JPS62144048A - 現像液濃度測定装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば静電印刷装置において用いられる液体
トナー等の現像液の濃度を測定する現像液濃度測定装置
に関する。

〔従来の技術〕

一般に静電印刷装置では、記録紙上に形成された静電潜
像を顕像化する現像液として、溶剤中にトナーを分散さ
せた液体トナーを用いている。この液体ト太−からなる
現像液の濃度は、現像後の画像濃度や地かぶりに大きな
影響を与える。しかるに現像液中のトナーは、現象回数
が増えるにしたがって漸次消費されていき、現像液ン嘔
度は次第に低下していく。また長時間使用しないと分散
媒体で・ある溶剤が蒸発し、現像特性が変化する問題が
ある。したがって良好な画像をＩｆるためには、現像液
の濃度を測定してトナーを適時補給してやる必要がある
。

現象液の濃度を測定する装置として、例えば特公昭４１
−２１４３５号公報および特開昭５６−６３２４３号公
報に示されているように、光学的にトナー濃度を測定す
るものが知られている。

上記特公昭４１−２１４３５号公報に示されている装置
は、現象液を透明部材によって形成された通路に流し、
この通路の両側に発光素子および受光素子を対向配置し
、現＠液の光線透過率からトナー濃度を測定するように
構成されている。すなわら、定数をＫ、トナー′ａ度（
単位体積当りの現像液に含まれるトナー重８）をＤ、光
路の長さく透明部材による光の減衰を無視すれば現象液
の液層の厚みと等しい〉をＸとすると、現□□□液中の
トナー濃度りと光線透過率Ｔとの間には−ｆｆｏｑＴ＝
に−Ｄ−ｘ なる関係があるので、光線透過率下を求めることにより
トナー濃度を測定可能となる。

特開昭５６−６３２４３号公報に開示されているものは
、第１５図（ａ）（ｂ）に示すように構成されている。

同図において、１は現！！！Ｉａの循環経路に設けられ
たノズルであり、先端が偏平な形をしている。２は上記
ノズルから流出した現象液により形成される現像液膜で
ある。３はランプ等の発光素子、４は受光素子、５ａ、
５ｂは電極板をそれぞれ示している。発光索子３から出
射した光は現＠ａ膜２を透過し、現像液濃度に応じた光
吸収を受けたのち受光素子４に入射する。入射した光の
強度から現象液′ａ度が求めら机るが、′ａ膜２の厚さ
は不安定であるので、電極板５ａ、５ｂにより液１１！
２の厚さに応じた静電容ａを求め、この静電容量の変化
に基いて現像剤濃度の補正を行なうようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

特公昭４１−２１４３５号公報に示されている装置、す
なわち現像液を透明部材の間に流し、その光線透過率を
求めて濃度測定を行なう装置では、長期間使用している
と、透明部材の内壁面に現像液中に混入した紙粉や不純
物あるいはトナー粒子などが付着する。その結果、光線
透過率が漸次低下し、正確なトナー濃度を測定すること
が困難となる。

特開昭５６−６３２４３号公報に示されている装置、す
なわち偏平なノズルより現像液を噴出させて液膜を形成
し、その両側に発光素子３および受光素子４を配置し、
液膜の光線透過率を求める装置によれば、液膜２が測定
手段である発光素子３ｒ！３よび受光素子４等とは非接
触状態であることから、前記装置における欠点すなわち
、トナー粒子等の付着による測定誤差を生じることはな
い。

しかし、現像液濃度を測定する部分と静電容量により膜
厚を測定する部分とが離れているため、その間で液膜２
の厚みが変化した場合１こは、膜厚による補正に誤差が
生じる。なお、静電容量により膜厚を求める代りに、現
像液膜の正射影の幅から膜厚を測定する手段も提案され
ているが、高精度な膜厚測定は到底困叉雌である。

そこで本発明は、経時的な測定精度の変動がなく、長期
に亙って安定な濃度測定が可能な上、格別の補正手段等
がなくとも高精度な濃度測定を行ない得、しかも簡易な
構造で保守性に浸れた現（象液ｉ度測定装置を提供する
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前記問題点を解決し目的を達成するために、次
の如き手段を講じたことを特徴としている。すなわち、
第１図にその概念を示すように、■　周辺部を液ｌ１１
０内の被測定現像液りに浸した状態で回転することによ
り、周辺部に設けた複数の開口部１１ａ〜１１ｎに液膜
ｄを形成して液１！１０の外部に保持する如く、現像液
保持部材１１を設ける。なお、この現像液保持部材１１
は、例えばステッピングモータ１２の回転軸１２ａにフ
ランジ１２ｂを介して固定されており、ステッピングモ
ータ１２の回転に伴って所定角度づつ正確に回転駆動さ
れるものとなっている。

■　この現＠液保持部ｖｉ１１により保持された液膜ｄ
の光線透過率を光学的に検出するように、例えば発光素
子１３と受光素子１４とからなる光検出器を設けると共
に、上記検出信号の大きさから現像液りの濃度を判定す
るように濃度判定回路１５を設ける。つまり被測定現像
液りの濃度測定手段を設ける。

■　一方、上記開口部１１８〜１１ｎを前記液槽１０中
において清掃するクリーニング手段１６を設ける。

なおりリーニング手段１６としては、液１ｆ１１０内に
おいて開口部１１ａ〜１１ｎに対して現像液流を衝突さ
せるもの、液漕内１０内において開口部１１８〜１１ｎ
に対して機械的摩欺を加えるもの、液槽１０内において
開口ｓｎ　１１　ａ〜１１ｎに対して撮動を与えるもの
等を用いるとよい。

（作用） このような手段を講じたことにより、現像液保持部材１
１の開口部１１ａ〜１１ｎに、常に一定の厚みを有する
メニスカス状の液膜ｄが安定に形成される上、上記開口
部１１ａ〜１１ｎはクリーニング手段１６により適時自
動的に清掃され、現像ａＤ中のトナー粒子等による開口
部１１８〜１１ｎの目づまり状態等を回避できるので、
高精度な４１す定を長期に亙り安定に行なえる。

（実施例） 第２図は本発明を静電印刷装置に適用した第１実施例を
示す斜視図である。同図において、′ａ槽１０、現像液
保持部材１１．ステッピングモータ１２、発光素子１３
．受光素子１４などの基本的構成は、第１図に示したと
おりのものである。ただし現像液保持部材１１は、例え
ば合成樹脂などの材料にて円板状に形成され、その周辺
部の円周方向に多数の開口部１１ａ〜１１ｎを設けたも
のとなっている。

今、モータ駆動回路２０によりステッピングモータ１２
を回転させると、円板状の現像液保持部材１１はステッ
ピングモータ１２の回転に伴って回転駆動される。そう
すると、現像液保持部材１１の周辺部に設けである多数
の開口部１１ａ〜１１ｎのうち、現像液中に没している
開口部には現像液りが充填され、液槽外に取出されたと
き、メニスカス状の液ＷＡｄを形成する。この液膜ｄの
厚さは現像液保持部材１１の板厚、開口部１１ａ〜１１
ｎの大きさ、現象液りの表面張力等により決まり、ある
一定の値に保持される。この液Ｉｌｌ　ｄが発光素子１
３と受光素子１４とが対向配設されている位置まで移動
すると、発光素子１３からの光が液膜ｄを透過して受光
素子１４に達する。このとき、上記光は液膜ｄの！濃度
に応じた光吸収を受ける。かくして受光素子１４に入射
した光は、′ａ膜ｄすなわち現像液りの濃度に応じた大
きさを有する電気信号に変換される。この電気信号は、
ピークホールド回路２１に入力する。このピークホール
ド回路２１には前記モータ駆動回路２０から、モータ駆
動パルスと同期したパルス入力が与えられている。かく
してこのピークホールド回路２１において、第３図のＡ
に示すように上記パルス入力によりサンプリングされ、
かつピーク値をホールドされた検出濃度信号Ｓ１が出力
される。

一方、Ｎ準信号発生器２２からは、第３図のＡに示すよ
うな規定濃度を示す所定レベルの基準濃度信号Ｓ２が出
力される。そして上記信号Ｓ１と８２とは比較器２３に
おいて比較される。現像液りの濃度が低下すると、受光
素子１４への入射光量が増大し、それに伴い上記信号Ｓ
１も漸次大きくなる。そして上記信号８１が第３図のＡ
に示すように信号Ｓ２を越えたときは、第３図のＢに示
すようなトナー補給指令信号Ｓ３が出力され、これがト
ナー補給装置２４に与えられる。トナー補給指令信号Ｓ
３がトナー補給装置２４に与えられると、この装置２４
が作動して第２図中破線で示すように、現象液収容タン
ク３０内へ濃縮トナーが補給される。かかる濃度測定動
作は各開口部１１８〜１１ｂについて順次連続的に行な
われ、濃度測定が終了した開口部１１８〜１１ｎは、現
像液保持部材１１の回転によって再び液！￥１１０内に
戻り、再度液膜ｄを形成すべく待機する。濃縮トナーの
補給により、現像′ａＤのｙ１濃度が規定量に達すると
、前記検出濃度信号８１の大きざが基準濃度信号Ｓ２を
下回るので、濃縮トナーの補給は停止する。かくして現
像液りの濃度は、所定の濃度に維持される。

ところで、第１図中３０は現像液収容タンクであり、こ
のタンク３０内には現像液りが入っている。この現象液
りは、吸引ポンプ３１によってタンク３０から外部へ吸
出される。上記ポンプ３１によって吸出された現像液り
は現像ユニット３２に送られる。現像ユニツ（へ３２は
、例えばハウジング上面に細長い溝からなる現像部を有
し、この現像部上まで移送されてきた記録紙に現像液り
を接触させ、記録紙上の静電潜像を現＠するものとなっ
ている。現像ユニット３２を通過した現像液りは二分岐
され、その一方は供給パイプ３３を介して液槽１０の底
部に近い位置から液槽１０内に導入される。液槽１０内
に導入された現像液りは、ＦＩＷＪｌｏの上端部近傍に
設けられた排出バイブ３４を介して前記現＠液収容タン
ク３０に戻される。かくして液槽１０内には常に循環通
流している新しい現像液りで満されることになる。

一方、前記二分岐された現像液の他方は、ｒｉＩ希時に
のみ作動する加圧ポンプ３５により加圧されたのち、供
給バイ１３６を介して液槽１０の上端に近い位置から液
槽１０の中心部まで導入される。

上記供給バイブ３６の先端にはノズル３７が設けてあり
、現像液を現像液保持部材１１の開口部１１ａ〜１１ｎ
に対して勢いよく噴射するものとなっている。上記加圧
ポンプ３５．供給パイプ３Ｇ、およびノズル３７は本発
明のクリーニング手段である。このクリーニング手段に
より、開口部１１ａなどに付着するトナー粒子や不純物
等が清掃除去される。かくして開口部１１ａ〜１１ｎは
常に清浄な状態に保たれ、現像液りの濃度を高い蹟度で
測定可能となる。

航記Ｓ度の測定と開口部の清掃とは、同時に行なわれる
わけではなく、例えば保持部材１１の最初の１回転にお
いて濃度測定を行なったら、次の１回転において清掃を
行なうといった具合に、両者はタイミングをずらして行
なわれる。なお前記加圧ポンプ３５は必ずしも必要では
なく、条件如何によっては省略してもよい。

第４回（ａ）（ｂ）は、本発明の第２実施例の主要部を
示す図である。この実施例が前記第１実施例と異なる点
は、現像液供給バイブ３３の先端の高さと、液槽１０内
に没した現像液保持部材１１の開口部１１ａ〜１１ｎの
うち、最下方部に位置する開口部の高さとを同じ高さに
し、供給される現像液の吐出流によって、開口部１１８
〜１１ｎに付着した不純物などを清掃するようにした点
である。この第２実施例によれば、液槽１０内の現像液
りの入れ換えと、開口部に付着した不Ｉ！物などの清（
吊とを、一つの供給パイプ３３で行なうようにしたので
、第１実施例に比べてクリーニング効果は若干低下する
が、供給パイプを甲−化できる利点がある。

第５図（ａ）（ｂ）は本発明の第３の実施例の主要部を
示す図である。この実施例が第２実施例と異なる点は、
供給パイプ３３と排出バイブ３４の高さ位置を同じにし
、かつこれらを液（ａ１０内に役した現像液保持部材１
１の開口部１１８〜１１ｂのうち、最下方部に位置する
一〇と同じ深さ位置に設定した点である。この実施例に
よれば、前記第２実施例よりも、クリーニング効果が向
上する利点がある。ただし、液Ｉｎ　１０内の現像液の
入換え作用の低下を防止するために、液槽１０の深さを
比較的浅いものとする必要がある。

第６図は本発明の第４実施例を示す図である。

この実施例が前記第１の実施例と異なる点は、液槽１０
の外側にモータ４０を設置し、このモータ４０のシャフ
ト４１により液槽１０内のプロペラ４２を回転させて現
像液を攪拌し、開口部１１ａ等の付着物の清掃除去を行
なうようにした点である。

第７図（ａ）（ｂ）は本発明の第５実施例の主要部を示
す図である。この実施例が前記第１実施例と異なる点は
、現像液保持部材として矩形板状の保持部材５１を用い
、この保持部材５１を、その周辺に設けた開口部５１ａ
〜５１ｎの孔の向きが、回転方向と同じ方向となるよう
に回転軸１２に取付け、保持部材５１の回転によって開
口部５１８〜５ｉｎに相対的に加わる現像液りの流れに
よって、開口部５１ａ〜５１ｎの清適を行なうようにし
た点である。

第８図は本発明の第６実施例の主要部を示す図である。

この実施例が前記第５実施例と胃なる点は、複数の保持
部材６１〜６ｎを成用状態に設けると共に、各保持部材
６１〜６ｎの開口部に対して、発光素子１３および受光
素子１４を一体化した測光ユニット６ｏ全体を、矢印で
示すように進退動作できるようにした点である。すなわ
ち非測定時において保持部材６１〜６ｎが回転するとき
は測光ユニット６０が後退し、測定時において保持部材
６１〜６ｎが停止したときは測光ユニット６０が前進し
、開口部をはさんで発光素子１３と受光素子１４とが対
向するようにセットした点である。本実施例によれば、
第５実施例に比べて発光素子１３と受光素子１４との対
向距離を接近させ得るので、高感度な測光を行なえる利
点がある。

第９図（ａ＞（ｂ）は本発明の第７実施例の主要部を示
す図である。この実施例が前記第１実施例と異なる点は
、現像液保持部材１１の液層中にある開口部１１ａに対
して摩擦部材７０を接触させ、開口部のクリーニングを
行なうようにした点である。上記摩擦部材７０としては
、同図（ｂ）に示すようにブラシ部７１を備えたもの等
が好ましい。

第１０図および第１１図（ａ）（ｂ）は本発明の第８実
施例の主要部を示す図である。この実施例が前記第７実
施例と異なる点は、Ｉ！Ｊ隙部材７０を液槽１ｏ中にお
いて開口部１１ａなどに対して挿脱操作できるようにし
た点である。すなわち、濃度測定時においては第１１図
（ａ＞に示すように、摩擦部材７０を開口部から離反さ
せた状態にしておく。そして清掃時においては、矢印の
ようにｇｍ部材７０を前進させ、ブラシ部７１を同図（
ｂ）に示すように開口部内に挿入する。清痛終了後は同
図（ｂ）に矢印で示すように、Ｉ２Ｊｍ部材７０を開口
部から引きだし、同図（ａ）の状態に戻すようにしたも
のである。なお上記Ｉ！Ｊ擦部材部材の挿脱操作は、例
えば電磁石とコイルスプリングなどを組合わせたもの等
を用いると好都合である。

第１２図（ａ＞（ｂ）は本発明の第９実施例の主要部を
示す図である。この実施例の特徴点は、現象液保持部材
１１の周辺部の例えば４か所に突起８１〜８４を設け、
これらの突起８１〜８４が保持部材１１の回転に伴って
最下方位置を通過する際、板状の弾性部材８５と接触し
、かつこれを押し退けて通過するようにし、その通過時
に生じる典械的振動を保持部材１１に加え、開口部１１
８などの清掃を行なうようにした点である。

なお上記弾性部材８５は進退自在に設けられており、濃
度測定時においては後退した位置にある。

つまり濃度測定に対して前記振動が悪影響を及ぼさない
ようになっている。

第１３図は本発明の第１０実施例の主要部を示す図であ
る。この実施例の特徴点は、超音波振動子９０により、
液槽中の開口部１１ａなどに対して微振動を加えること
により、開口部１１ａ等の（＾痛を行なうようにした点
である。この実施例においても、濃度測定時においては
、保持部材１１に振動を加えないようにしである。

第１４図は本発明の第１１実施例の主要部を示す図であ
る。この実施例の持ｍ点は、記録装凶本体の非使用時等
において、現像液保持部材の開口部を液槽中に浸した状
態で上記保持部材の回転を停止させる機構を設けた点で
ある。すなわち図中１００は濃度測定装置であり、１０
１は液槽である。液槽１０１には現像液入口１０２と現
像液出口１０３とが設けである。上記出口１０３は液槽
１０１内の現像液の液面の高さを規定する仕切り板を兼
ねている。１０４は現像液をタンク側へ戻すための排出
口である。現像液保持部材１０５の周辺には例えば３個
の開口部１０６が局部的に設けられている。また上記保
持部材１０５の外周部には、突起１０７が設けである。

この突起１０７は前開口部１０６が液中にあるとき、液
槽外部に設置されているマイクロスイッチ１０９をオン
させ、その位置で保持部材１０５の回転を停止させる如
く駆動モータの電源をしゃ断するものである。

１１０は光センサ−ブロックである。

かくして本実施例によれば、現像液保持部材１０５は、
回転停止時においては開口部１０６が液槽１０１内の現
像液中に浸された状態で停止するので、開口部１０６に
形成保持されたａｌｄが長時間空気中に放置されること
がない。したがってトナー等が乾燥により開口部１０６
へ付看固１ヒするのを回避できる。なお停止位置決め手
段としては、上記突起１０７０代りに保持部材１０５と
同軸的に設けたカムを使用するようにしてもよいし、光
学的位置検知手段を用いてもよい。またトナー等が乾燥
により開口部１０６へ付着固化しにくいように、保持部
材１０５として金属板を用い、停止時において上記金属
板に、現像液中の帯電した分散固形粒子の電荷と同一極
性の電圧を印加し、電気的反力を与えるようにしてもよ
い。ざらに、液槽１０１内の現像液の蒸発を防止するよ
うに、装置全体をカバーで覆うようにしてもよい。

なお本発明は前記実施例に限定されるものではない。例
えば前記実施例では、発光素子１３および受光索子１４
からなる光検出器の光検出領域内に、各開口部１１８等
が１個づつ対応するようにした場合を例示したが、液膜
を安定に保持するためには、開口部の径をあまり大きく
できない。そこで複数の比較的小さな開口部を１群とし
て、これら各群がそれぞれ光検出領域内に同時に介挿さ
れるようにしてもよい。また前記実施例では、単一の現
像液保持部材を固定的に使用する場合を例示したが、現
像液の特性に合わせて、液層の厚みを任意に設定可能な
ように、厚みの異なる複数の保持部材を予め用意してお
き、これらを適宜使い分ける・ようにしてもよい。この
ほか本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能
であるのは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明は、現像液保持部材の周辺部に設けた複数の開口
部に液膜を形成して液槽外部に保持するようにし、保持
された液膜の光線透過率を光学的に検出して現象液の′
ａ度測測定行なうと共に、上記開口部を前記液（ａ中に
おいてクリーニング手段により適時清掃するようにした
ものである。

したがって本発明によれば、現像液保持部材の開口部に
、常に一定の厚みを有するメニスカス状の液膜が安定に
形成される上、上記開口部はクリーニング手段により適
時自動的に清掃され、現像液中のトナー等による開口部
の目づまり状態等を回避できる。その結果、経時的な測
定精度の変動がなく、長期に亙って安定な濃度測定が可
能な上、格別の補正手段等がなくとも高精度な濃度測定
を行ない得、しかも簡易な構造で保守性に浸れた現象液
濃度測定装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概念図、第２図は本発明を静電印刷装
置へ適用した第１の実施例の構成を示す図、第３図は同
実施例の濃度測定用系の信号波形を示す図、第４図（ａ
）（ｂ）は本弁明の第２実施例の主要部の構成を示す図
、第５図（ａ）（ｂ）は本発明の第３実施例の主要部の
構成を示す図、第６図は本発明の第４実施例の主要部の
構成を承り図、第７図（ａ）（ｂ）は本発明の第５実施
例のｉ要部の構成を示す図、第８図は本発明の第６実施
例の主要部の１Ｍ成を示す図、第９図（ａ＞（ｂ）は本
発明の第７実廠例の主要部の構成を示す図、第１０図お
よび第１１図（ａ＞（ｂ＞は本発明の第８実施例の１要
部の構成を示す図、第１２図（ａ）（ｂ）は本発明の第
９実施例の主要部の構成を示す図、第１３図は本発明の
第１０実施例の主要部の構成を示す図、第１４図は本発
明の第１１実施例の主要部の構成を示す図、第１５図（
ａ）＜ｂ）は従来例の概要を示ず図である。 １０・・・現像液液槽、１１・・・現像液保持部材、１
２・・・ステッピングモータ、１３・・・発光素子、１
４・・・受光素子、１５・・・濃度判定回路、１Ｇ・・
・クリーニング手段。 出願人代理人　弁理士　坪井　淳 第３図 （ａ）　　　　　　　（ｂ） 第４図 （ａ）　　　　　　　　　　（ｂ） 第５図 第６図 ３３　　　（ａ）　　　　　　　　　（ｂ）第７図 第８図 （ａ）６ （ｂ） 第９図 第１０図　　　　　　　　第１１図 （ａ）　　　　　（ｂ）　　　　　　第１３図第１２図 第１４図 （ａ　）　　　　　　　　　　　　（ｂ）第１５０

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）周辺部を液槽内の被測定現像液に浸した状態で回
   転することにより周辺部に設けた開口部に液膜を形成し
   て液槽外部に保持する如く設けられた現像液保持部材と
   、この現像液保持部材により保持された液膜の光線透過
   率を検出し被測定現像液の濃度を測定する手段と、前記
   開口部を前記液槽中において清掃するクリーニング手段
   とを具備したことを特徴とする現像液濃度測定装置。
2. （２）クリーニング手段は、液槽内において開口部に対
   して現像液流を衝突させるものであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の現像液濃度測定装置。
3. （３）クリーニング手段は、液槽内において開口部に対
   して機械的摩擦を加えるものであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の現像液濃度測定装置。
4. （４）クリーニング手段は、液槽内において開口部に対
   して振動を与えるものであることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の現像液濃度測定装置。