出手段は、トナー濃度とトナー粒
    子による電流値との関係を示すテーブルを用いて前記算
    出を行うことを特徴とする請求項１記載のトナー濃度検
    出装置。
  3. 【請求項３】 前記算出手段は、前記検出された電流値
    の変化部分におけるピーク値から前記算出を行うことを
    特徴とする請求項１記載のトナー濃度検出装置。
  4. 【請求項４】 前記算出手段は、前記検出された電流値
    の変化部分におけるピーク値に至る変化から前記算出を
    行うことを特徴とする請求項１記載のトナー濃度検出装
    置。
  5. 【請求項５】 前記算出手段は、前記検出された電流値
    の変化部分における前記切り替えからピーク値に至る時
    間から前記算出を行うことを特徴とする請求項１記載の
    トナー濃度検出装置。
  6. 【請求項６】 前記算出手段は、前記検出された電流値
    の変化部分におけるイオンによる電流値との関係から前
    記算出を行うことを特徴とする請求項１記載のトナー濃
    度検出装置。
  7. 【請求項７】 前記第１の電極及び前記第２の電極が回
    転円筒型電極に構成されると共に、該回転円筒型電極の
    表面を洗浄するクリーナを設けたことを特徴とする請求
    項１記載のトナー濃度検出装置。
  8. 【請求項８】 液体現像剤を挟んで対向配置された第１
    の電極及び第２の電極に電源からの電圧を印加する処理
    と、 前記電圧を印加した後、前記電源の極性を切り替える処
    理と、 前記切り替え後における前記第１の電極及び前記第２の
    電極間に流れる電流を検出する処理と、 前記検出された電流値に基づいて前記液体現像剤のトナ
    ー濃度を算出する算出処理とを実行するためのプログラ
    ムを記憶した記憶媒体。
  9. 【請求項９】 前記算出処理は、トナー濃度とトナー粒
    子による電流値との関係を示すテーブルを用いて前記算
    出を行うことを特徴とする請求項８記載のプログラムを
    記憶した記憶媒体。
  10. 【請求項１０】 前記算出処理は、前記検出された電流
    値の変化部分におけるピーク値から前記算出を行うこと
    を特徴とする請求項８記載のプログラムを記憶した記憶
    媒体。
  11. 【請求項１１】 前記算出処理は、前記検出された電流
    値の変化部分におけるピーク値に至る変化から前記算出
    を行うことを特徴とする請求項８記載のプログラムを記
    憶した記憶媒体。
  12. 【請求項１２】 前記算出処理は、前記検出された電流
    値の変化部分における前記切り替えからピーク値に至る
    時間から前記算出を行うことを特徴とする請求項８記載
    のプログラムを記憶した記憶媒体。
  13. 【請求項１３】 前記算出処理は、前記検出された電流
    値の変化部分におけるイオンによる電流値との関係から
    前記算出を行うことを特徴とする請求項８記載のプログ
    ラムを記憶した記憶媒体。
  14. 【請求項１４】 液体現像剤のトナー濃度と、前記液体
    現像剤を挟んで対向配置された第１の電極及び第２の電
    極間を流れるトナー粒子による電流値との関係を示すテ
    ーブルを構成するデータを記憶した記憶媒体。
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