JPH06109630A - 現像液のトナー濃度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】トナー濃度検知センサへの凝集物の付着による
トナー濃度の誤検知及びそれに起因するコピー画像濃度
の低下を防止することのできる現像液のトナー濃度セン
サを提供すること。 【構成】現像液をその粘性により高光反射体（感光体４
Ａ）に薄膜７３状に付着させ、高光反射体に薄膜状に付
着した現像液に発光素子部ＡＡより光を照射すると共に
その反射光を受光素子部ＢＢで受光し、この受光量に対
応した信号を出力することにより、現像液のトナー濃度
を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、湿式電子写真複写機な
どのトナー濃度センサ、さらに詳しくは現像液の粘性を
利用したトナー濃度センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】湿式複写機の一例を図３から図６に示
す。図４に於いて、給紙カセット１にセットされている
転写紙は、給紙コロ２などによりレジストローラ３に向
けて給紙される。

【０００３】この転写紙の先端は、レジストローラ３の
ニップに挟まれた状態で一時停止され、感光体ドラム４
上に形成されたトナー像の先端と、転写紙の先端が一致
するタイミングで再給紙される。

【０００４】この再給紙された転写紙は、転写チャージ
ャ５によってトナー像の転写を受けた後、分離ユニット
６により感光体ドラム４から分離され、定着ユニット７
に向けて搬送される。この転写紙は、定着ユニット７に
よってトナー像を定着された後、複写機外に排出され
る。

【０００５】ここで、転写紙上に転写されるトナー像
は、図５に示すようなプロセスを経て感光体ドラム４上
に形成される。即ち、図５に於いて、先ず、感光体ドラ
ム４の表面が帯電チャージャ１１により正極性に帯電さ
れた後、この感光体ドラム４の非画像域の電荷がイレー
サ１２により除去される。

【０００６】次いで、図４に示すように、ＡＤＦ８によ
りコンタクトガラス９上にセットされた原稿（図示せ
ず）の画像がハロゲンランプ（図示せず）により照射さ
れ、この原稿の反射光が複数のミラーおよびスルーレン
ズからなる露光ユニットからの露光光１３が感光体ドラ
ム４上に結像されることによって、感光体ドラム４上に
原稿の静電潜像が形成される。

【０００７】この静電潜像は、図４に示す複写機下部の
現像タンク１０内から汲み上げられた現像液が、図５に
示す２本の現像ローラ１４を介して感光体ドラム４に向
けて供給され、負極性に帯電されたトナーが付着される
ことによりトナー像（可視像）化される。

【０００８】このとき、図５に示すように現像ローラ１
４を通過して感光体ドラム４上に付着した余分な現像剤
は、スクイズローラ１５により感光体ドラム４上から絞
り落とされて、現像タンク１０内に戻される。

【０００９】図４において、感光体ドラム４上に形成さ
れたトナー像は、上述したように、レジストローラ３か
ら再給紙された転写紙が感光体ドラム４に密着し、この
状態で転写紙の裏側から転写チャージャ５によって正極
性の電荷が印加されることにより転写紙上に転写され
る。

【００１０】この転写時に於いて、転写紙上に転写され
ずに感光体ドラム４上に残留したトナーは、クリーニン
グローラ１６及びクリーニングブレード１７により掻き
落とされる。

【００１１】一方、図４に示すように、この現像タンク
１０は、上蓋にトナーを収容するトナー容器６５とアイ
ソパー（商品名）等の現像剤を収容する母液容器６６
が、これらの出口が下になるように倒立して装着され、
又、ポンプ２７駆動用のモータ（図示せず）も取り付け
られている。

【００１２】図３に示すように、現像タンク１０内部に
は、該駆動用モータで駆動され、現像装置２５，クリー
ニング装置２６に現像液を供給すると共に現像タンク１
０内の現像液の攪はん流を発生させる為のポンプ２７が
ある。

【００１３】このポンプからの吐出液の一部は現像液供
給パイプ２８を経て現像装置２５に向かう。他の一部
は、母液供給パイプ２２を経てクリーニング装置２６に
送られる。

【００１４】また、他の一部はパイプ３８を介して、同
タンク内の常に現像液中に没する位置に取り付けられた
濃度センサ２４に向かう。なお、液面には、現像液の液
面を検知するフロートセンサ４１が設けられている。

【００１５】この濃度センサ２４からの検出信号を用
い、周知のトナー補給制御方法に基ずいて、トナー容器
６５からのトナーが現像タンク１０内に補給され、現像
液として現像タンク１０内に蓄えられる。

【００１６】現像液は前記したように、ポンプ２７によ
り現像液供給パイプ２８を介して現像装置２５に供給さ
れて現像に使用された後に、現像装置２５の最下部にそ
の上端が接続されている現像液回収パイプ２９を介して
現像タンク１０に回収されることにより循環され、また
同時に、上記ポンプ２７により、母液供給パイプ２２を
介してクリーニング装置２６に供給されて、クリーニン
グに使用された後に、クリーニング装置２６の最下部に
その上端が接続されている母液回収パイプ２３を介して
現像タンク１０に回収されることにより循環される。

【００１７】図６に示すように、現像タンク１０の上蓋
にはソレノイドなどからなるトナー補給装置５０も設け
られ、これは上記濃度センサ２４からの検出信号によ
り、現像液濃度が設定値以下になると、ソレノイドを吸
引駆動して、トナー容器６５の通常はスプリングにより
閉じている弁をレバーで押すことにより開放して、トナ
ー容器６５内のトナーを現像タンク１０内に補給する。

【００１８】図５において、クリーニング装置２６は、
ケーシング上部に液供給穴１８、ケーシング最下部に液
回収穴２１、ケーシング内に液拡散板１９、クリーニン
グローラ１６、絞りローラ２０が設けられており、液供
給穴１８に上端が接続されている母液供給パイプ２２を
介して現像タンク１０内の現像液が供給され、液回収穴
２１に上端が接続されている回収パイプ２３を介して現
像タンク１０に現像液が回収される。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来装置で
は、トナー濃度センサ２４は、現像タンク１０内のポン
プ２７より吐出されたトナー流路の一部に設けられ、図
７に示すように、発光素子としてのランプ３１とＣｄｓ
セルなどの受光素子３２とが１mm以下の僅少な隙間を置
いて対置され、その間を流れる現像液を透過する光を受
光素子で受ける光透過型センサが使用されている。

【００２０】しかし、湿式複写機では、上述したように
現像タンク内の現像液を現像装置とクリーニングユニッ
トの両方に供給し回収する循環方式を採用しているの
で、クリーニング部より回収される現像液中には、転写
紙の搬送過程で発生しトナー像転写の際転写紙より感光
体周面に移転した紙粉等のゴミが混在し、又、現像装置
より回収される現像液中には金属粉や、再分散不良によ
るトナー凝集物が存在し、それらがトナー濃度センサの
発光面と受光面との隙間に引っかかると、それにトナー
が付着し、発光面で徐々に成長してついには図８に示す
ように隙間が埋まってしまい、現像液が隙間を流れなく
なる。

【００２１】更に、複写機を移動する際、現像液を抜き
去り、長時間放置されると、発光面、受光面にトナーが
付着したまま乾燥し、固着してしまい、実際の現像液の
トナー濃度よりも濃いトナー濃度であるかの如くセンサ
が誤検知し、その検知信号によってトナー補給を行った
場合、トナー濃度は所定の値よりも低くなり、その結
果、現像された画像濃度が低くなるという不具合が発生
する。

【００２２】本発明は、トナー濃度検知センサへの凝集
物の付着によるトナー濃度の誤検知及びそれに起因する
コピー画像濃度の低下を防止することのできる現像液の
トナー濃度センサを提供することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、 （１）．現像液をその粘性により高光反射体に薄膜状に
付着させ、高光反射体に薄膜状に付着した現像液に光を
照射すると共にその反射光を受光し受光量に対応した信
号を出力することにより、現像液のトナー濃度を検出す
ることとした。

【００２４】（２）．現像液をその粘性により高光反射
体に薄膜状に付着させ、高光反射体の地肌部と現像液の
薄膜状に付着した部分とにそれぞれ光を照射すると共に
それぞれの反射光を受光し、それぞれの受光量に対応し
た出力信号を比較することにより、現像液のトナー濃度
を検出することもできる。

【００２５】（３）．現像液をその粘性により高光反射
体に薄膜状に付着させる手段と、高光反射体を移動、ま
たは回転させる手段と、高光反射体に薄膜状に付着した
現像液を掻き取る手段を有し、高光反射体に光を照射す
ると共にその反射光を受光し受光量に対応した信号を出
力する光センサを少なくとも、高光反射体が移動また
は、回転し、該現像液掻き取り手段を通過する前後に有
し、且つ高光反射体の位置を検出する手段を有し、高光
反射体に現像液が薄膜状に付着した部分と該現像液掻き
取り手段を通過して、現像液が、掻き取られた地肌部と
の光センサによる出力信号を該位置検知手段により、高
光反射体の同一部分からの出力信号であるか判断し、高
光反射体の同一部分からの出力信号を比較することによ
り、現像液のトナー濃度を検出することもできる。

【００２６】（４）．（１）乃至（３）において、高光
反射体を感光体をすることができる。

【００２７】（５）．（１）乃至（３）において、高光
反射体に薄膜状に付着かつ膜厚を調整する手段を有する
こととすると効果的である。

【００２８】

【作用】高光反射体に薄膜状に付着した現像液からの反
射光の受光量に対応した信号を出力することにより、現
像液のトナー濃度が検出される。

【００２９】

【実施例】以下の説明において、感光体ドラムに対する
現像現像液の供給手段及び回収手段については、前記従
来技術にかかる図３、図７、図８に示す濃度センサ２４
にかかる構成部、及び本発明の実施例として特に説明す
る部分を除き、共通の構成手段を用いている。

【００３０】図２に示すように、トナー濃度センサ５５
ａ，５５ｂは感光体ドラム４が通過するクリーニング装
置２６の前後に配置されている。これら各トナー濃度セ
ンサは、図１に示すようにＰＣＢ基板７０上に配置さ
れ、防塵フィルタ７１で覆われた発光ダイオード等から
なる発光素子部ＡＡとフォトトランジスタ等からなる受
光素子部ＢＢの一対からなる。

【００３１】これらトナー濃度センサ５５ａ、５５ｂ
は、図１に示すように、感光体ドラム４の表面を構成す
る高反射体としての感光体４Ａに対し発光素子部からの
出射光が最も効果的に反射されてその反射光が受光素子
に受光されるような適切な取り付け角度（本例では法線
Ｏ−Ｏに対する両素子の光軸角がθとなる角度）を持っ
て配置されている。なお、図２において、符号７４は分
離ローラ、符号７５は分離ベルトをそれぞれ示す。

【００３２】トナー濃度の検知方法は、次のとおりであ
る。湿式複写機特有のプレクリーニング時、又は作像工
程に入る前の現像液立ち上がり時、連続複写動作時のス
キャナリターン時に複写機下部の現像タンク１０内から
ポンプ２７によって現像液が汲み上げられる。

【００３３】この汲み上げられた現像液は、２本の現像
ローラ１４、１４を介して感光体ドラム４に向けて供給
され、無帯電状態の感光体ドラム４上に現像液の粘性に
より、またスクイズローラ５６によって薄膜状に付着す
る。よって、スクイズローラ５６は薄膜状に付着させる
手段である。この薄膜状の現像液を図１に符号７３で示
す。

【００３４】このとき、図２に示すスクイズローラ５６
をＤＣモータ等で駆動する。ここで、ＤＣモータの場
合、これに加える電圧をボリューム等で可変にすること
で、回転速度を可変とし、感光体ドラム４上に出来る現
像液の膜厚をコントロールできるようにしてある。この
場合、ＤＣモータ及びボリュームは液膜調整手段とな
る。

【００３５】このように、現像液の膜厚をコントロール
する事により濃度センサ５５ａの出力をコントロールで
る。即ち、ＤＣモータに加える電圧をボリュームで変え
る事により容易にトナー濃度の設定値を変更できる。因
みに、前記図５に示した従来例のままでは、メインモー
タからギア等を介し、感光体ドラム４、現像ローラ１
４、スクイズローラ１５等を一定速度で回転させている
ので、そのまま本例を適用しょうとすれば、スクイズロ
ーラの速度変更はソフト変更によって行わなければなら
ないとの煩わしさがある。

【００３６】次に、図１に示すように、濃度センサ５５
ａの発光素子部５５ａより現像液付着部に光を照射し、
その反射光を受光素子部ＢＢで受光して濃度センサ５５
ａの出力信号を得る。

【００３７】また、感光体ドラム４の位置検出手段、例
えば、感光体ドラム４をステッピングモータ等で駆動す
ることにより、前記発光素子部５５ａによって光を当て
られた現像液付着部が、現像液の掻き取り手段としての
クリーニング装置２６で現像液を掻き取られるので感光
体ドラムの地肌部が露出する。この地肌部をトナー濃度
センサ５５ｂによって検知し、その出力信号を得る。

【００３８】これら、濃度センサ５５ａと濃度センサ５
５ｂの各出力差を経時的に比較することにより現像液の
濃度変化がわかる。つまり、現像タンク１０中のトナー
濃度が検知できる。

【００３９】以上により、次の利点を得る。 １．濃度センサが、現像液中に没しておらず、被検知対
象は薄膜状に感光体上に形成されているので、濃度セン
サのランプ部、受光部が汚れず、トナー濃度検知センサ
への凝集物の付着によるトナー濃度の誤検知及びそれに
起因するコピー画像濃度の低下を防止することができ
る。また、現像液の母液をなすアイソパーがランプ部に
入り込みフィラメントに触れて引火する虞れを解消でき
る。且つ、高光反射体が劣化しても、また、同一種類の
ものに交換してもトナー濃度を測定できる。

【００４０】２．感光体を現像液の薄膜状付着手段とし
て使用しているので部品点数を減らすことができる。

【００４１】３．スクイズローラの回転速度を可変とす
る現像液の膜厚調整手段を用いれば、簡単にトナー濃度
の設定を変更できる。

【００４２】

【発明の効果】トナー濃度検知センサへの凝集物の付着
によるトナー濃度の誤検知及びそれに起因するコピー画
像濃度の低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる濃度センサを配置とともに示し
た断面図である。

【図２】本発明の実施例で、濃度センサの感光体ドラム
回りにおける配置を説明した図である。

【図３】現像タンク回りの構成を説明した断面図であ
る。

【図４】従来の湿式複写機の構造を示した説明した図で
ある。

【図５】感光体ドラムへの現像液供給及び回収手段を説
明した図である。

【図６】トナーの補給手段を説明した図である。

【図７】従来のトナー濃度検知手段を説明した図であ
る。

【図８】従来のトナー濃度検知手段を説明した図であ
る。

【符号の説明】 ４Ａ （高反射体としての）感光体 ５５ａ トナー濃度センサ ５５ｂ トナー濃度センサ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】現像液をその粘性により高光反射体に薄膜
   状に付着させ、高光反射体に薄膜状に付着した現像液に
   光を照射すると共にその反射光を受光し受光量に対応し
   た信号を出力することにより、現像液のトナー濃度を検
   出することを特徴とする現像液のトナー濃度センサ。
2. 【請求項２】現像液をその粘性により高光反射体に薄膜
   状に付着させ、高光反射体の地肌部と現像液の薄膜状に
   付着した部分とにそれぞれ光を照射すると共にそれぞれ
   の反射光を受光し、それぞれの受光量に対応した出力信
   号を比較することにより、現像液のトナー濃度を検出す
   ることを特徴とする現像液のトナー濃度センサ。
3. 【請求項３】現像液をその粘性により高光反射体に薄膜
   状に付着させる手段と、高光反射体を移動、または回転
   させる手段と、高光反射体に薄膜状に付着した現像液を
   掻き取る手段を有し、高光反射体に光を照射すると共に
   その反射光を受光し受光量に対応した信号を出力する光
   センサを少なくとも、高光反射体が移動または、回転
   し、該現像液掻き取り手段を通過する前後に有し、且つ
   高光反射体の位置を検出する手段を有し、高光反射体に
   現像液が薄膜状に付着した部分と該現像液掻き取り手段
   を通過して、現像液が、掻き取られた地肌部との光セン
   サによる出力信号を該位置検知手段により、高光反射体
   の同一部分からの出力信号であるか判断し、高光反射体
   の同一部分からの出力信号を比較することにより、現像
   液のトナー濃度を検出することを特徴とする現像液のト
   ナー濃度センサ。
4. 【請求項４】請求項１乃至請求項３において、高光反射
   体が感光体であることを特徴とする現像液のトナー濃度
   センサ。
5. 【請求項５】請求項１乃至請求項３において、高光反射
   体に薄膜状に付着かつ、膜厚を調整する手段を有した事
   を特徴とする現像液のトナー濃度センサ。