JPH01148943A - 濃度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、カラー複写機等における湿式現像装置に用い
られる有色現像液の濃度を検出し、その濃度を制御する
ための濃度検出装置に関する。

（従来技術） 従来、複写機等における湿式現像装置の一種に、現像タ
ンク内の現像液中に一組の光源と受光素子とを備えた光
透過型の濃度センサを配設し、上記光源と受光素子間の
現像液濃度変化に応じた透過光量の変化を上記濃度セン
サの出力として得て、これに基づき新たなトナーを補給
することにより現像液濃度を制御する湿式現像装置が知
られている。

このような現像装置において、黒を含めた複数の色の現
像液が収容された現像タンクを設け、複数の色の現像を
１つの現像ユニットを共通使用して順次行なう方式のも
のが知られているが、このような現像装置の場合、１つ
の現像ユニットを共通使用して各色の現像を行なうため
、前工程で使用された有色現像液の色が後工程に使用さ
れる有色現像液に混入し混色してしまうという問題が生
じる。このため、現像液間の混色を避けるために、通常
、−現像工程終了毎に上記現像ユニットをクリーニング
液により洗浄し、次の現像工程時における混色を防止す
るようにしている。

しかしながら、このような洗浄工程を経た後も少量の残
留現像液は次工程に使用される現像液中に混入してしま
う。そして、−視像工程毎に同量の残留現像液が夫々次
工程の現像液中に混入されたとき、黒色の現像液がその
他の有色現像液中に混入した場合が最も影響を及ぼしや
すく問題となる。

即ち、黒色現像液中の黒トナーは、有色現像液中のカラ
ートナーよりも光の透過率が極めて小さく、このため、
ごく少量の黒トナーの混入によっても、前述した濃度セ
ンサの光源と受光素子間の透過光量が大きく減少してし
まう。その結果、濃度サンサは本来の現像液濃度よりも
濃度が濃い状態にあるとの検出信号を出力してしまい新
たなトナーの補給が停止されたままとなる。したがって
、この状態のままでは、有色現像液中のトナー濃度が低
下してしまい、現像されたその色の画像はオーバーライ
ド（濃度不足）となってしまう。

そこで、このような問題を避けるため、制御しようとす
る有色現像液の色に最大感度を示す受光素子と、この色
に最低感度を示す受光素子の夫々を光源と組合せて現像
液中に配設し、夫々の受光素子の出力信号の差を検出し
て現像液濃度を検出する濃度検出装置が提案されている
（特開昭６２−９９７７５号）。

しかしながら、この濃度検出装置では、黒トナーの混入
により２つの受光素子の出力差が変化してしまうという
欠点がある。すなわち、黒トナーの混入量が増えると、
２つの受光素子で受光される透過光の光量は一様に減少
するから、２つの受光素子の出力は共に小さくなり、し
たがって、検出装置からの出力である出力差も小さくな
ってしまう。その結果有色現像液の濃度が濃い状態にあ
る場合と同様の検出信号が出力されてしまい、前記−組
の光源と受光素子とを備えた濃度検出装置を用いた時と
同様に、有色現像液の濃度が低下してしまい現像された
画像はオーバーライドとなってしまうという問題が生じ
る。

このように、従来の濃度検出装置では、黒トナーの混入
による影響を避けられず、このため、濃度検出精度が低
下しまい、現像画像の品質向上を図れないという問題が
あった。

（目　　的） 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、有
色現像液の濃度を黒色現像液等の混入時においても正確
かつ精度良く検出し得る濃度検出装置を提供することを
目的とする。

（構　　成） 上記目的を達成するため、本発明による濃度検出装置で
は、濃度検出される有色現像液に対する透過率が異なる
複数の波長で透過光量を測定するための光源と受光素子
とからなる検出手段と、上記複数の波長に対して検出さ
れる透過光量の比を演算する手段とを備えたことを特徴
とする。

即ち、有色現像液中のカラートナーでは、その色により
透過光の波長による透過率の差が生じるが、黒トナーで
は波長による透過率の差が生じない。そこで、カラート
ナーに対して透過率が高い波長と、透過率が低い波長の
２波長を用いて夫々の透過光量を測定し、その比を検出
すれば現像液中のカラートナー濃度を正確に測定するこ
とができる。

したがって、実際の測定に際しては、例えば、赤色用の
現像液の場合には、透過率の高い波長として９５０ｎｍ
（赤外光）、透過率の低い波長として５７０ｎｍ　（黄
色光）を使用し、受光素子によって検出された赤外光透
過光量と黄色光透過光量の比を測定して現像液濃度を検
出する。

以下、本発明をより詳細に説明する。

前述したように、１組の光源と受光素子とを用いる従来
の濃度検出装置においては、第８図に示すように、赤現
像液の場合、赤トナーの濃度増加に応じて透過光量が減
少するが、黒トナーの混入によっても同様に透過光量が
減少してしまう。また、赤濃度が規定値よりも低い時に
黒トナーの混入があると、黒トナーの透過率は赤トナー
に比べて非常に小さいので、黒トナーの混入量が少量で
も赤トナー濃度の低下による透過光量の増加分よりも黒
トナーの混入による透過光量の減少分の方が大きくなり
、このため検出される透過光量が規定値よりも減少し、
その結実現像液濃度が高いと判定されてしまい、新しい
赤トナーが補給されず赤濃度が低下してしまう・という
問題があった。

これに対して、本発明による濃度検出装置のように、カ
ラートナーに対して透過率が高い波長と。

透過率が低い波長の２波長を用いて夫々の透過光量を測
定すると、黒トナーは波長間で透過率に差が生じないの
で、第９図に示すように、赤現像液への黒トナーの混入
量が増加した時には、赤外光、黄色光とも透過光量が同
じ比率で減少する。

尚、第９図では、透過光量を対数をとってグラフ化しで
あるため、透過光量比はグラフ上では差となって表され
ている。したがって、同図より明らかなように、赤外透
過光量と黄色透過光量との比である検出器出力は第１０
図に示すように黒トナーの混入量により変化しない。

一方、２波長間で透過率に差がある赤現像液の濃度が増
加すると、第１１図に示すように、赤外光、黄色光共に
透過光量が減少するが、透過率の小さい黄色光の透過光
量の方が減少量が大きく、両者の比は大きくなる。した
がって、第１２図に示すように、赤現像液の赤トナー濃
度が増加すると濃度検出器からの出力も増加する。

このように、カラートナーに対して透過率が高い波長と
、透過率が低い波長の２波長を用いて夫々の透過光量を
測定し、その比を検出することによって、現像液のカラ
ートナー濃度を黒トナーの混入による影響を受けずに正
確に検出することができる。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明による濃度検出装置が適用されるカラー
複写機の一構成例を示すものであって、図中符号１は、
露光光学系からの光像を受けて原稿の潜像を形成する感
光体ドラムで、ここには帯電装置３、現像ユニット４、
転写ローラ５．クリーニング装置６が周設されている。

前述した現像ユニット４は現像液タンクを兼ねるカバー
４ａ内に２本の現像ローラ４ｂ、　４ｃと、感光体ドラ
ム１表面の現像液を絞り取るスクイズローラ４ｄを収容
するとともに、上部には液給送ポンプ７１．８１．９１
を介してそれぞれ黒色現像液タンク７、有色現像液タン
ク８、クリーニング液タンク９に連通する液供給パイプ
７２．８２．９２の吐出口が配設され、また、下部には
切替弁１０を介して上記タンク７．８．９に選択的に連
通する拝液パイプ７３．８３．９３を接続して構成され
ている。クリーニング装置６は、クリーニング液回収桶
を兼ねるカバー６ａ内に現像液を掻き取るブレード６ｂ
と、クリーニング液の液溜まりを形成させるホームロー
ラ６ｃと、このローラ６ｃのクリーニング液を絞り出す
ローラ６ｄを収容するとともに、上部には液給送ポンプ
７４を介して黒色現像液タンク７に連通ずる液供給パイ
プ７５の吐出口を配設して構成されている。

尚、第１図では有色現像液タンク８は一つのみ図示され
ているが、多色カラー複写の場合には、例えば、特開昭
６１−１１４２５６号、特開昭６１−１１４２５８号、
特開昭６１−１１４２５９号に記載されている現像装置
と同様に複数の現像液タンクが並設される。

そして、各有色現像液タンク８内の有色現像液は、各現
像液タンク毎に設けられた上記現像ポンプ８１によって
現像ユニット４に、順次、各色ごとの現像工程毎に供給
され、感光体１上に形成された静電潜像を可視像化した
のち、各拝液パイプ８３を介して夫々の現像液タンク８
に回収される。

さて、上記構成よりなるカラー複写機における湿式現像
装置においては、濃度制御は、濃度検出装置により現像
液タンク内の現像液中のカラートナー濃度を検出し、コ
ピーをとることによりトナー濃度が低下するとトナーを
補給して濃度を一定に保ち画質を安定させている。

このため、各有色現像液タンク８内には現像液中のカラ
ートナー濃度を検出するための濃度検出装置のセンサ部
が配設される。

ところで、上記現像ユニット４は各色の現像液で共用し
て使用されるため、前述したように、現像液の切替の際
に混色が発生し、濃度検出に悪影響を及ぼす。

そこで、本発明では前述したように、このような構成の
現像装置に対して使用される濃度検出装置を、濃度検出
される有色現像液に対する透過率が異なる複数の波長で
透過光量を測定するための光源と受光素子とからなるセ
ンサ部と、上記複数の波長に対して検出される透過光量
の比を演算する手段とを備えた構成にする。そして、第
１図に示すように、濃度検出装置１３の各測定波長光毎
に設けられた複数のセンサ部１１．１２を有色現像液タ
ンク８内に浸漬して配設し、夫々のセンサ部の光源と受
光素子との間に現像液が満たされるようにする。

尚、上記センサ部１１．１２の構成としては、例えば第
２図に示すように、現像液タンクの上部から現像液中に
延出された２枚のプリント基板１１ａ、　１１ｃを設け
、このプリント基板１１ａ、　Ｉｌｃを断面コ型形状の
ブラケットｌｌｂを挾んで側基板１１ａ、　ｌｉｅに貫
通するビスｌｉｄにより固定すると共に、一方の基板１
１ｃ側に所望の波長の光を発するＬＥＤやパイロットラ
ンプ等の発光素子りを、他方の基板１１ａには発光素子
りからの光を受光するためのフォトダイオードやフォト
トランジスタ若しくはＣｄｓセル等からなる受光素子Ｐ
をそれぞれ光軸を合わせて固定し、ビス１１ｄの回動に
より画素子間の航路長を調整可能にすると共に、各素子
Ｐ、Ｌが基板１１ａ、　Ｉｌｃの導電パターンを介して
濃度検出装置１３と接続されるようにする。

また、濃度検出装置１３の出力側は、有色現像液タンク
８に新しいカラートナーを補給するトナーボトル１７の
補給口を開閉する弁１６を作動するためのソレノイド１
４と接続されており、このソレノイド１４の可動ロンド
部は上記弁１６を開閉作動する補給レバー１５と係合さ
れる。

さて、以上の構成よりなる濃度検出装置１３では、セン
サ部１１．１２からの信号及びその比に基づいて検出さ
れた結果が、現像液濃度が薄いと検出されると制御信号
を出力し、トナー補給ソレノイド１４を作動し、このト
ナー補給ソレノイド１４によって。

トナー補給レバー１５を揺動する。そして、このトナー
補給レバー１５の揺動により、図示されないトナーボト
ルホルダーに装着されているトナーボトル１７のトナー
補給口を閉じていた弁１６を作動し、トナーボトル１７
の補給口を開放してトナーボトル１７内の新たなトナー
を現像液タンク８内に補給する。ここで、上記トナー補
給ソレノイド１４は、−定の周期５例えば、１コピーサ
イクル毎に１回の周期で”オン”、′オフ″を行ない、
現像液が所定の濃度になるまで上述の動作を繰り返す。

ここで、以上の制御に用いられる本発明による濃度検出
装置のより具体的な実施例を第３図及び第４図を参照し
て説明する。

第３図は本発明による濃度検出装置の一回路構成例を表
すものであって、図中、符号Ｌｌ、　Ｌ２は発光素子、
符号Ｒ１，Ｒ２はその発光素子ＬＬ、　Ｌ２の発光量を
調整するための抵抗、符号ＰＩ、　Ｐ２は上記各発光素
子Ｌｌ、　Ｌ２からの光を夫々受光し、受光光量に応じ
た信号を出力する受光素子、符号ＡＩ、　Ａ２はその各
受光素子ＰＩ、　Ｐ２からの出力信号を増幅する所定の
増幅率を有するアンプ、符号１３ａ、　１３ｂはアンプ
ＡＩ、　Ａ２からの信号をデジタル変換するＡ／Ｄコン
バータ、符号１３ｃは周知のマイクロコンピュータの中
央演算処理装置を夫々示している。尚、第４図は第３図
に示した構成の濃度検出装置を用いた時の上記マイクロ
コンピュータによる制御プログラムの一例を示す。

この実施例における濃度検出装置のセンサ部は。

発光素子ＬＬ、　Ｌ２としての発光波長の異なる２個の
ＬＥＤと、受光素子ＰＩ、　Ｐ２としての２個のフォト
ダイオードとを用いて、両者を組合せた構成がらなって
いる。そして、上記発光波長としては、前述したように
、濃度制御される現像液での透過率が異なる２つの波長
光を用いる。

第３図及び第４図において、制御プログラムがスタート
すると（Ｓｌ）、コピーを取る毎に（ｓ２）、それぞれ
のフォトダイオードＰｉ、　Ｐ２の出力がアンプＡｌ、
　Ａ２によって増幅されると共に電流−電圧変換された
後、Ａ／Ｄコンバータ１３ａ、　１３ｂを通して周知の
マイクロコンピュータのＣＰ　Ｕ　１３ｃで読み取られ
る（Ｓ３）、　（Ｓ４）。ＣＰＵ１３ｃは読み取った２
つのフォトダイオードＰＩ、　Ｐ２の出力、即ち、２波
長での透過光量の比を計算し現像液濃度を算出する（Ｓ
５）。そして、求めた濃度が予め定められた設定値より
も濃いか薄いかを判定しくＳ６）、濃い場合にはそのま
ま再度検出段（Ｓ２）へ戻り、薄い場合には、トナー補
給ソレノイド１４を一定時間作動し、現像液タンク内に
新たなトナーを補給した後、初期段（Ｓ２）に戻り、再
度検出を繰り返す。

以上、本発明による濃度検出装置の一実施例を示したが
、前述したように、本発明による上記濃度検出装置では
、少なくとも２つの異なる波長光を用い、その透過光量
の比を求めて現像液濃度の検出及び制御を行なうため、
精度のよい濃度検出及び制御を行なうことができる。

次に、本発明による濃度検出装置の別の実施例について
第５図及び第６図を参照して説明する。

第５図は濃度検出装置の回路構成例を示し、図中、符号
Ｌｌ、　Ｌ２は発光素子、符号Ｒ１，Ｒ２はその発光素
子ＬＬ、　Ｌ２の発光量を調整するための抵抗、符号Ｐ
Ｄは上記各発光素子ＬＬ、　Ｌ２からの光を別々に受光
し、それぞれの透過光量に応じた信号を出力する受光素
子、符号１３ｅはその受光素子ＰＤからの出力信号を増
幅する所定の増幅率を有するアンプ、符号１３ｄはアン
プ１３ｅからの信号をデジタル変換するＡ／Ｄコンバー
タ、符号１３ｃは周知のマイクロコンピュータの中央演
算処理装置を夫々示している。尚、第６図は第５図に示
した構成の濃度検出装置を用いた時の上記マイクロコン
ピュータによる制御プログラムの一例を示す。

この実施例における濃度検出装置のセンサ部は、発光素
子ＬＬ、　Ｌ２としての発光波長の異なる２個のＬＥＤ
と、受光素子ＰＤとしての１個のフォトダイオードとを
用いて、両者を組合せた構成がらなっている。そして、
上記発光波長としては、濃度制御される現像液での透過
率が異なる２つの波長光を用いる。

さて、第５図及び第６図において、制御プログラムがス
タートシ、コピーが取られると（Ｓ２）、濃度検出装置
は何れか一方の発光素子Ｌｌを点燈し、その波長光に対
する透過光量を受光素子Ｐ［）により検出してアンプ１
３ｅ、及びＡ／Ｄコンバータ１３ｄを介してＣＰＵ１３
ｃで読み取り、データとして記憶しくＳ３）、その後発
光素子Ｌ１を消燈する（Ｓ４）。そして、Ｌ１消燈の直
後に他方の発光素子Ｌ２を点燈してその波長光に対する
透過光量を受光素子ＰＤによって検出し、同様にＣＰＵ
１３ｃで読み取り記憶しくＳ５）、その後発光素子Ｌ２
を消燈する。次に、ＣＰＵ１３ｃは読み取ったデータか
ら２波長での透過光量の比を計算し現像液濃度を算出す
る（Ｓ７）。そして、求めた濃度が予め定められた設定
値よりも濃いか薄いかを判定しくＳ８）、濃い場合には
そのまま再度検出段（Ｓ２）へ戻り、薄い場合には、ト
ナー補給ソレノイ、ド１４を一定時間作動しくＳ９）、
現像液タンク内に新たなトナーを補給した後、初期段（
Ｓ２）に戻り、再度検出を繰り返す。

以上、この実施例における濃度検出装置においても、２
つの異なる波長光を用い、その透過光量の比を求めて現
像液濃度の検出及び制御を行なうため、前述したように
、精度のよい濃度検出及び制御を行なうことができる。

また、この実施例においては、１つのフォトダイオード
で発光波長の異なる２個のＬＥＤの光を受けるように配
置されるか、若しくは、異なる発光波長のＬＥＤチップ
が２個１パツケージに封入されている発光素子を用いる
ことにより、受光素子のフォトダイオードが１個ですむ
ようにしだ例を示し、このように、受光素子数が１個で
済む場合には、電流電圧変換用のアンプ１３ｅ及びＡ／
Ｄコンバータ１３ｄもそれぞれ１個で済み、回路構成が
簡単になると共にコストの低減が図れる。

第７図は本発明による濃度検出装置のさらに別の実施例
を表し、第３図に示した回路のＡ／Ｄコンバータ及びＣ
ＰＵを用いるかわりに、対数増幅器１３ｆ、　１３ｇと
、その対数増幅器１３ｆ、　１３ｇの出力差を求める減
算器１３ｈ及び、その減算器１３ｈの出力と予め定めら
れた基準信号とを比較し、比較結果に対応した信号を出
力するコンパレータ１３ｉとを設け、第３図に示した装
置のように２波長での透過光量の比を求めてセンサ出力
値とする変わりに、２つの波長光の透過光量の対数を取
り、その差を求めて基準濃度を表す規定値と比較し、比
較結果により基準濃度に対する現像液濃度の変化量を検
出し、その検出値に対応した制御信号を出力しててトナ
ー補給ソレノイド１４を制御するように構成した例であ
る。

尚、この実施例はアナログ式の検出及び制御の−例であ
るが、前記第３図及び第５図に示した濃度検出装置と略
同様の結果が得られる。

（効　　果） 以上説明したように１本発明による濃度検出装置では、
複数の波長光を用い、各波長光の現像液中における透過
光量をそれぞれ検出し、その各検出値の比から現像液濃
度を検出するように構成したことにより、有色現像液の
濃度測定時においても、黒トナーの混入による影響を受
けることなく正確な有色現像液濃度（カラートナー濃度
）を検出することができる。したがって、本発明による
濃度検出装置を備えた現像装置では、有色現像液の濃度
が正確に検出され、その濃度が常に適正な条件下で制御
されるため５、安定した画質のカラー画像を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による濃度検出装置を有する複写機の一
実施例を表す複写機の概略要部構成図、第２図は同上複
写機等に使用される濃度検出器のセンサ部の一実施例を
表す概略断面図、第３図は本発明の一実施例を示す濃度
検出装置のブロック図、第４図は第３図に示した濃度検
出装置における制御例を表すフローチャート、第５図は
本発明の別の実施例を示す濃度検出装置のブロック図、
第６図は第５図に示した濃度検出装置における制御例を
表すフローチャート、第７図は本発明のさらに別の実施
例を示す濃度検出装置のブロック図、第８図は赤現像液
中における黒トナー混入時の赤トナー濃度と透過光量と
の関係を示す図、第９図は赤現像液中における黒トナー
混入時の波長と透過光量の対数値との関係を示す図、第
１０図は赤外光及び黄色光の２つの波長光を用いて赤現
像液中の夫々の透過光量を測定したときの黒トナー混入
量と濃度センサ出力比（透過光量比）の関係を示す図、
第１１図は赤現像液中における赤トナー濃度を変化させ
た時の波長と透過光量の対数値との関係を示す図、第１
２図は赤外光及び黄色光の２つの波長光を用いて赤現像
液中の夫々の透過光量を測定したときの赤トナー濃度と
濃度センサ出力比（透過光量比）の関係を示す図である
。 １・・・・感光体、２・・・・露光装置、４・・・・現
像ユニット、７・・・・黒色現像液タンク、８・・・・
有色現像液タンク、９・・・・クリーニング液タンク、
１１゜１２・・・・濃度検出装置のセンサ部、１３・・
・・濃度検出装置、１３ａ、１３ｂ、１３ｄ　・・・・
Ａ／Ｄコンバータ、１３ｃ”・・マイクロコンピュータ
のＣＰＵ、１３ｅ、ＡＩ、Ａ２・・・・電流−電圧変換
用増幅器、１３ｆ、１３ｇ・・・・対数増幅器、１３ｈ
・・・・減算器、１３ｉ・・・・比較器、１４・・・・
トナー補給用ソレノイド、１５・・・・トナー補給レバ
ー、１６・・・・弁、１７・・・・カラートナーボトル
、Ｌ　、ＬＬ、Ｌ２・・・・光源、Ｐ、ＰＬ、Ｐ２．Ｐ
Ｄ・・・・受光素子。 第　１　図 第　８　図 第　１０　図 第９図 第１１図 第　２　図 第　３　図 第５図 第７囮 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　湿式現像装置に用いられる有色現像液の濃度を光学的
   に検出する光透過型の濃度検出装置において、濃度検出
   される有色現像液に対する透過率が異なる複数の波長で
   透過光量を測定するための光源と受光素子とからなる検
   出手段と、上記複数の波長に対して検出される透過光量
   の比を演算する手段とを備えたことを特徴とする濃度検
   出装置。