JPS61189442A - 液体濃度測定装置 - 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、液体現像剤等の濃度測定装置、更に詳しくは
、液体現像剤等に含まれる着色機−粒子成分の濃度を測
定するための濃度測定装置に関する。

（従来技術） 液状の分散媒体中に着色微粒子を分散させてなる液体現
像剤は、静電潜像を現像するための現像剤として周知で
ある。液体現像剤は現像によって着色微粒子成分が消費
され、また、長時間放置された場合には、分散媒体が気
化して分散媒体に対する着色微粒子成分の混合比率、即
ち、濃度が変化してしまい現像特性が安定しなくなると
いう問題がある。液体現像剤の濃度を一定に保つために
その濃度を光電的に測定し、同測定出力に基いて濃縮ト
ナーや分散媒体（キャリア溶液）を補給することが考え
られるが、この場合、濃度測定セルや、光電センサー面
に着色微粒子（トナー粒子）が付着し、測定誤差を生ず
る不具合があった。

そこで、上記の不具合な点を解決したものとして、例え
ば特開昭５６−６３２４３号において公知の現像剤濃度
測定装置がある。この濃度測定装置においては、第１３
１図に示すように、液体現像剤はその循環経路に設けた
扁平ノズル１に導かれるようになっていて、同ノズル１
の扁平な先端部より噴出することにより現像剤は厚さの
薄い液膜２を形成するので、この液膜２を挾んで対向す
る位置に、測定用の光源３と光電セル４、および１対の
電極板５と６が配設されている。そして、現像剤濃度は
光源３と光電セル４によって光電的に検知されるように
なっているが、液膜２の厚さが不安定であるので、電極
板５と６によって両電極間の静電容量を観測し、この静
電容量から現像剤液膜２の厚さを演算して上記光電セル
４の検知出力を補正するようにしている。

上記現像剤濃度測定装置は現像剤濃度の測定に際し、測
定部にトナー粒子が付着して誤差を生じる等の不具合を
生じない利点がある。しかし、光電測定部と膜厚測定部
とが離れているために、この間で液膜２が同一形状を保
持しているという保障はなく、誤差を生じやすい。また
、膜厚測定の原理として、静電容量方式と現像液膜２の
正射影の幅を測定する方式とが開示されているが、いず
れの方式も、共に高精度の膜厚測定が困難であるので、
上記従来装置では、総合的に高精度の濃度測定が難しい
状況にあると言える。

（目的〕 本発明の目的は、上述した点に鑑み、高精度の測定がで
きてしかも保守性に優れ、また現像剤の特性に合せて被
測定液の膜厚を任意に設定できるようにした液体現像剤
等の濃度測定装置を提供するにある。

（概要） 本発明の液体現像剤等の濃度測定装置は、保持部材に設
けた開口部に被測定液を保持させてこの保持部材を光電
検知手段が配置された測定部まで移動させ、光電検知手
段により開口部内の被測定液の光透過率を測定して被測
定液中の着色成分の濃度を測定するようにしたものであ
る。

（実施例） 以下、本発明を図示の実施例によって説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す濃度測定装置の概略
断面図である。この濃度測定装置２１では、液体現像剤
１２で満たされた現像剤容器１１の上方には円板状の現
像剤保持部材１３が回転駆動装置（図示されず）に連結
した回転軸１４に一体のフランジ１５に固定されて回転
自在になっている。現像剤保持部材１３には第２図に示
すように同保持部材１３０回転中心を中心とする円周上
に複数の開口部１６が穿設されている。現像像保持部材
１３の下部は上記現像剤容器１１中の液体現像剤１２中
に浸漬されているので、同部分が現像剤１２の供給部１
７となっていて、現像剤保持部材１３が回転することに
より順次開口部１６が液体現像剤１２中を通過して同開
口部１６に液体現像剤１２が保持されることになる。現
像剤保持部材１３の上部は同保持部材１３の開口部１６
の高さ位置に光電検知部２０が存在し、同検知部２０に
は上記保持部材１３を挾んで対向しあう光源１８と光電
、センサ１９からなる光電検知手段が配設されている。

従って、液体現像剤１２を保持した開口部１６が現像剤
、保持部材１３の回転により順次光電検知部２０に送ら
れると、同検知部２０で液体現像剤１２の濃度の測定が
行なわれる。

上記現像剤保持部材１３の開口部１６内では液体現像剤
１２は第３図に示すように、いわゆるメニスカス状の断
面形状に保持されていて、この開口部１６に保持された
液体現像剤１２の厚み寸法は、上記保持部材１３の板厚
、開口部１６の開口径および上記保持部材１３と液体現
像剤１２との間に作用する表面張力によって決定され、
極めて安定した値を維持する。よって、光源１８から発
せられる光が開口部１６中の液体現像剤１２を透過する
とき、光は液体現像剤１２中の着色微粒子成分によって
その量、即ちトナー濃度に応じて吸収されて光電センサ
ー１９に到達することになるため、トナー濃度が高いほ
ど光電センサー１９の受光量は減少し、トナー濃度が低
いほど上記受光量が増大する。従って、上記現像剤保持
部材１３の回転時、光電センサー１９より第４図囚に示
す波形の検知信号２２が出力され、開口部１６中の液体
現像剤１２を検知するとき同現像剤１２中のトナー濃度
に対応して上記信号２２のピーク値が変化する。こうし
て、上記光電センサー１９からの検知信号２２のピーク
値を検知することによって液体現像剤１２の着色成分の
濃度（トナー濃度）を測定することができる。

なお、上記光電センサー１９の検知信号２２をトナーを
補給するための信号として用いることもてきる。この場
合には、上記光電センサー１９の検知信号２２を予め設
定した基準値２３と比較し、上記検知信号２２が基準値
２３を越えたときに第４図（Ｂ）に示すようにトナーを
補給するだめの信号２４が得られるようにしておけば、
トナー濃度が基準よりも低いときに上記信号２４が発せ
られてトナーが液体現像剤容器１１に供給される。トナ
ーの補給がなされてトナー濃度が基準のレベルに達する
と上記信号２４が発せられなくなり、トナーの補給が停
止する。

上記トナー補給用の信号２４はこのほか、トナー補給装
置の形態に合わせて周知の手段で、適宜の信号に変換し
た後にトナー補給装置に伝えることができる。

上記現像剤保持部材１３に設けた開口部１６は液体現像
剤１２を安定に保持するためのものであるので、その間
口径をあまり大きくすると液体現像剤１２を保持するこ
とができなくなる。従って、開口部１６の口径が小さい
ために光電センサー１９に対する光量が不足するような
虞れがある場合には上記光電検知部２０に複数の開口部
１６が対応できるようにし、この複数の開口部１６に充
填された液体現像剤１２を透過する光源１８の光を、同
時に上記光電センサー１９で受光できるような構成にす
ればよい。

また、上記光電検知部２０における光源１８と光電セン
サー１９の特性に不安定な要素がある場合には、上記濃
度測定装置２１における現像剤保持部材１３を改良する
ことによりその影響を除去することができる。第５図に
示す現像剤保持部材２５は上記保持部材１３を改良した
ものであり、その回転中心を中心とする円周上に液体現
像剤１２を保持させるための開口部２６と、現像剤１２
を保持させることのできない程度に大きな開口部２７と
が交互に穿設されている。従って、この第５図に示す現
像剤保持部材２５を有した濃度測定装置においては、現
像剤１２の存在しない素通しの開口部２６と現像剤１２
を保持した開口部２７が上記光電検知部２０（第１図参
照）に順次送られると、光電センサー１９より第６図囚
に示す波形の検知信号２８が出力され、同信号２８は上
記開口部２６によるレベルの高い信号２８ａと上記開口
部２７による、トナー濃度に応じてレベルの低くなる信
号２８ｂとの組合せ信号となっている。この検知信号２
８から２つの信号２８ａと２８ｂを分別して両信号の波
高値を比較することにより濃度検知信号を作成すること
ができるが、その間の信号処理については種々の形態を
とることができる。例えば、上記検知信号２８を基準値
２９と比較することにより、信号２８ａを基準値２９で
スライスした、第６図（Ｂｌに示す矩形信号３０を得る
ことができるので、この矩形信号３０をその立上りと立
下りでそれぞれ微分して第６図（Ｃ）に示すパルス信号
３１と３２を作り、このパルス信号３１と３２をそれぞ
れ時間ｔ、とｔ２だけ遅延させて上記信号２８ａと２８
ｂに対応するサンプリング信号とする。そしてこれらの
サンプリング信号によって上記信号２８ａと２８ｂをサ
ンプリングすることによシ第６図（Ｄｌに示す基準信号
３３とサンプル信号３４とを得ることができるので、こ
れらの両信号３３と３４の間で除算処理を行なうことに
よって、光源１８や光電センサー１９の変動要因を除去
して液体現像剤１２の濃度のみに関する情報を得ること
ができる。

また、液体現像剤１２の光学的な濃度が比較的高い場合
には、上記現像剤保持部材１３は単純な薄板で形成して
高精度の検知測定を行なうことができる。これに対して
、逆に、現像剤１２の光学的濃度が比較的低い場合には
、現像剤保持部材１３の板厚を増大させることにより開
口部１６に保持される液体現像剤１２の層の厚みを増し
て対応させる必要があるが、この場合には、開口部１６
内に液体現像剤１２が浸入しにくくなり、また、一旦開
ロ部１６内に浸入した現像剤１２はこの開口部１６内に
滞留して検知精度を低下させる虞れもある。そこで、こ
の点を考慮した現像剤保持部材を第７図囚、（Ｂ）に示
す。

第７図囚、（Ｂ）に示す現像剤保持部材４０は、回転駆
動装置（図示されず）に連結する回転軸４１の先端に一
体の７ランジ４２の外周に一体に形成した円板に、複数
の切欠部４３を等間隔で設けることによシ、７ランジ４
２の外周に複数の羽根状の保持部４４を有してなるもの
で、これらの各保持部４４には液体現像剤１２を保持す
るための開口部４５が穿設されている。また、この各保
持部４４には同保持部４４を厚み方向に２分するスリッ
ト４６が形成されている。

このスリット４６を設けることにより上記開口部４５が
中央でこのスリット４６を通じて開放される状態になっ
ている。このため、液体現像剤１２の保持作用を損わせ
ることなく開口部４５への液体現像剤１２の供給、排出
作用を増強させることができる。なおスリット４６を形
成するに際して、同スリット４６の幅を狭く形成して同
スリット４６内にも液体現像剤１２を保持させる構成と
、スリット４６の幅を広くして現像剤１２を開口部４５
のみに保持させる構成とが可能であり、この画構成はい
ずれも有効であるが、後者の構成の方が液体現像剤１２
の置換がよシ確実である。また、前者の構成は、現像剤
保持部材４０の厚みが著しく増加しないので光電検知出
力を高く維持しやすい特長がある。従って、上記両者の
選択は具体的な状況に合わせて行なうのが好ましい。ま
た、上記現像剤保持部材４０の切欠部４３は、前記第５
図に示した現像剤保持部材２５の口径の大きい開口部２
６と同様に、光源１８や光電センサー１９による検知出
力の変動の補正のためや、更には、上記スリット４６内
へ液体現像剤１２を強制的に還゛流されるために有効で
ある。

上記の各現像剤保持部材１３　、２５　、４０　を有す
る濃度測定装置は、上記現像剤保持部材を現像剤容器ｌ
ｌ内に配置させる構成（第１図参照）として説明したが
、上記液体現像剤１２を用いて記録を行なう記録装置（
図示されず）の動作時と休止時において現像剤容器ｌｌ
中の液体現像剤１２の液面が大きく変化するような場合
には上記現像剤保持部材の配置が困難になる。また、記
録装置の休止時に、現像剤保持部材が液体現像剤１２中
に没していると非常に長時間の使用中に開口部の開口壁
に着色微粒子成分が沈積してその間口径を狭くする虞れ
が生じる。この着色成分の沈積量は光電検知用の光路を
妨げる程度には大きなものではないが、着色成分の沈積
は無い方が好ましいのは言うまでもない０ 第８図は上記の点を考慮して構成された濃度測定装置で
ある。第８図においては、記録装置（図示されず）に用
いられる液体現像剤１２の循環経路中に濃度測定装置５
０が設けられ、同濃度測定装置５０の配置の自由度が高
いものとなっている。即ち、記録装置が動作状態にある
ときは、現像剤ボトル５１からポンプ５２によって液体
現像剤１２が汲み上げられ、同現像剤は供給パイプ５３
を通じて現像作用部５４に給送される。現像作用部５４
で現像を終了した現像剤は帰還パイプ５５によって現像
剤ボトル５１に帰還されるが、この帰還パイプ５５と現
像剤ボトル５１の間に、濃度測定装置５０が配設される
。濃度測定装置５０は、現像剤容器５６内に、回転駆動
装置（図示されず）に支持された回転軸５７に一体の円
板状の現像剤保持部材５８の下部が入っていて、同保持
部材５８の上部では同保持部材５８の開口部５９と対向
する位置に前記実施例と同様の働きを有する光源と光電
センサーとからなる光電検知用ブロック６０が配設され
ている。現像剤容器５６の入口側管部５６ａは上記帰還
パイプ５５に連結され、出口側管部５６ｂは上記現像剤
ボトル５１に連結されている。

現像剤容器５６内には底部に小流出口６１を形成するた
めの仕切板６２が設けられている０ 記録装置の動作時に、現像後の液体現像剤が帰還パイプ
５５から濃度測定装置５０の現像剤容器５６を通じて現
像剤ボトル５１に送られると、このとき、現像剤容器５
６の底部に仕切板６２によって形成された小流出口６１
は帰還パイプ５５に流れる液体現像剤を支障なくそのま
ま通過させるに充分な大きさを有していないので、現像
剤容器５６に送られた液体現像剤の一部は上記小流出口
６１を通過するが、現像剤容器５６内の現像剤の液面は
急速に高くなり、点線で示すレベル６３となって仕切板
６２の上端を越えて現像剤が流出し、液面レベルが安定
化する。この安定化した液面レベル６３は現像剤保持部
材５８の下部の開口部５９に液体現像剤を供給するに充
分なレベルとなるように設定されるものである。この状
態において、現像剤保持部材５８を回転駆動装置により
回転させて、現像剤濃度の測定を光電検知用ブロック６
０によって行なう。

記録装置が動作を終了して休止状態になると、帰還パイ
プ５５から現像剤容器５６への現像剤の供給が停止され
るので、現像剤容器５６内の現像剤が上記小流出口６１
から流出して上記容器５６内が空になる。このため記録
装置の休止中、現像剤保持部材５８は液体現像剤に浸漬
しない状態におかれ、現像剤中の着色成分の沈積が防止
される。なお、上記小流出口６１は仕切板６２によって
形成されることに限定されるものではなく、現像剤容器
５６の底部の任意の位置に設けて液体現像剤を出口側管
部５６ｂから現像剤ボトル５１に導く構成とするもので
あればよい。また、現像剤の循環系もポンプ５２の加圧
力で現像剤を押上げる方式ではなく、帰還パイプ５５側
から吸引パイプを作用させて大気圧力で現像剤を現像作
用部５４に吸い上げる方式としてもよい。

上記第８図に示す濃度測定装置において、現像剤保持部
材５８の開口部５９から液体現像剤を除去してより完全
に着色成分の沈積を防止するには、例えば、第９，１０
図に示す現像剤除去ブラシ６４が用いられる。現像剤保
持部材５８は矢印ａの方向に回転するので、現像剤除去
ブラシ６４は光電検知用ブロック６０の下流側に配設さ
れ、この、現像剤に対して吸収性の良い弾性部材からな
るブラシ先端が、上記現像剤保持部材５８の開口部５９
と対向できるようになっている。光電検知用ブロック６
０の光電検知動作時には現像剤除去ブラシ６４が現像剤
保持部材５８に接触する位置から退避し、光電検知動作
が終了して現像剤液面が降下した時点で上記除去ブラシ
６４が上記保持部材５８に接触する状態になるので、こ
のあと同保持部材５８が回転することにより上記除去ブ
ラシ６４の先端が開口部５９に接触して同開口部内の現
像剤を同ブラシによって誘導して流し出す作用をする。

また、上記開口部５９内の現像剤を除去する装置として
、第１１図に示すように、開口部５９と対向する位置に
エアーノズル６５を設けて同ノズル６５に加圧エアーを
矢印すで示すように送り込み、このエアーノズル６５か
ら噴出するエアーの圧力により開口部５９内に滞留した
現像剤を吹き飛ばすようにすることもできる。この場合
、開口部５９を介してエアーノズル６５と対向する位置
には現像剤の飛散を防ぐだめの現像剤捕獲板６６を配設
するのが望ましい０ その他、本発明の濃度測定装置において、細部に亘る構
成の幾多の変形が可能である。例えば、上記開口部１６
　、２６　、２７　、４５　、５９の内壁を黒色、又は
現像剤中の着色成分の色に合わせた着色処理を施してお
き、現像剤中の着色成分が開口内壁に付着しても光電検
知出力が変化しないようにしたり、或いは、第１２図に
示すように、現像剤保持部材６８に設けられる開口部６
９の断面形状を光源１８側で小さく光電センサー１９側
で大きくなるテーパ状に形成して光源工８からの照射光
が開口部６９の内壁を照射しないようにすることができ
る。或いは、現像剤中の着色成分の色が黒色以外の有彩
色である場合に、光源１８から光電センサー１９に至る
光路中に上記有彩色と補色の関係にあるフィルターを配
置して光電検知感度を高めるようにすることもできる。

また、光電検知信号は予め定めた基準値と比較してレベ
ルの高、低のみを判断する使い方の他に、光電検知信号
をそのレベルの大きさを示す信号として取り出して濃縮
トナーの補給速度ヲコントロールしたシ、或いは画像記
録系の他の要素、例えば、現像バイアス値のコントロー
ルや記録信号の大きさを制御するなどの目的に使用して
もよい。さらに、被検知液体として静電潜像を現像化す
るための液体現像剤の濃度を測定する実施例について述
べたが、類似の着色流体、例えば、連続噴射式インクジ
ェットプリンタのインク濃度の測定や、塗装装置の塗装
液濃度の測定等に適用することも可能である。

（発明の効果） 以上述べたように本発明によれば、濃度測定精度が高く
、長期間の使用中も安定的に作動し、被測定液の特性に
合わせて任意の液層の厚さを設定することができ、しか
も簡易な構成とすることができる等の優れた効果を発揮
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す濃度測定装置の一部
を断面にした側面図、 第２図は、上記第１図における現像剤保持部材の正面図
、 第３図は、上記第１図における光電検知部の拡大断面図
、 第４図ｍ　、　（Ｂ）は、上記第１図における光電セン
サーの出方信号の波形とこれを整形して得たトナー補給
用信号の波形のタイムチャート、第５図は、現像剤保持
部材の他の例を示す正面図・ 第６図囚〜０）ｌは上記第５図に示す現像剤保持部材を
用いた場合の、光電センサーの出力信号から濃度検知信
号を得る各処理信号波形のタイムチャート、 第７図（Ａｔ　、　（Ｂｌは、現像剤保持部材の更に他
の例を示す正面図と上半分を断面にした側面図、第８図
は、本発明の他の実施例を示す濃度測定装置の一部を断
面にした側面図、 第９図は、上記第８図に示す濃度測定装置に現像剤除去
ブラシを適用した状態の要部側面図、第１０図は、上記
第９図におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図、 第１１図は、現像剤除去装置の他の例を示す要部断面図
、 第１２図は、現像剤保持部材に設けられた開口部の断面
形状の他の例を示す要部断面図、第１３図囚、（Ｂ）は
、従来の濃度測定装置の一例を示す正面図と側面図であ
る。 １１．５６　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・現像剤容器１２・・・・・・−・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・液体現像剤（被測
定液）１３．２５，４０，５８．６８・・・・・・現像
剤保持部材（保持部材）１６．２７，４５，５９．６９
・・・・・・開口部１７・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・現像剤供給部２０・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・光電検知部（測定部）２１．５０・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・濃度測定装置６
０・・・・・・・・・・・−・・・・・・・・・−・・
・・・・・・光電検知用ブロック（光電検知手段）特許
出願人　　　　オリンパス元学工業株式会社′＋。 方５Ｚ　　　　　　島６図 ′ｔ−）７［Ｋ （Ａ）　　　　　　　　　　　　（Ｂ）方８図　　　　
　　方９図 力１１図　　　　　　方１２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液体分散媒体中に着色成分を分散させてなる液体現像剤
   等の被測定液を保持させるための開口部が設けられた保
   持部材を、上記開口部に上記被測定液を保持させる供給
   部から光電検知手段を配置した測定部まで移動させ、こ
   の測定部に至った上記保持部材の開口部内の被測定液の
   光透過率を上記光電検知手段によって測定して被測定液
   に含まれる着色成分の濃度を測定するようにした濃度測
   定装置。