JP4477593B2 - 液体現像剤の濃度測定装置およびこれを備える画像形成装置 - Google Patents
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しかしながら、移動体を上記直交方向に移動させて細隙を拡げる際、細隙にある液体現像剤の表面張力が、移動体に移動抵抗として作用し、移動体を動かすのに大きな力が必要となる。特に、細隙の隙間が1mm以下の小さな値にされている場合には、上記表面張力による移動抵抗が非常に大きい。
この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、製造コストが安くて済む、液体現像剤の濃度測定装置およびこれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。
この構成によれば、第1の対向面と第3の対向面との間に相対的に狭い間隙を区画して、この細隙を通過する光の光量を測定することにより、細隙にある液体現像剤の濃度を正確に測定できる。
請求項2記載の発明は、第1の対向面(36)を有する第1の対向面部材(29)と、第1の対向面(36)の面方向に並び、第1の対向面(36)よりも引込んだ第2の対向面(37)を有する第2の対向面部材(27)と、第1の対向面(36)および第2の対向面(37)にそれぞれ対向する第1および第2の位置(B1,B2)に来るように上記面方向に移動可能な第3の対向面(38)を有する第3の対向面部材(30)と、第3の対向面(38)が第1の位置(B1)にあり、第1の対向面(36)と第3の対向面(38)との間に液体現像剤(L)が流入した細隙(45)が形成されているときに、上記細隙(45)に光を通過させてその光量を測定する手段(32)と、第3の対向面(38)を第1の位置(B1)から第2の位置(B2)に移動させる手段(33)と、第2の位置(B2)にある第3の対向面(38)を第2の対向面(37)から遠ざかるように移動させる手段(34)と、を有し、上記第1の対向面部材および上記第3の対向面部材の一方(29)は、光透過性を有する材料を用いて形成され、上記第1の対向面部材および上記第3の対向面部材の他方(30)の対向面(38)は、光を反射するように形成されており、上記光量を測定する手段(32)は、上記一方の対向面部材(29)に設けられた発光素子(46)と、上記一方の対向面部材(29)に設けられ、上記一方の対向面部材(29)の対向面(36)および上記細隙(45)を通り上記他方の対向面部材(30)の対向面(38)を反射した発光素子(46)からの光を受光する受光素子(47)と、を含んでいることを特徴とする液体現像剤(L)の濃度測定装置(26)である。
この構成によれば、第1の対向面と第3の対向面との間に相対的に狭い間隙を区画して、この細隙を通過する光の光量を測定することにより、細隙にある液体現像剤の濃度を正確に測定できる。
また、第3の対向面を面方向に動かして第2の対向面に対向させてから、この第3の対向面を第2の対向面から遠ざかるように動かすことで、第3の対向面の周辺にある液体現像剤に流れを生じさせ、上記細隙に相当する箇所の液体現像剤を入れ替えることができる。すなわち、液体現像剤の表面張力による移動抵抗が少ない面方向に第3の対向面を動かして、第2の対向面に対向させ、当該第2の対向面との間の間隙を相対的に広くできる。また、間隙が相対的に広くされて上記表面張力による移動抵抗が少ない状態から、第3の対向面を第2の対向面に対して遠ざけるので、このときも液体現像剤の表面張力による移動抵抗は少ない。したがって、第3の対向面を移動するために必要な力が少なくて済む。
第3の対向面を移動させるための機構を強力なものにする必要がなく、出力の小さい安価なものにできる。製造コストを安くできる。また、各対向面部材などに作用する抵抗力が少ないので、これらの部材を頑丈な構成にする必要がない。その結果、各部材を小型にでき、装置の小型化を達成できる。
図1は、この発明の一実施形態にかかる液体現像剤の濃度測定装置を備える画像形成装置としてのプリンタの要部の概略構成を図解的に示す縦断面図である。なお、以下では、プリンタについて説明するが、この発明は、プリンタに限らず、複写機やファクシミリなどの他の画像形成装置に適用することができる。
ベルト搬送機構3は、駆動ローラ3aと、従動ローラ3bと、これらのローラ3a,3b間に掛け渡された無端状の中間転写ベルト3cとを含んでいる。
第1〜第4の画像形成機構4〜7は、図1において、左側からブラック(BK)、マゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)用として配列され、略同様の構成を有するユニットに形成されている。なお、以下では、第1〜第4の画像形成機構4〜7のうち、第1の画像形成機構4のみについて説明し、他の画像形成機構5〜7についてはその説明を省略する。
画像形成時、感光体ドラム10は、帯電装置11によって一様に帯電される。そして、この帯電した感光体ドラム10の表面にLPH12から画像データに応じた光が照射されることにより、感光体ドラム10の表面に静電潜像が形成される。
図1を参照して、プリンタ1においては、第1の画像形成機構4と同様の方法にて、第2〜第4の画像形成機構5〜7でマゼンタ、シアン、イエローに対応する画像が、対応する感光体ドラム10上で現像され、中間転写ベルト3c上に順次繰り返して転写されることにより、フルカラーの画像形成が行われる。
図2を参照して、液体現像装置13は、液体現像剤Lを収容する容器18を備えている。容器18の内部には、現像ローラ17、塗布ローラ19、汲み上げローラ20、ドクタブレード21、現像クリーニングブレード22、および一対の撹拌スクリュー23,24が設けられている。現像ローラ17、塗布ローラ19、汲み上げローラ20、および両撹拌スクリュー23,24は、図示しない駆動モータにより、歯車列等からなる駆動伝達機構を介して回転駆動されるようになっている。
また、容器18には、液体現像剤Lのキャリア液中に含まれるトナー濃度を検出するための濃度測定装置26が設けられている。トナーが消費されて、濃度測定装置26によって検知されるトナー濃度が所定の値以下となったとき、補充用の液体現像剤が収容されたタンク(図示せず)から容器18に補充用の液体現像剤が供給されるようになっている。補充用の液体現像剤は、容器18内の液体現像剤Lよりもトナー濃度が高くされている。
この実施形態の特徴の1つは、濃度測定装置26の製造コストが安く済むようにされているとともに、濃度測定装置26の小型化が達成されている点にある。
図3は、濃度測定装置26の概略構成を示す縦断面図である。図4は、図3のIV−IV線に沿う要部の横断面図である。図3および図4を参照して、濃度測定装置26は、容器18の一側壁27(第2の対向面部材)と、一側壁27に形成された貫通孔28に嵌め込まれた透光部材29(第1の対向面部材)と、一側壁27に近接して配置された可動部材30と、可動部材30の移動を案内するガイド機構31と、光センサ32(光量を測定する手段)と、可動部材30を移動させるための第1および第2の移動機構33,34と、清掃部材35と、を有している。
一側壁27は、内側面27aを窪ませることにより形成された第2の対向面37を有している。この第2の対向面37は、第1の対向面36の面方向に並んでおり、第1の対向面36と平行である。第2の対向面37は、第1の対向面36よりも一側壁27の外側面27b側に引込んでいる。第2の対向面37の引込み量Aは、数mm程度に設定されている。
ガイド機構31は、2軸方向にスライド可能なスライド機構であり、容器18の底面39に突設された第1のレール40と、第1のレール40に嵌め合わされた第2のレール41とを有している。
図3および図4において、透光部材60の第3の対向面38は第1の位置B1に位置して、第1の対向面36と対向している。このとき、第1の対向面36と第3の対向面38との間には、相対的に狭い間隔C1を有する細隙45が区画されている。細隙45には、容器18内の液体現像剤Lが流入している。この細隙45の間隔C1は、数10μm〜数100μm程度に設定されている。
受光素子47は、受光面47aに受光された光の光量に応じた信号を制御部(図示せず)に出力し、これに基づいて細隙45にある液体現像剤Lのトナー濃度が得られる。なお、発光素子46の配置と受光素子47の配置とを入れ替えてもよい。
第1のカム50の軸線は、出力軸49aの軸線に対して偏心している。第1のカム50の外周面50aは、可動部材30の一側面52(図3において、紙面の奥側の側面)に当接している。
第1のモータ49が駆動して第1のカム50が回転すると、第1のカム50の外周面50aと可動部材30の一側面52との接触位置E1における出力軸49aの軸線と外周面50aとの距離が変化し、可動部材30が第1の方向D1に移動する。
第2のカム55の軸線は、出力軸54aの軸線に対して偏心している。第2のカム55の外周面55aは、可動部材30の一側面57に当接している。この一側面57は、第1の対向面36を向いている。
第2のモータ54が駆動して第2のカム55が回転すると、第2のカム55の外周面55aと可動部材30の一側面57との接触位置E2における出力軸54aの軸線と外周面55aとの距離が変化し、可動部材30が第2の方向D2に移動する。
以上の概略構成を有する濃度測定装置26において、細隙45にある液体現像剤Lは、表面張力によって細隙45に滞留することとなる。したがって、画像形成動作に伴いトナーが消費され、容器18内の液体現像剤Lのトナー濃度が全体として減少しても、細隙45にある液体現像剤Lのトナーはほとんど消費されず、トナー濃度はほとんど変化しない。したがって、トナー濃度の変化を正確に測定するためには、細隙45にある液体現像剤Lを入れ替える必要がある。
可動部材30は、第1の方向D1の一方D1aに移動して、図5(B)に示すように、第2の位置B2に到達する。第2の位置B2において、第3の対向面38は、その全面が第2の対向面37に対向している。これら第2および第3の対向面37,38間に細隙58が区画される。この細隙58の間隔C2は、第1および第3の対向面36,38間の細隙45の隙間C1(図4参照)に比べて広い。
なお、第2の方向D2における、第2および第3の位置B2,B3間の距離は、トナーの色に応じて適宜調整される。また、当該第2および第3の位置B2,B3間の距離は、濃度測定装置26が製造される条件(製造工場の違いなど)に応じても適宜調整される。
液体現像剤Lが入れ替わった後には、再び、可動部材30を第1の位置に戻す。具体的には、図3に示すように、第2のカム55を回動し、接触位置E2における出力軸54aの軸線と第2のカム55との距離を縮め、第2の復帰ばね56の弾性復元力で、可動部材30を第2の位置B2(図5(B)参照)に戻す。
以上説明したように、この実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。すなわち、第1の位置B1において、第1の対向面36と第3の対向面38との間に相対的に狭い細隙45を区画して、この細隙45を通過する光の光量を測定することにより、細隙45にある液体現像剤Lの濃度を正確に測定できる。
すなわち、液体現像剤Lの表面張力による移動抵抗が少ない面方向に第3の対向面38を動かして、第2の対向面37に対向させ、当該第2の対向面37との間の細隙58を相対的に広くできる。また、細隙58が相対的に広くされて上記表面張力による移動抵抗が少ない状態から、第3の対向面38を第2の対向面37に対して遠ざけるので、このときも液体現像剤Lの表面張力による移動抵抗は少ない。したがって、第3の対向面38を移動するために必要な力が少なくて済む。
さらに、可動部材30が第1の位置B1から第2の位置B2に移動するときに、清掃部材35が第1の対向面36を擦るようになっている。これにより、第1の対向面36に付着した古いトナーなどの異物を除去できる。これにより、異物が光を遮って正確な測定ができなくなることを防止できる。
この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。たとえば、光センサ32を、図6に示すように反射型のセンサとしてもよい。この場合、受光素子47は、透明部材29の一側面48に設けられて発光素子46と隣接している。可動部材30(第3の対向面部材)の一側壁30aの外側面が、第3の対向面38として設けられている。第3の対向面38は、鏡面加工などが施されており、発光素子46からの光を受光素子47に向けて反射するようになっている。受光素子47は、反射した発光素子46からの光を受光する。なお、図6において、発光素子46および受光素子47を可動部材30側に設けてもよい。この場合、第1の対向面36を鏡面加工するなどして、発光素子46からの光を受光素子47に反射する。
2 画像形成部
26 濃度測定装置
27 一側壁(第2の対向面部材)
29 透光部材(第1の対向面部材)
30 可動部材(第3の対向面部材)
32 光センサ(光量を測定する手段)
33 第1の移動機構(第3の対向面を第1の位置から第2の位置に移動させる手段)
34 第2の移動機構(第2の位置にある第3の対向面を第2の対向面から遠ざかるように移動させる手段)
35 清掃部材
36 第1の対向面
37 第2の対向面
38 第3の対向面
45 細隙
46 発光素子
47 受光素子
60 透光部材(第3の対向面部材)
B1 第1の位置
B2 第2の位置
B3 第3の位置
L 液体現像剤
P 用紙(記録材)
Claims (4)
- 第1の対向面を有する第1の対向面部材と、
第1の対向面の面方向に並び、第1の対向面よりも引込んだ第2の対向面を有する第2の対向面部材と、
第1の対向面および第2の対向面にそれぞれ対向する第1および第2の位置に来るように上記面方向に移動可能な第3の対向面を有する第3の対向面部材と、
第3の対向面が第1の位置にあり、第1の対向面と第3の対向面との間に液体現像剤が流入した細隙が形成されているときに、上記細隙に光を通過させてその光量を測定する手段と、
第3の対向面を第1の位置から第2の位置に移動させる手段と、
第2の位置にある第3の対向面を第2の対向面から遠ざかるように移動させる手段と、
を有し、
上記第1の対向面部材および上記第3の対向面部材は、光透過性を有する材料を用いて形成されており、
上記光量を測定する手段は、第1および第3の対向面部材の一方に設けられた発光素子と、第1および第3の対向面部材の他方に設けられ、上記一方の対向面部材の対向面、上記細隙および上記他方の対向面部材の対向面を通過した上記発光素子からの光を受光する受光素子と、を含んでいることを特徴とする液体現像剤の濃度測定装置。 - 第1の対向面を有する第1の対向面部材と、
第1の対向面の面方向に並び、第1の対向面よりも引込んだ第2の対向面を有する第2の対向面部材と、
第1の対向面および第2の対向面にそれぞれ対向する第1および第2の位置に来るように上記面方向に移動可能な第3の対向面を有する第3の対向面部材と、
第3の対向面が第1の位置にあり、第1の対向面と第3の対向面との間に液体現像剤が流入した細隙が形成されているときに、上記細隙に光を通過させてその光量を測定する手段と、
第3の対向面を第1の位置から第2の位置に移動させる手段と、
第2の位置にある第3の対向面を第2の対向面から遠ざかるように移動させる手段と、
を有し、
上記第1の対向面部材および上記第3の対向面部材の一方は、光透過性を有する材料を用いて形成され、上記第1の対向面部材および上記第3の対向面部材の他方の対向面は、光を反射するように形成されており、
上記光量を測定する手段は、上記一方の対向面部材に設けられた発光素子と、上記一方の対向面部材に設けられ、上記一方の対向面部材の対向面および上記細隙を通り上記他方の対向面部材の対向面を反射した発光素子からの光を受光する受光素子と、を含んでいることを特徴とする液体現像剤の濃度測定装置。 - 上記第3の対向面と同伴移動可能に設けられて第1の対向面を清掃するための清掃部材をさらに有し、
清掃部材は、第3の対向面が第1の位置から第2の位置に移動するときに第1の対向面を擦ることを特徴とする請求項1または2記載の液体現像剤の濃度測定装置。 - 請求項1〜3の何れか1項に記載の液体現像剤の濃度測定装置と、
濃度測定装置によって濃度が測定された液体現像剤を用いて画像を記録材に記録する画像形成部と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
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