JP2002268391A

JP2002268391A - 現像液残量検知装置

Info

Publication number: JP2002268391A
Application number: JP2001067963A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Abe; 俊一阿部
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-03-12
Filing date: 2001-03-12
Publication date: 2002-09-18

Abstract

(57)【要約】【課題】現像液の粘性や現像液の温度に拘わりなく現
像液の残量を正確に検知することのできる現像液残量検
知装置を提供する。【解決手段】発光ダイオード６２と、この発光ダイオ
ード６２が発光する光を受光するホトトランジスタ６１
とを備え、このホトトランジスタ６１の受光量に基づい
て現像液の残量を検知する現像液残量検知装置であっ
て、発光ダイオード６２とホトトランジスタ６１とのど
ちらか一方を現像液４３中に没する位置に配置し、他方
を現像液中に没しない位置に配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、発光素子と、こ
の発光素子の光を受光する受光素子とを備え、この受光
素子の受光量に基づいて現像液の残量を検知する現像液
残量検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、現像液残量検知装置として
は、発光素子と受光素子とを備えたホトセンサを用いる
ホトセンサ式と、現像液にフロートを浮かべるフロート
式と、現像液に抵抗素子を浸す抵抗素子式等が知られて
いる。

【０００３】ホトセンサタイプの現像液残量検知装置で
は、発光素子と受光素子とを現像液中に配置し、現像液
があるときの受光センサの受光量と、現像液がなくなっ
たときの受光センサの受光量とを比較して現像液の残量
を検知するものである。

【０００４】フロートタイプの現像液残量検知装置で
は、現像液に浮かべたフロートの位置を検出して現像液
の残量を検知するものである。

【０００５】抵抗素子タイプの現像液残量検知装置で
は、抵抗素子に電流を流して発熱させておき、空気中の
放熱量と現像液中の放熱量との違いによって抵抗素子の
温度が異なり、この温度の違いによって抵抗素子の抵抗
値が変化することを利用して現像液の残量を検知するも
のである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ホトセンサ
式の現像液残量検知装置では、小型化を図るために発光
素子と受光素子との間の離間距離を小さく設定すると、
現像液の残量がゼロになっても現像液の粘性により発光
素子と受光素子との間にいつまでも現像液が存在してし
まい、残量を正確に検知することができなくなるという
問題があった。また、その離間距離を大きく設定して
も、粘性により発光素子の発光面や受光素子の受光面に
現像液が付着してしまうため、現像液の残量を正確に検
知することができなかった。

【０００７】フロート式の現像液残量検知装置では、現
像液の粘性によりフロートが側壁等に付着してしまい、
液面の上下動に追従しなくなってしまい、現像液の残量
を正確に検知することができないという問題があった。

【０００８】抵抗素子式の現像液残量検知装置にあって
は、モータやモータドライバ等の発熱により機内温度が
上昇し、この温度上昇により現像液の温度が上昇してし
まうと、空気中の放熱量と現像液中の放熱量との差がな
くなり、液面位置を正確に検知することができなくなる
という問題があった。

【０００９】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、その目的は、現像液の粘性や現像液の温度等に拘
わりなく現像液の残量を正確に検知することのできる現
像液残量検知装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、発光素子と、この発光素子が発
光する光を受光する受光素子とを備え、この受光素子の
受光量に基づいて現像液の残量を検知する現像液残量検
知装置であって、前記発光素子と受光素子のどちらか一
方を現像液中に没する位置に配置し、他方を現像液中に
没しない位置に配置したことを特徴とする。

【００１１】請求項２の発明は、前記受光素子の受光量
を補正する補正手段を設けたことを特徴とする。

【００１２】請求項３の発明は、前記補正手段は、現像
液を介在せずに前記発光素子の光を受光する補正用受光
素子と、この補正用受光素子の受光量に応じて受光素子
の受光量を補正する補正演算手段とを有することを特徴
とする。

【００１３】請求項４の発明は、前記補正用受光素子と
発光素子との間に発光素子の光を減衰させる減衰手段を
設けたことを特徴とする。

【００１４】請求項５の発明は、前記減衰手段は、発光
素子の光を１／１０以下に減衰することを特徴とする。

【００１５】請求項６の発明は、前記補正用受光素子の
受光量に基づいて発光素子の発光量を一定にすることを
特徴とする。

【００１６】請求項７の発明は、発光素子とこの発光素
子が発光する光を受光する受光素子とを有するホトセン
サを備え、このホトセンサの検知信号に基づいて現像液
の残量を検知する現像液残量検知装置であって、前記ホ
トセンサを複数備え、各ホトセンサの発光素子と受光素
子のどちらか一方を現像液中に没する位置に配置すると
ともに、現像液中に没する各素子の深さがそれぞれ異な
ることを特徴とする。

【００１７】請求項８の発明は、少なくとも１つの発光
素子と、この発光素子が発光する光を受光する複数の受
光素子とを備え、各受光素子の受光量に基づいて現像液
の残量を検知する現像液残量検知装置であって、前記複
数の受光素子を現像液中に没する位置に配置し、前記発
光素子を現像液中に没しない位置に配置し、現像液中に
没する各受光素子の深さがそれぞれ異なることを特徴と
する。

【００１８】請求項９の発明は、複数の発光素子と、こ
れら発光素子が発光する光を受光する少なくとも１つの
受光素子とを備えた現像液残量検知装置であって、前記
複数の発光素子を現像液中に没する位置に配置し、前記
受光素子を現像液中に没しない位置に配置し、現像液中
に没する各発光素子の深さがそれぞれ異なるとともに、
各発光素子の１つのみが点灯するように順番に点灯さ
せ、各発光素子の点灯時における受光素子の受光量に基
づいて現像液の残量を検知することを特徴とする。

【００１９】請求項１０の発明は、前記各受光素子は、
他の受光素子に遮られるないように発光素子の光が受光
できる位置に配置したことを特徴とする。

【００２０】請求項１１の発明は、前記各発光素子は、
受光素子が受光する光を他の発光素子が遮らないように
配置したことを特徴とする。

【００２１】請求項１２の発明は、前記各受光素子の向
きを受光量が最大となる方向にそれぞれ向けたことを特
徴とする。

【００２２】請求項１３の発明は、前記各発光素子の向
きを受光素子の受光量が最大となる方向にそれぞれ向け
たことを特徴とする。

【００２３】請求項１４の発明は、前記現像液は静電式
画像形成装置の現像液であることを特徴とする。

【００２４】

【作用】請求項１の発明によれば、発光素子と、この発
光素子が発光する光を受光する受光素子とを備え、この
受光素子の受光量に基づいて現像液の残量を検知する現
像液残量検知装置であって、前記発光素子と受光素子の
どちらか一方を現像液中に没する位置に配置し、他方を
現像液中に没しない位置に配置したものであるから、受
光素子と発光素子の両方を現像液に没するものに比べて
受光素子の受光量が２倍になるので、現像液の粘性に拘
わらず現像液の残量を正確に検知することができる。

【００２５】請求項２の発明によれば、前記受光素子の
受光量を補正する補正手段を設けたものであるから、さ
らに、現像液の残量を正確に検知することができる。

【００２６】請求項３の発明によれば、補正手段は、現
像液を介在せずに前記発光素子の光を受光する補正用受
光素子と、この補正用受光素子の受光量に応じて受光素
子の受光量を補正する補正演算手段とを有するものであ
るから、発光素子の劣化や現像液の温度変化等の影響を
受けずに現像液の残量を正確に検知することができる。

【００２７】請求項４の発明によれば、補正用受光素子
と発光素子との間に発光素子の光を減衰させる減衰手段
を設けたものであるから、補正用受光素子の受光量と受
光素子の受光量との差が大きくかけ離れないので、さら
に現像液の残量を正確に検知することができる。

【００２８】請求項５の発明によれば、記減衰手段は、
発光素子の光を１／１０以下に減衰したものであるか
ら、補正用受光素子の受光量と受光素子の受光量との差
が大きくかけ離れないことになり、さらに現像液の残量
を正確に検知することができる。

【００２９】請求項６の発明によれば、補正用受光素子
の受光量に基づいて発光素子の発光量を一定にするもの
であるから、温度の影響を受けずに現像液の残量をさら
に正確に検知することができる。

【００３０】請求項７の発明によれば、発光素子とこの
発光素子が発光する光を受光する受光素子とを有するホ
トセンサを備え、このホトセンサの検知信号に基づいて
現像液の残量を検知する現像液残量検知装置であって、
前記ホトセンサを複数備え、各ホトセンサの発光素子と
受光素子のどちらか一方を現像液中に没する位置に配置
するとともに、現像液中に没する各素子の深さがそれぞ
れ異なるようにしたものであるから、受光素子と発光素
子の両方を現像液に没するものに比べて受光素子の受光
量が２倍になるとともにホトセンサを複数備えているこ
とにより、現像液の粘性に拘わらず現像液の残量をさら
に正確に検知することができる。

【００３１】請求項８の発明によれば、少なくとも１つ
の発光素子と、この発光素子が発光する光を受光する複
数の受光素子とを備え、各受光素子の受光量に基づいて
現像液の残量を検知する現像液残量検知装置であって、
前記複数の受光素子を現像液中に没する位置に配置し、
前記発光素子を現像液中に没しない位置に配置し、現像
液中に没する各受光素子の深さがそれぞれ異なるように
したものであるから、受光素子と発光素子の両方を現像
液に没するものに比べて受光素子の受光量が２倍になる
とともにホトセンサを複数備えていることにより、現像
液の粘性に拘わらず現像液の残量をさらに正確に検知す
ることができる。

【００３２】請求項９の発明によれば、複数の発光素子
と、これら発光素子が発光する光を受光する少なくとも
１つの受光素子とを備えた現像液残量検知装置であっ
て、前記複数の発光素子を現像液中に没する位置に配置
し、前記受光素子を現像液中に没しない位置に配置し、
現像液中に没する各発光素子の深さがそれぞれ異なると
ともに、各発光素子の１つのみが点灯するように順番に
点灯させ、各発光素子の点灯時における受光素子の受光
量に基づいて現像液の残量を検知するものであるから、
少ない受光素子で、現像液の粘性に拘わらず現像液の残
量をさらに正確に検知することができる。

【００３３】請求項１０の発明によれば、各受光素子
は、他の受光素子に遮られるないように発光素子の光が
受光できる位置に配置したものであるから、各受光素子
の受光量を大きくすることができる。

【００３４】請求項１１の発明によれば、各発光素子
は、受光素子が受光する光を他の発光素子が遮らないよ
うに配置したものであるから、各発光素子で発光した光
を有効に受光素子に受光させることができる。

【００３５】請求項１２の発明によれば、各受光素子の
向きを受光量が最大となる方向にそれぞれ向けたもので
あるから、各受光素子の受光量を大きくとることができ
る。

【００３６】請求項１３の発明によれば、各発光素子の
向きを受光素子の受光量が最大となる方向にそれぞれ向
けたものであるから、受光素子が受光する受光量を大き
くとることができる。

【００３７】請求項１４の発明によれば、現像液は静電
式画像形成装置の現像液であるから、静電式画像形成装
置の現像液の残量を正確に検知することができる。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係わる現像液残
量検知装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。［第１実施形態］図１において、１０は現像液残量検知
装置を搭載したドラム式画像形成装置（静電式画像形成
装置）であり、このドラム式画像形成装置１０は、静電
潜像を形成する感光ドラム２０と、その静電潜像を現像
して可視像（トナー像）を形成する現像ユニット４０等
とを備えている。

【００３９】感光ドラム２０の感光面には、変調された
例えば半導体レーザ等の光が照射されて、静電潜像が形
成される。

【００４０】２１は感光ドラム２０に形成された可視像
のトナーに電荷を与えてそのトナーを感光ドラム２０に
電気的に固定させるセットローラである。このトナーの
電気的な固定により、転写の際に記録紙２２が感光ドラ
ム２０に接触するときに画像が乱れてしまうのを防止す
るものである。

【００４１】２３は高電圧が印加されることにより感光
ドラム２０の可視像を記録紙２２に転写させる転写ロー
ラ、２４は光を照射して静電潜像の電荷をディスチャー
ジするクエンチングランプ、２５は感光ドラム２０に付
着しているトナーを掻き落とすクリーニング部材、２６
は感光ドラム２０の感光面に均一に帯電を行う帯電ロー
ラ、２７は感光ドラム２０の感光面にオイルを薄く均一
に塗布するプリウエットローラである。このプリウエッ
トローラ２７は、感光面の潜像の地肌部に現像時にトナ
ーが接触して付着することによって発生するカブリを防
止するためのものである。

【００４２】現像ユニット４０は、複数のローラＧに巻
回された現像ベルト４１と、タンク４２に蓄えられた現
像液４３を現像ベルト４１に塗布する第１,第２塗布ロ
ーラ４４,４５等とを有している。第１塗布ローラ４４
はタンク４２内の現像液を汲み上げて第２塗布ローラ４
５とによってその現像液を均一な薄層にして現像ベルト
４１に塗布するものである。

【００４３】現像ベルト４１は図示しないモータにより
矢印方向に回転移動され、トナーチャージャ４６が薄層
に塗布された現像液に電界を与える。この電界によって
その現像液がトナーの濃い部分と薄い部分の２層に分け
られる。これは、プリウエットローラと同様な効果を得
るためのものである。

【００４４】ところで、感光ドラム２０に塗布された現
像液は記録紙２２に転写されていくのでタンク４２内の
現像液は減少していく。このため、常に高品位の画像を
得るには、タンク４２内の現像液の残量を常に検知し、
必要に応じて補給することにより現像液の残量が一定量
となるように制御する必要がある。

【００４５】このため、タンク４２には図２に示すよう
に現像液残量検知装置５０の液面センサ６０が設置され
ている。この液面センサ６０は、現像液４３中に没する
位置に設けられたフォトトランジスタ（受光素子）６１
と、現像液４３中に没しない位置に設けられた発光ダイ
オード（発光素子）６２とを有している。この発光ダイ
オード６２が発光した光はフォトトランジスタ６１が受
光するようになっている。

【００４６】７０はフォトトランジスタ６１の出力電流
（受光信号）に基づいて現像液の残量を求める演算部で
ある。そして、液面センサ６０と演算部７０とで現像液
残量検知装置５０が構成されている。

【００４７】演算部７０は、フォトトランジスタ６１に
流れる電流を電圧に変換する抵抗７１と、この抵抗７１
に生じる電圧を増幅する増幅器７２と、増幅器７２から
出力される電圧に基づいて現像液の残量を演算（検知）
する演算制御装置７３等とを有している。演算制御装置
７３は、ＭＰＵ等から構成され、演算した現像液の残量
に基づいて現像液の補給等を行うようになっている。

【００４８】次に、現像液残量検知装置５０の動作につ
いて説明する。

【００４９】図２に示すように、現像液４３の残量が多
く、フォトトランジスタ６１が現像液４３中に没してい
る場合、発光ダイオード６２で発光した光は現像液４３
により減衰されてフォトトランジスタ６１に受光され
る。その減衰量は、液面からフォトトランジスタ６１ま
での深さ（液厚）に応じて大きくなるので、フォトトラ
ンジスタ６１の受光量は液厚に応じて減少し、その液厚
に応じてフォトトランジスタ６１の出力電流は減少す
る。

【００５０】フォトトランジスタ６１の出力電流によっ
て演算部７０の抵抗７１の両端に生じる出力電圧（フォ
トトランジスタ６１のエミッタと接地間の電圧）Ｖeと
液厚との関係を図３（ａ）に示す。

【００５１】フォトトランジスタ６１が現像液４３の液
面から露出すると、すなわち液厚がゼロのとき、抵抗７
１の両端の電圧Ｖeは約５００［mＶ］になるが、実際に
は現像液４３の粘性が高いことによりフォトトランジス
タ６１の受光面に厚さ約１mmの現像液膜で覆われる。し
かし、現像液膜で覆われるのはフォトトランジスタ６１
だけであり、発光ダイオード６２は現像液膜で覆われる
ことがなく、発光ダイオード６２が発光した光は減衰さ
れずに空気中へ射出される。このため、その光が減衰さ
れるのは受光面の現像液膜だけであり、フォトトランジ
スタ６１の出力電圧Ｖeは２００［mＶ］となる。

【００５２】また、発光ダイオード６２は、現像液４３
中に没しないことにより、発光ダイオード６２と液面間
では発光ダイオード６２の光は減衰されず、フォトトラ
ンジスタ６１の受光量が大きくなる。このため、図３
（ａ）および図３（ｂ）に示すように、フォトトランジ
スタ６１によって大きな出力電圧Ｖeを得ることができ
る。すなわち、フォトトランジスタ６１と発光ダイオー
ド６２の両方が現像液に没するものに比べフォトトラン
ジスタ６１の受光量が２倍になるので、正確に液面の位
置を検知することができる。

【００５３】ところで、増幅器７２は出力電圧Ｖeを２
０倍に増幅すると、演算制御装置７３の入力端子Ｑ1に
は約４［Ｖ］の電圧の信号が入力する。また、液厚２mm
のときは約２［Ｖ］、液厚３mmのときは約１.６
［Ｖ］、液厚４mmのときは約１.０［Ｖ］、液厚５mmの
ときは約０.８［Ｖ］の電圧の信号が演算制御装置７３
の入力端子Ｑ1に入力する。

【００５４】演算制御装置７３は、入力端子Ｑ1に入力
する信号の電圧に基づいて液厚を演算して求め、この求
めた液厚から現像液４３の残量を求めるものである。

【００５５】このように、演算制御装置７３は、大きな
出力電圧Ｖeが得られることにより入力端子Ｑ1の電圧か
ら液厚を正確に求めることができ、現像液４３の粘性や
現像液４３の温度に拘わりなく現像液４３の残量を正確
に求めることができる。すなわち、演算制御装置７３
は、現像液４３の粘性や現像液４３の温度に拘わりなく
現像液４３の残量を正確に検知することができる。

【００５６】［第２実施形態］図４は第２実施形態を示
すものであり、この第２実施形態ではフォトトランジス
タ６１の受光量を補正する補正手段１００を設けたもの
である。

【００５７】この補正手段１００は、現像液４３中に没
する補正用ホトトランジスタ１０２と、この補正用ホト
トランジスタ１０２に現像液４３の影響を受けることな
く発光ダイオード６２の光を減衰させずに受光させる光
路部材１０３と、補正用ホトトランジスタ１０２に流れ
る電流を電圧に変換する抵抗１０４と、この抵抗１０４
に生じる電圧を増幅する増幅器１０５と、後述する補正
演算手段とを有している。

【００５８】光路部材１０３は透明なアクリル製の円柱
部材やガラス製の円柱部材から構成され、その途中にＮ
Ｄフィルタ（減衰手段）１０７が設けられている。この
ＮＤフィルタ１０７は発光ダイオード６２が発光した光
を１／１０以下となるように減衰させてホトトランジス
タ１０２に受光させるものである。

【００５９】なお、光路部材１０３は現像液に侵されず
且つ現像液４３を変質させない材質のパイプであっても
よい。

【００６０】増幅器１０５から出力される電圧の信号は
演算制御装置７５の入力端子Ｑ2に入力するようになっ
ている。

【００６１】演算制御装置７５は、入力端子Ｑ2に入力
する信号の電圧に基づいて入力端子Ｑ1の電圧、すなわ
ちホトトランジスタ６１の受光量を補正する補正演算手
段としての機能を有し、補正した入力端子Ｑ1の入力電
圧から液厚を求めるものである。

【００６２】この第２実施形態によれば、温度変化や経
時変化により発光ダイオード６２の発光量が変化した
り、現像液等の温度変化によるフォトトランジスタ６１
の出力電流が変化したりしても、その変化による誤差を
補正することによって正確な現像液４３の残量を求める
ことができる。

【００６３】一例として、演算制御装置７５の入力端子
Ｑ2の電圧が例えば３.００［Ｖ］となるように増幅器１
０５の増幅率を設定しておき、温度変化により、発光ダ
イオード６２の発光量が増加してホトトランジスタ６１
の出力電流が増加し、入力端子Ｑ2の電圧が３.１５
［Ｖ］になった場合について説明する。

【００６４】いま、仮に現像液４３の液厚が２mmである
とする。温度変化がなければ図３のグラフより、演算制
御装置７５の入力端子Ｑ1の電圧は２［Ｖ］である。周
辺温度が変化し発光ダイオード６２の発光量が５％増加
したとする。すると、入力端子Ｑ1の電圧は２［Ｖ］か
ら２.１［Ｖ］になる。

【００６５】このため、補正を行わなければ、図３のグ
ラフより演算制御装置７５は現像液４３の液厚を１.９m
mと誤判断することになる。

【００６６】ところが、発光ダイオード６２の発光量の
５％の増加により、補正用ホトトランジスタ１０２の受
光光量も５％増加する。このため、演算制御装置７５の
入力端子Ｑ2の電圧が３.１５［Ｖ］になる。演算制御装
置７５は、この３.１５［Ｖ］の電圧から光量の増加し
た割合を判断し、入力端子Ｑ1の電圧２.１［Ｖ］に補正
を加える。すなわち、２.１×（３／３.１５）＝２
［Ｖ］を入力端子Ｑ1の電圧として液厚を求める。つま
り、２［Ｖ］から求めた液厚２mmが正しい液厚と判断す
る。

【００６７】このように、温度変化によって発光ダイオ
ード６２の発光量が変化しても正確な液厚を求めること
ができる。現像液４３の温度変化によってホトトランジ
スタ６１の出力電流が変化しても、補正用ホトトランジ
スタ１０２の出力電流も同様に変化するので、上記と同
様に正しい液厚を求めることができる。また、劣化によ
って発光ダイオード６２の発光量が減少しても上記と同
様に正しい液厚を求めることができる。

【００６８】この第２実施形態では、光路部材１０３に
ＮＤフィルタ１０７を設けているので、ホトトランジス
タ６１の受光光量と補正用ホトトランジスタ１０２の受
光光量とをほぼ同一にすることができるので、その補正
を正確に行うことができる。

【００６９】図５は他の例を示したものでり、この例で
はＮＤフィルタ１０７の替わりに絞り１０８を設けたも
のである。

【００７０】［第３実施例］図６は第３実施形態を示し
たものであり、この第３実施形態では発光ダイオード６
２の発光光量を一定にする制御回路（一定制御手段）１
１０を設けたものである。

【００７１】制御回路１１０は、補正用フォトトランジ
スタ（補正用受光素子）１０２に流れる電流を電圧に変
換する抵抗１１１と、この抵抗１１１に生じる電圧の増
減を反転して増幅する反転増幅器１１２と、反転増幅器
１１２から出力される反転出力電圧に基づいて発光ダイ
オード６２に流れる電流を制御するトランジスタ１１３
等とから構成されている。反転増幅器１１２は、抵抗１
１１に生じる電圧が増加するとこの増加に対応して反転
出力電圧を減少させ、その電圧が減少するとこの減少に
対応して反転出力電圧を増加させるものである。

【００７２】この第３実施形態の動作を簡単に説明す
る。

【００７３】いま、温度変化により発光ダイオード６２
の発光光量が増加すると、補正用ホトトランジスタ１０
２の出力電流が増加し、抵抗１１１の両端電圧が増加し
て反転増幅器１１２に入力する。そして、反転増幅器１
１２の反転出力電圧が減少し、トランジスタ１１３のベ
ースに流れる電流が減少する。このため、トランジスタ
１１３のコレクタに流れる電流すなわち発光ダイオード
６２に流れる電流が減少して、発光ダイオード６２の発
光光量が減少され、元の発光光量に戻される。

【００７４】逆に、発光ダイオード６２の発光光量が減
少すると、補正用ホトトランジスタ１０２の出力電流が
減少し、抵抗１１１の両端電圧が減少して反転増幅器１
１２に入力する。そして、反転増幅器１１２の反転出力
電圧が増加し、トランジスタ１１３のベースに流れる電
流が増加する。このため、トランジスタ１１３のコレク
タに流れる電流すなわち発光ダイオード６２に流れる電
流が増加して、発光ダイオード６２の発光光量が増加さ
れ、元の発光光量に戻される。

【００７５】このように、制御回路１１０は補正用ホト
トランジスタ１０２の受光光量に基づいて発光ダイオー
ド６２の発光光量が一定となるように発光ダイオード６
２に流れる電流を制御する。

【００７６】この第３実施形態によれば、温度変化等の
影響を受けずに常に発光ダイオード６２の発光光量が一
定に保たれるものであるから、温度変化に拘わらず正確
に液厚を検知することができる。

【００７７】第２,第３実施形態では、ホトトランジス
タ６１と補正用ホトトランジスタ１０２とが別個となっ
ているが、ワンチップ上に２つの素子を形成したものを
使用すれば温度特性が揃い且つ同じ温度変化をするため
より精密な補正が可能となる。

【００７８】また、第２,第３実施例では、補正用ホト
トランジスタ１０２を現像液４３中に没する位置に配置
したが、ミラーやハーフミラー等を使用して補正用ホト
トランジスタ１０２を現像液４３中に没しない位置に配
置してもよい。［第４実施形態］図７は第４実施形態を示したものであ
る。第４実施形態の現像液残量検知装置８０は、３つの
液面センサ６０,１２０,１３０と、各液面センサ６０,
１２０,１３０の受光信号に基づいて現像液の残量を求
める演算部１４０とから構成されている。

【００７９】液面センサ１２０は、フォトトランジスタ
（受光素子）１２１と、発光ダイオード（発光素子）１
２２とを有している。この発光ダイオード１２２が発光
した光はフォトトランジスタ１２１が受光するようにな
っている。液面センサ１３０は、フォトトランジスタ
（受光素子）１３１と、発光ダイオード（発光素子）１
３２とを有している。この発光ダイオード１３２が発光
した光はフォトトランジスタ１３１が受光するようにな
っている。

【００８０】液面センサ６０,１２０,１３０の発光ダイ
オード６２,１２２,１３２は現像液４３中に没しない位
置に配置され、ホトトランジスタ６２,１２１,１３１は
現像液４３中に没する位置に配置されている。また、ホ
トトランジスタ１２１はホトトランジスタ６２よりも深
い位置に配置され、ホトトランジスタ１３１はホトトラ
ンジスタ１２１より深い位置に配置されている。

【００８１】演算部１４０は、フォトトランジスタ６
１,１２１,１３１に流れる電流を電圧に変換する抵抗７
１,１２３,１３３と、これら抵抗７１,１２３,１３３に
生じる電圧と基準電圧とを比較するコンパレータ７７,
１２４,１３４と、各コンパレータ７７,１２４,１３４
から出力される信号に基づいて現像液の残量を演算する
演算制御装置１４１等とを有している。コンパレータ７
７,１２４,１３４は基準電圧よりも抵抗７１,１２３,１
３３に生じる電圧の方が大きい場合にＨレベルの信号を
出力し、その電圧が基準電圧以下の場合にＬレベルの信
号を出力するようになっている。

【００８２】演算制御装置１４１は、ＭＰＵ等から構成
され、演算した現像液の残量に基づいて現像液の補給等
を行うようになっている。

【００８３】次に、第４実施形態の動作について簡単に
説明する。

【００８４】いま、ホトトランジスタ６１が現像液４３
の液面から出ており、ホトトランジスタ１２１,１３１
が現像液４３中にあるとき、発光ダイオード６２が発し
た光は現像液４３に減衰されることなく強いままホトト
ランジスタ６１に受光され、発光ダイオード１２２,１
３２が発した光は現像液４３に減衰され弱い光となって
ホトトランジスタ１２１,１３１に受光される。

【００８５】各ホトトランジスタ６１,１２１,１３１が
強い光を受光したときホトトランジスタ６１,１２１,１
３１のエミッタに発生する電圧が３［Ｖ］、各ホトトラ
ンジスタ６１,１２１,１３１が弱い光を受光したときホ
トトランジスタ６１,１２１,１３１のエミッタに発生す
る電圧が２［Ｖ］になるように、各抵抗７１,１２３,１
３３の値を設定しておく。また、各コンパレータ７７,
１２４,１３４の−入力端子に入力する電圧、すなわち
基準電圧が２.５［Ｖ］になるように抵抗Ｒ7,Ｒ8の値を
設定しておく。

【００８６】このように設定したおくことにより、コン
パレータ７７の出力端子からＨレベルの信号が出力さ
れ、コンパレータ１２４,１３４の出力端子からＬレベ
ルの信号が出力される。すなわち、演算制御装置１４１
の入力端子Ｐ1,Ｐ2,Ｐ3にはＨ,Ｌ,Ｌの信号が入力さ
れ、演算制御装置１４１は入力端子Ｐ1,Ｐ2,Ｐ3に入力
されるＨ,Ｌ,Ｌレベルから液面の位置を求める。

【００８７】この場合、演算制御装置１４１は、現像液
４３の液面がホトトランジスタ６１とホトトランジスタ
１２１との間にあると判断する。すなわち、演算制御装
置１４１は、入力端子Ｐ1,Ｐ2,Ｐ3のレベルがＨ,Ｈ,Ｌ
のとき液面がホトトランジスタ１２１とホトトランジス
タ１３１との間にあると判断し、入力端子Ｐ1,Ｐ2,Ｐ3
のレベルがＨ,Ｈ,Ｈのとき液面がホトトランジスタ１３
１の位置より下であると判断し、入力端子Ｐ1,Ｐ2,Ｐ3
のレベルがＬ,Ｌ,Ｌのとき液面がホトトランジスタ６１
の上にあると判断する。そして、液面の位置から現像液
４３の残量を検知するものである。

【００８８】この第４実施形態によれば、ホトトランジ
スタ１３１の位置より下と、ホトトランジスタ１３１と
ホトトランジスタ１２１との間と、ホトトランジスタ１
２１とホトトランジスタ６１との間と、ホトトランジス
タ６１より上との４つの段階で液面の位置を検知するも
のであり、発光ダイオード６２,１２２,１３２が現像液
４３に没しないことにより、第１実施形態と同様に、現
像液４３の粘性や現像液４３の温度に拘わりなく現像液
４３の残量を正確に検知することができ、しかも、複数
のホトトランジスタ６１,１２１,１３１で受光するもの
であるから４つの段階での液面の位置を正確に検知する
ことができ、誤検知を確実に防止することができる。

【００８９】図８は液面センサ１５０を１つの発光ダイ
オード６２と、この発光ダイオード６２から発光される
光を受光する３つのホトトランジスタ６１,１２１,１３
１とで構成して、液面の位置を検出するようにしたもの
である。この場合、図９に示すように、発光ダイオード
６２の光が斜め下方に向けて射出するように発光ダイオ
ード６２を斜めに配置し、ホトトランジスタ６１,１２
１,１３１を発光ダイオード６２に向けるとともに、ホ
トトランジスタ１２１,１３１が受光する光を遮らない
ように各ホトトランジスタ６１,１２１,１３１の受光量
が最大となるように配置したものである。［第５実施形
態］図１０は第５実施形態を示したものである。第５実
施形態の現像液残量検知装置９０は、液面センサ１６０
と、この液面センサ１６０の受光量に基づいて液面の位
置を検出する演算部１７０とで構成されている。

【００９０】液面センサ１６０は、３つの発光ダイオー
ド１６１,１６２,１６３と、これら３つの発光ダイオー
ド１６１,１６２,１６３から発光される光を受光する一
つのホトトランジスタ１６５とで構成し、発光ダイオー
ド１６１,１６２,１６３を現像液４３に没する位置に配
置したものである。発光ダイオード１６２は発光ダイオ
ード１６１よりも深い位置に配置され、発光ダイオード
１６３は発光ダイオード１６２よりも深い位置に配置さ
れている。

【００９１】この場合、図１１に示すように、発光ダイ
オード１６１,１６２,１６３を斜め上方の一点に向け、
この一点にホトトランジスタ１６５を配置し、発光ダイ
オード１６１,１６２,１６３から射出される光が発光ダ
イオード１６１,１６２に遮られることなくホトトラン
ジスタ１６５に受光されるようにし、各発光ダイオード
１６１,１６２,１６３の発光に対してホトトランジスタ
１６５の受光量がそれぞれ最大となるようにしたもので
ある。

【００９２】演算部１７０は、ホトトランジスタ１６５
に流れる電流を電圧に変換する抵抗１７１と、この抵抗
１７１に生じる電圧と基準電圧とを比較するコンパレー
タ１７２と、コンパレータ１７２の出力信号に基づいて
現像液の残量、すなわち液面位置を演算する演算制御装
置１７５等とを有している。

【００９３】演算制御装置１７５は、ＭＰＵ等から構成
され、出力端子Ｕ1〜Ｕ3をＨレベルにすることにより発
光ダイオード１６１,１６２,１６３を点灯させ、コンパ
レータ１７２の出力信号すなわち入力端子Ｐ4の入力電
圧（Ｈ,Ｌレベル）に基づいて液面の位置を求めるもの
である。

【００９４】次に、第５実施形態の動作について説明す
る。

【００９５】先ず、演算制御装置１７５は、出力端子Ｕ
1をＨレベルにして発光ダイオード１６１を点灯させ
る。いま、液面が発光ダイオード１６１と発光ダイオー
ド１６２との間にあるとする。

【００９６】発光ダイオード１６１から射出された光は
液面が発光ダイオード１６１の下にあることにより減衰
されずにホトトランジスタ１６５に受光される。このと
き、ホトトランジスタ１６５のエミッタに発生する電圧
が３［Ｖ］になるように設定されている。また、コンパ
レータ１７２の基準電圧が２.５［Ｖ］に設定されてい
る。

【００９７】したがって、発光ダイオード１６１が点灯
されるとコンパレータ１７２はＨレベルの出力信号を出
力し、演算制御装置１７５の入力端子Ｕ1にはＨレベル
の信号が入力される。そして、演算制御装置１７５は図
示しないメモリにＨレベルを記憶する。

【００９８】次に、演算制御装置１７５は出力端子Ｕ1
をＬレベルにして発光ダイオード１６１を消灯させると
ともに出力端子Ｕ2をＨレベルにして発光ダイオード１
６２を点灯させる。発光ダイオード１６２から射出され
た光は現像液４３に減衰されてホトトランジスタ１６５
に受光される。ホトトランジスタ１６５のエミッタに発
生する電圧は例えば２［Ｖ］になる。これにより、コン
パレータ１７２はＬレベルの出力信号を出力する。そし
て、演算制御装置１７５はメモリにＬレベルを記憶す
る。

【００９９】同様にして、演算制御装置１７５は出力端
子Ｕ2をＬレベルにして発光ダイオード１６２を消灯さ
せるとともに出力端子Ｕ3をＨレベルにして発光ダイオ
ード１６３を点灯させる。発光ダイオード１６３から射
出された光は現像液４３に減衰されてホトトランジスタ
１６５に受光される。そして、ホトトランジスタ１６５
のエミッタに２［Ｖ］以下の電圧が発生し、コンパレー
タ１７２はＬレベルの出力信号を出力し、演算制御装置
１７５はメモリにＬレベルを記憶する。

【０１００】演算制御装置１７５は、メモリに記憶した
Ｈ,Ｌ,Ｌレベルから液面が発光ダイオード１６１と発光
ダイオード１６２との間にあると判断する。

【０１０１】同様にして、発光ダイオード１６１,１６
２を点灯させたとき、コンパレータ１７２の出力がそれ
ぞれＨ,Ｈレベル、発光ダイオード１６３を点灯させた
ときコンパレータ１７２の出力がＬレベルのとき、演算
制御装置１７５は液面が発光ダイオード１６２と発光ダ
イオード１６３との間にあると判断する。また、演算制
御装置１７５は、発光ダイオード１６１,１６２,１６３
を点灯させたときコンパレータ１７２の出力がそれぞれ
Ｈ,Ｈ,Ｈレベルのとき液面が発光ダイオード１６３より
下にあると判断し、発光ダイオード１６１,１６２,１６
３を点灯させたときコンパレータ１７２の出力がそれぞ
れＬ,Ｌ,Ｌレベルのとき液面が発光ダイオード１６１よ
り上にあると判断するものである。

【０１０２】この第５実施形態によれば、第４実施形態
と同様に４つの段階で液面の位置を検知するものであ
り、発光ダイオード１６５が現像液４３に没しないこと
により、現像液４３の粘性や現像液４３の温度に拘わり
なく現像液４３の残量を正確に検知することができる。
また、複数の発光ダイオード１６１〜１６３で発光する
ものであるから４つの段階での液面の位置を正確に検知
することができ、誤検知を確実に防止することができ
る。

【０１０３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、発光素子と、この発光素子が発光する光を受光
する受光素子とを備え、この受光素子の受光量に基づい
て現像液の残量を検知する現像液残量検知装置であっ
て、前記発光素子と受光素子のどちらか一方を現像液中
に没する位置に配置し、他方を現像液中に没しない位置
に配置したものであるから、受光素子と発光素子の両方
を現像液に没するものに比べて受光素子の受光量が２倍
になるので、現像液の粘性に拘わらず現像液の残量を正
確に検知することができる。

【０１０４】請求項２の発明によれば、前記受光素子の
受光量を補正する補正手段を設けたものであるから、さ
らに、現像液の残量を正確に検知することができる。

【０１０５】請求項３の発明によれば、補正手段は、現
像液を介在せずに前記発光素子の光を受光する補正用受
光素子と、この補正用受光素子の受光量に応じて受光素
子の受光量を補正する補正演算手段とを有するものであ
るから、発光素子の劣化や現像液の温度変化等の影響を
受けずに現像液の残量を正確に検知することができる。

【０１０６】請求項４の発明によれば、補正用受光素子
と発光素子との間に発光素子の光を減衰させる減衰手段
を設けたものであるから、補正用受光素子の受光量と受
光素子の受光量との差が大きくかけ離れないので、さら
に現像液の残量を正確に検知することができる。

【０１０７】請求項５の発明によれば、記減衰手段は、
発光素子の光を１／１０以下に減衰したものであるか
ら、補正用受光素子の受光量と受光素子の受光量との差
が大きくかけ離れないことになり、さらに現像液の残量
を正確に検知することができる。

【０１０８】請求項６の発明によれば、補正用受光素子
の受光量に基づいて発光素子の発光量を一定にするもの
であるから、温度の影響を受けずに現像液の残量をさら
に正確に検知することができる。

【０１０９】請求項７の発明によれば、発光素子とこの
発光素子が発光する光を受光する受光素子とを有するホ
トセンサを備え、このホトセンサの検知信号に基づいて
現像液の残量を検知する現像液残量検知装置であって、
前記ホトセンサを複数備え、各ホトセンサの発光素子と
受光素子のどちらか一方を現像液中に没する位置に配置
するとともに、現像液中に没する各素子の深さがそれぞ
れ異なるようにしたものであるから、受光素子と発光素
子の両方を現像液に没するものに比べて受光素子の受光
量が２倍になるとともにホトセンサを複数備えているこ
とにより、現像液の粘性に拘わらず現像液の残量をさら
に正確に検知することができる。

【０１１０】請求項８の発明によれば、少なくとも１つ
の発光素子と、この発光素子が発光する光を受光する複
数の受光素子とを備え、各受光素子の受光量に基づいて
現像液の残量を検知する現像液残量検知装置であって、
前記複数の受光素子を現像液中に没する位置に配置し、
前記発光素子を現像液中に没しない位置に配置し、現像
液中に没する各受光素子の深さがそれぞれ異なるように
したものであるから、受光素子と発光素子の両方を現像
液に没するものに比べて受光素子の受光量が２倍になる
とともにホトセンサを複数備えていることにより、現像
液の粘性に拘わらず現像液の残量をさらに正確に検知す
ることができる。

【０１１１】請求項９の発明によれば、複数の発光素子
と、これら発光素子が発光する光を受光する少なくとも
１つの受光素子とを備えた現像液残量検知装置であっ
て、前記複数の発光素子を現像液中に没する位置に配置
し、前記受光素子を現像液中に没しない位置に配置し、
現像液中に没する各発光素子の深さがそれぞれ異なると
ともに、各発光素子の１つのみが点灯するように順番に
点灯させ、各発光素子の点灯時における受光素子の受光
量に基づいて現像液の残量を検知するものであるから、
少ない受光素子で、現像液の粘性に拘わらず現像液の残
量をさらに正確に検知することができる。

【０１１２】請求項１０の発明によれば、各受光素子
は、他の受光素子に遮られるないように発光素子の光が
受光できる位置に配置したものであるから、各受光素子
の受光量を大きくすることができる。

【０１１３】請求項１１の発明によれば、各発光素子
は、各発光素子は、受光素子が受光する光を他の発光素
子が遮らないように配置したものであるから、各発光素
子で発光した光を有効に受光素子に受光させることがで
きる。

【０１１４】請求項１２の発明によれば、各受光素子の
向きを受光量が最大となる方向にそれぞれ向けたもので
あるから、各受光素子の受光量を大きくとることができ
る。

【０１１５】請求項１３の発明によれば、各発光素子の
向きを受光素子の受光量が最大となる方向にそれぞれ向
けたものであるから、受光素子が受光する受光量を大き
くとることができる。

【０１１６】請求項１４の発明によれば、現像液は静電
式画像形成装置の現像液であるから、静電式画像形成装
置の現像液の残量を正確に検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る現像液残量検知装置を搭載した
ドラム式画像形成装置の構成を概略的に示した概略説明
図である。

【図２】この発明に係る現像液残量検知装置の構成を示
したブロック図である。

【図３】（ａ）フォトトランジスタの出力電圧と液厚と
の関係を示したグラフである。（ｂ）フォトトランジスタの出力電圧と液厚との関係を
示した表である。

【図４】第２実施形態の現像液残量検知装置の構成を示
したブロック図である。

【図５】第２実施形態の他の例の構成を示したブロック
図である。

【図６】第３実施形態の現像液残量検知装置の構成を示
したブロック図である。

【図７】第４実施形態の現像液残量検知装置の構成を示
したブロック図である。

【図８】第４実施形態の他の例の構成を示したブロック
図である。

【図９】発光ダイオードとホトトランジスタとの配置関
係を示した説明図である。

【図１０】第５実施形態の現像液残量検知装置の構成を
示したブロック図である。

【図１１】発光ダイオードとホトトランジスタとの配置
関係を示した説明図である。

【符号の説明】

４３現像液５０現像液残量検知装置６０液面線センサ６１ホトトランジスタ（受光素子）６２発光ダイオード（発光素子）７０演算部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光素子と、この発光素子が発光する光を
受光する受光素子とを備え、この受光素子の受光量に基
づいて現像液の残量を検知する現像液残量検知装置であ
って、前記発光素子と受光素子のどちらか一方を現像液中に没
する位置に配置し、他方を現像液中に没しない位置に配
置したことを特徴とする現像液残量検知装置。
【請求項２】前記受光素子の受光量を補正する補正手段
を設けたことを特徴とする請求項１に記載の現像液残量
検知装置。
【請求項３】前記補正手段は、現像液を介在せずに前記
発光素子の光を受光する補正用受光素子と、この補正用
受光素子の受光量に応じて受光素子の受光量を補正する
補正演算手段とを有することを特徴とする請求項２に記
載の現像液残量検知装置。
【請求項４】前記補正用受光素子と発光素子との間に発
光素子の光を減衰させる減衰手段を設けたことを特徴と
する請求項３に記載の現像液残量検知装置。
【請求項５】前記減衰手段は、発光素子の光を１／１０
以下に減衰することを特徴とする請求項４に記載の現像
液残量検知装置。
【請求項６】前記補正用受光素子の受光量に基づいて発
光素子の発光量を一定にすることを特徴とする請求項３
に記載の現像液残量検知装置。
【請求項７】発光素子とこの発光素子が発光する光を受
光する受光素子とを有するホトセンサを備え、このホト
センサの検知信号に基づいて現像液の残量を検知する現
像液残量検知装置であって、前記ホトセンサを複数備え、各ホトセンサの発光素子と
受光素子のどちらか一方を現像液中に没する位置に配置
するとともに、現像液中に没する各素子の深さがそれぞ
れ異なることを特徴とする現像液残量検知装置。
【請求項８】少なくとも１つの発光素子と、この発光素
子が発光する光を受光する複数の受光素子とを備え、各
受光素子の受光量に基づいて現像液の残量を検知する現
像液残量検知装置であって、前記複数の受光素子を現像液中に没する位置に配置し、
前記発光素子を現像液中に没しない位置に配置し、現像
液中に没する各受光素子の深さがそれぞれ異なることを
特徴とする現像液残量検知装置。
【請求項９】複数の発光素子と、これら発光素子が発光
する光を受光する少なくとも１つの受光素子とを備えた
現像液残量検知装置であって、前記複数の発光素子を現像液中に没する位置に配置し、
前記受光素子を現像液中に没しない位置に配置し、現像
液中に没する各発光素子の深さがそれぞれ異なるととも
に、各発光素子の１つのみが点灯するように順番に点灯
させ、各発光素子の点灯時における受光素子の受光量に
基づいて現像液の残量を検知することを特徴とする現像
液残量検知装置。
【請求項１０】前記各受光素子は、他の受光素子に遮ら
れるないように発光素子の光が受光できる位置に配置し
たことを特徴とする請求項８に記載の現像液残量検知装
置。
【請求項１１】前記各発光素子は、受光素子が受光する
光を他の発光素子が遮らないように配置したことを特徴
とする請求項９に記載の現像液残量検知装置。
【請求項１２】前記各受光素子の向きを受光量が最大と
なる方向にそれぞれ向けたことを特徴とする請求項１０
に記載の現像液残量検知装置。
【請求項１３】前記各発光素子の向きを受光素子の受光
量が最大となる方向にそれぞれ向けたことを特徴とする
請求項１１に記載の現像液残量検知装置。
【請求項１４】前記現像液は静電式画像形成装置の現像
液であることを特徴とする請求項１ないし請求項１３の
いずれか１つに記載の現像液残量検知装置。