JP2000249653A

JP2000249653A - 液濃度検出方法及びその装置

Info

Publication number: JP2000249653A
Application number: JP11052948A
Authority: JP
Inventors: Osamu Sato; 佐藤　　修; Tsutomu Sasaki; 努佐々木; Masahiko Itaya; 正彦板谷
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-03-01
Filing date: 1999-03-01
Publication date: 2000-09-14
Anticipated expiration: 2019-03-01
Also published as: JP3668631B2; US6515747B1

Abstract

(57)【要約】【課題】光学センサを用いて広範囲の液濃度を検出す
ることができる液濃度検出方法及びその装置を提供す
る。【解決手段】偏心円盤部１ｂと、偏心円盤部１ｂを両
側から挟み、かつ、偏心円盤部１ｂの径よりも大きい径
を有する２つの同径の円盤部１ａとを一体形成されてな
る液担持ローラ１を用いて、偏心円盤部１ｂと２つの円
盤部１ａとの段差部に形成される円周方向の凹部に濃度
検出対象の液を充填して、該液を該段差に応じた互いに
異なる複数の膜厚に形成する。そして、該複数の膜厚に
ついての光学センサの出力に基づいて、液濃度を検出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学センサを用い
て液濃度を検出する液濃度検出方法及びその装置に係
り、例えば、液体現像剤を使用する複写機、ファクシミ
リ、プリンター等の画像形成装置等に利用する液濃度検
出方法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、キャリアとしての液体溶媒中に固
体成分としてのトナーが分散されてなる液体現像剤（以
下、現像液という）を用いて潜像を現像し、転写材表面
にトナー像を形成する画像形成装置が種々知られてい
る。

【０００３】この種の画像形成装置における現像液の濃
度検出方法としては、一般的に光学センサを用いる方法
が広く知られており、例えば、透過式あるいは反射式の
光学センサの受発光素子対を、現像液中に所定の間隔で
対向配置して、そのセンサ出力に基づいてトナー濃度の
検出を行っていた。

【０００４】また、この種の画像形成装置においては、
従来、トナー濃度を高めに設定した高濃度・高粘度の現
像液を用いて画像形成を行う装置が種々提案されてい
る。そして、この高粘度現像液のトナー濃度を検出する
方法として、例えば、感光体又は中間転写体上、あるい
は、転写材上に現像液の基準パターンを形成し、この基
準パターンについての現像液濃度を光学センサで検出し
たり、現像ベルトや濃度検出専用部材に現像液の液膜を
形成し、この液膜についての現像液濃度を光学センサで
検出したりする方法が検討されている。

【０００５】ところが、現像液の液膜についての検出を
行うには、光学センサの検出特性上の制約があり、現像
液の濃度や液膜の厚みによっては光学センサの十分な感
度が得られない領域が発生するおそれがある。図２に、
現像液濃度の異なる現像液を用いて所定部材上に現像液
の液膜を形成したときの、光学センサの検出特性を示
す。現像液濃度を１０〜２５％まで変化させ、横軸に現
像液の膜厚を、縦軸に光学センサの出力をとっている。
光学センサは、図２に示すように、現像液濃度が高くな
るほど出力が低くなる特性がある。また、現像液の膜厚
に対してセンサ出力が追従して変化しているが、薄膜部
及び厚膜部では飽和特性を示し、感度が低い。

【０００６】ここで、現像液の膜厚が５０μｍのときの
光学センサの出力と現像液濃度の関係を図３に示す。図
３に示すように、センサの出力は、低濃度部では飽和特
性を示している。また、図示は省略するが、例えば、図
２における現像液の膜厚が７０μｍより大きい場合に
は、センサ出力と現像液濃度との関係をとると高濃度部
で飽和特性を示すようになる。このように、光学センサ
による検出においては、現像液濃度や現像液膜厚に応じ
て検出出力が変化しない飽和領域が存在する。

【０００７】そこで、光学センサによる現像液濃度検知
を精度良く行うためには、所望の現像液濃度を中心とし
た所定の濃度範囲で、光学センサが飽和特性を示さない
ような厚さに現像液膜を形成して、これを検知するよう
にすることが考えられる。図２において、例えば、所望
の現像液濃度を１５％とすると、光学センサによって検
出する現像液の膜厚を７０μｍに形成すれば、現像液濃
度が１０〜２０％程度まで変化したとしても、その変化
に応じて光学センサが比較的大きく変化する。よって、
光学センサの高感度領域で検出がなされることになり、
精度の良い検出が可能となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、同じ現像液
においても、温湿度等の環境の変化や経時変化によって
現像液の粘度等が変化するため、ミクロンオーダーで常
に一定の膜厚に形成することは非常に困難である。よっ
て、上述したように光学センサの高感度領域が限られて
いる上に、液膜厚の制御が困難であるため、光学センサ
により精度の良い液濃度検出が可能な液濃度範囲は狭
く、例えば、特に液濃度が大きく変動した場合には、正
確な液濃度が検出されないという不具合がある。

【０００９】なお、上述した問題は、現像液の液膜を形
成して、この液膜について光学センサによる検出を行う
場合だけでなく、例えば、現像液中で光学センサの受発
光素子対を所定のギャップで対向配置する場合のよう
に、ギャップが生じる場合には同様に発生する問題であ
る。また、上記画像形成装置等に用いられる現像液の濃
度検出においてのみ生じるものではなく、光学センサを
用いて液濃度を検出する場合には同様に発生する問題で
ある。

【００１０】本発明は、以上の問題点に鑑みなされたも
のであり、その目的とするところは、光学センサを用い
て広範囲の液濃度を検出することができる液濃度検出方
法及びその装置を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、光学センサを用いて液濃度を
検出する液濃度検出方法において、濃度検出対象の液の
互いに異なる複数の厚み分についての光学センサの出力
に基づいて液濃度を検出することを特徴とするものであ
る。

【００１２】ここで、濃度検出対象の液の互いに異なる
複数の厚み分についての光学センサの出力としては、例
えば、互いに厚みが異なる液膜を形成し、それを透過式
あるいは反射式の光学センサで検出した出力を用いた
り、液中に互いに異なる間隔で対向させた複数組の受発
光素子対からなるセンサの出力を用いたりできる。

【００１３】この液濃度検出方法においては、濃度検出
対象の液の互いに異なる複数の厚み分についての光学セ
ンサの出力に基づいて液濃度を検出する。この液濃度検
出方法では、複数の厚み分についてのセンサ出力を用い
るので、この複数の厚み分を、検出したい濃度範囲の全
領域について、いずれかの厚み分で精度良く検出できる
ように設定しておけば、センサ出力の中には、常に光学
センサの感度が高い領域のセンサ出力が含まれる。よっ
て、単一の厚み分について検出を行う場合においてセン
サが正確な出力を示さないときにも、上記のようなセン
サ出力を適宜処理することによって、広範囲での正確な
液濃度の検出が可能になる。

【００１４】請求項２の発明は、請求項１の液濃度検出
方法において、上記複数の厚み分についての光学センサ
出力の積分値に基づいて液濃度を検出することを特徴と
するものである。

【００１５】この液濃度検出方法においては、上記複数
の厚み分についての光学センサ出力の積分値に基づいて
液濃度を検出する。光学センサ出力の積分値、すなわ
ち、光学センサの出力信号（出力波形）の面積は、濃度
検出対象液の光学的特性としての反射光又は透過光の光
量に応じて変化するので、光学センサ出力の積分値を液
濃度検出用のデータとして用いれば、液濃度を検出する
ことができる。また、光学センサの出力信号のノイズレ
ベルが、積分されることによって抑制される。

【００１６】請求項３の発明は、請求項１又は２の液濃
度検出方法において、濃度検出対象の液を上記複数の厚
み分を有するように形成する方法として、段階的に径が
変化する１つの円盤部と、該１つの円盤部を両側から挟
み、かつ、該１つの円盤部の最大径よりも大きい径を有
する２つの同径の円盤部とを一体形成されてなるローラ
状部材を用い、該ローラ状部材を回転させることによ
り、該１つの円盤部と該２つの同径の円盤部との段差部
に形成される円周方向の凹部に上記濃度検出対象の液を
充填して、上記複数の厚み分を有すように形成すること
を特徴とするものである。

【００１７】この液濃度検出方法においては、段階的に
径が変化する１つの円盤部と、該１つの円盤部を両側か
ら挟み、かつ、該１つの円盤部の最大径よりも大きい径
を有する２つの同径の円盤部とを一体形成されてなるロ
ーラ状部材を用いて、該ローラ状部材を回転させること
により、該１つの円盤部と該２つの同径の円盤部との段
差部に形成される円周方向の凹部に上記濃度検出対象の
液を充填するので、上記濃度検出対象の液を該段差に応
じた互いに異なる複数の膜厚に形成することができる。
また、ローラ状部材を連続して回転させれば、該複数の
膜厚を連続して形成できるので、液濃度の検出を連続し
て行うことができる。

【００１８】請求項４の発明は、請求項１又は２の液濃
度検出方法において、濃度検出対象の液を上記複数の厚
み分を有するように形成する方法として、ローラ状部材
に上記濃度検出対象の液を担持させ、該ローラ状部材と
該液の層厚を規制して薄層化する層厚規制部材とを、両
部材の当接部の距離が当接部幅方向において異なるよう
に配置し、該ローラ状部材を回転することにより、該ロ
ーラ状部材上に上記複数の厚み分を有するように形成す
ることを特徴とするものである。

【００１９】この液濃度検出方法においては、ローラ状
部材に上記濃度検出対象の液を担持させ、該ローラ状部
材と該液の膜厚を規制して薄膜化する膜厚規制部材と
を、両部材の当接部の距離が当接部幅方向において異な
るように配置し、該ローラ状部材を回転することによ
り、該ローラ状部材上に担持された液膜が膜厚規制部材
によって規制されるので、両部材の当接部の距離に応じ
た複数の膜厚に形成することができる。また、ローラ状
部材を連続して回転させれば、該複数の膜厚を連続して
形成できるので、液濃度の検出を連続して行うことがで
きる。

【００２０】請求項５の発明は、請求項１又は２の液濃
度検出方法において、濃度検出対象の液を上記複数の厚
み分を有するように形成する方法として、上記濃度検出
対象の液を搬送する搬送部材を押圧変形可能な材質で形
成し、該搬送部材を押圧手段で押圧することにより、該
搬送部材内の液を上記複数の厚み分を有するように形成
することを特徴とするものである。

【００２１】この液濃度検出方法においては、上記濃度
検出対象の液を搬送する液搬送部材を押圧変形可能な材
質で形成し、該搬送部材を押圧手段で押圧することによ
り、該押圧手段からの押圧力に応じた複数の厚みに形成
することができる。また、もともと装置内に配置されて
いる液搬送部材を利用するので、別途、検出用の液担持
部材を設ける構成よりも、低コスト、省スペース化が図
れる。

【００２２】請求項６の発明は、光学センサを用いて液
濃度を検出する液濃度検出装置において、濃度検出対象
の液を互いに異なる複数の厚み分を有するように形成し
て担持する液担持部材を備え、液濃度検出用のデータと
して、該液担持部材に担持された該複数の厚み分につい
ての光学センサの出力データを用いることを特徴とする
ものである。

【００２３】この液濃度検出装置においては、濃度検出
対象の液を互いに異なる複数の厚みに形成して担持する
液担持部材を備え、液濃度検出用のデータとして、該液
担持部材に担持された該複数の厚みについての光学セン
サの出力データを用いるので、この複数の厚み分を、検
出したい濃度範囲の全領域について、いずれかの厚み分
で精度良く検出できるように設定しておけば、センサの
出力データの中には、常に光学センサの感度が高い領域
の出力データが含まれる。よって、単一の厚み分につい
て検出を行う場合においてセンサがセンサが正確な出力
を示さないときにも、上記のようなセンサの出力データ
を適宜処理することによって、広範囲での液濃度の検出
が可能になる。

【００２４】請求項７の発明は、請求項６の液濃度検出
装置において、上記複数の厚み分についての光学センサ
出力の積分値を、液濃度検出用のデータとして用いるこ
とを特徴とするものである。

【００２５】この液濃度検出装置においては、上記複数
の厚みについての光学センサ出力の積分値を、液濃度検
出用のデータとして用いる。光学センサ出力の積分値、
すなわち、光学センサの出力信号（出力波形）の面積
は、濃度検出対象液の光学的特性としての反射光又は透
過光の光量に応じて変化するので、光学センサ出力の積
分値を液濃度検出用のデータとして用いれば、液濃度を
検出することができる。また、光学センサの出力信号の
ノイズレベルが、積分されることによって抑圧される。

【００２６】請求項８の発明は、請求項６又は７の液濃
度検出装置において、上記液担持部材として、段階的に
径が変化する１つの円盤部と、該円盤部を両側から挟
み、かつ、該円盤部の最大径よりも大きい径を有する同
径の２つの円盤部とが一体形成されたローラ状部材を用
いることを特徴とするものである。

【００２７】この液濃度検出装置においては、上記液担
持部材として、段階的に径が変化する１つの円盤部と、
該円盤部を両側から挟み、かつ、該円盤部の最大径より
も大きい径を有する同径の２つの円盤部とが一体形成さ
れたローラ状部材を用いる。これにより、濃度検出対象
の液を、該１つの円盤部と該２つの円盤部との間に形成
される段差に応じた複数の厚みに形成することができ
る。また、ローラ状部材を連続して回転させることによ
り、請求項３の液濃度検出方法と同様に、該複数の膜厚
を連続して形成できるので、液濃度の検出を連続して行
うことができる。

【００２８】請求項９の発明は、請求項８の液濃度検出
装置において、上記ローラ部材に担持された液の膜厚を
規制する膜厚規制部材と、該液を濃度検出後にクリーニ
ングするクリーニング部材と、該クリーニング部材によ
ってクリーニングされた液を回収して搬送する液搬送経
路とを備え、かつ、これらを全て一体物として構成した
ことを特徴とするものである。

【００２９】この液濃度検出装置においては、上記ロー
ラ部材に担持された液の膜厚を規制する規制部材と、該
液を濃度検出後にクリーニングするクリーニング部材
と、該クリーニング部材によってクリーニングされた液
を回収して搬送する液搬送経路とを備え、かつ、これら
を全て一体物として構成するので、構成部品を少なくす
ることができる。

【００３０】請求項１０の発明は、請求項６又は７の液
濃度検出装置において、上記液担持部材としてのローラ
状部材と、該ローラ状部材に担持された液の層厚を規制
して薄層化する層厚規制部材とを備え、両部材の当接部
の距離が当接部幅方向において異なるように配置したこ
とを特徴とするものである。

【００３１】この液濃度検出装置においては、上記液担
持部材としてのローラ状部材と、該ローラ状部材に担持
された液の層厚を規制して薄層化する層厚規制部材とを
備え、両部材の当接部の距離が当接部幅方向において異
なるように配置する。これにより、濃度検出対象の液
を、該両部材の当接部の距離に応じた複数の膜厚に形成
することができる。また、ローラ状部材を連続して回転
させることにより、請求項４の液濃度検出方法と同様
に、該複数の膜厚を連続して形成できるので、液濃度の
検出を連続して行うことができる。

【００３２】請求項１１の発明は、請求項６又は７の液
濃度検出装置において、上記液担持部材として装置内に
具備された液搬送部材を用い、該液搬送部材を押圧手段
からの押圧によって変形可能な材質で構成したことを特
徴とするものである。

【００３３】この液濃度検出装置においては、記液担持
部材として装置内に具備された液搬送部材を用い、該液
搬送部材を押圧手段からの押圧によって変形可能な材質
で構成する。これにより、濃度検出対象の液を、該押圧
手段からの押圧力に応じた複数の厚みに形成することが
できる。また、もともと装置内に配置されている液搬送
部材を利用するので、別途、検出用の液担持部材を設け
る構成よりも、低コスト、省スペース化が図れる。

【００３４】請求項１２の発明は、濃度検出対象の液の
たまりから上記液担持部材を用いて検出用に液を取り出
し、かつ、上記光学センサによる検出後に検出液を該液
の溜まりに戻すように構成された請求項６、７、８、
９、１０、又は１１の液濃度検出装置において、上記検
出後の液を回収して上記液の溜まりに搬送する搬送経路
を設け、該検出後の液が上記液担持部材の液取り出し部
とは異なる箇所に搬送されるように、該搬送経路を構成
したことを特徴とするものである。

【００３５】この液濃度検出装置においては、上記検出
後の液を回収して上記液の溜まりに搬送する搬送経路を
設け、該検出後の液が上記液担持部材の液取り出し部と
は異なる箇所に搬送されるように、該搬送経路を構成す
る。ここで、上記液担持部材としては、請求項８又は１
０のローラ状部材のように、上記液の溜りの液面上に液
を汲み上げる部材を用いてもよいし、上記液溜りの中に
全体が没しているパイプ部材などを用いてもよい。な
お、このようなパイプ部材を用いてる場合には、検出後
の液を該パイプ部材内から溜まり内に排出することが液
を戻すことに相当する。また、上記液取り出し部とは異
なる箇所として、上記液の溜まりに流れが生じている場
合には、上記液取り出し部から相対的に該流れの下流側
であることが望ましい。この液検出装置では、検出後の
液が上記液担持部材の液取り出し部とは異なる箇所に搬
送されるので、常に新しい現像液についての液濃度の検
出を行うことができるようになる。

【００３６】

【発明の実施の形態】〔実施形態１〕以下、本発明の液
濃度検出装置の一実施形態（以下、本実施形態を「実施
形態１」という。）について説明する。先ず、本発明の
液濃度検出装置が適用できる画像形成装置としての湿式
カラー電子写真複写機について説明する。

【００３７】図１は、湿式カラー電子写真複写機の概略
構成図である。像担持体としての感光体ドラム１０は矢
印の時計方向に回転可能となっており、その回りには、
帯電手段としての帯電ローラ２０、光３０を照射する露
光手段としての露光装置、湿式現像器としての複数の現
像ユニット４０Ｋ、４０Ｃ、４０Ｍ、４０Ｙ、中間転写
ユニット５０、除電手段としての除電装置６０、感光体
クリーニング装置７０及び不図示の露光装置等が配設さ
れている。また、この複写機には、図示しない画像読み
取り部や制御部、給紙ユニット１１０、紙転写手段とし
ての転写ローラ８０、及び定着装置９０部等が設けられ
ている。

【００３８】上記中間転写ユニット５０は、懸架ローラ
５１、５２、５３、これらの懸架ローラ５１、５２、５
３に張架された中間転写体としての中間転写ベルト５
５、及びクリーニングブレードを有するベルトクリーニ
ング装置５９等から構成されている。

【００３９】上記中間転写ベルト５５は、矢印の反時計
方向に回転可能となっており、感光体ドラム１０に対向
した上記張架ローラ５１と感光体ドラム１０との間に、
挟み込まれるようになっている。上記張架ローラ５１
は、１次転写バイアスを与える電極ともなっており、図
示しない１次転写電源から所定の転写バイアスが印加さ
れる。

【００４０】また、上記張架ローラ５２に対向して、上
記転写ローラ８０が配設されており、この転写ローラ８
０は、図示しない２次転写電源から所定の転写バイアス
が印加される。

【００４１】上記現像ユニット４０Ｋ、４０Ｃ、４０
Ｍ、４０Ｙは、それぞれ黒、シアン、マゼンダ、イエロ
ーの各液体現像剤としての現像液が収容された現像液タ
ンク４２と、該現像タンク４２内の現像液に浸漬するよ
うに配設された供給ローラ４３と、供給ローラ４３から
汲み上げられた現像液を薄層化するための塗布ローラ４
４と、上記感光体ドラム１０に接触して現像する現像ロ
ーラ４５等から構成され、感光体ドラム１０上の潜像を
接触現像により顕像化する機能を有している。

【００４２】上記現像液は絶縁体溶媒であるキャリア液
体中に顕像化粒子である各色トナー粒子が分散された高
粘度の現像液である。この現像液は、図示しない現像液
濃度検出装置によって、現像液中のトナー濃度が検出さ
れるようになっている。なお、この現像液濃度検出装置
については、後で詳述する。

【００４３】次に、本実施形態に係る湿式カラー電子写
真複写機の動作について、図面に基づき説明する。図１
に示すように、感光体ドラム１０を矢印方向に回転駆動
しながら帯電ローラ２０で一様帯電した後、図示しない
露光装置からの光３０を照射して感光体ドラム１０上に
静電潜像を形成する。一方、現像タンク４２の高粘性現
像液に浸漬されている供給ローラ４３に付着した現像液
は塗布ローラ４４を介して現像ローラ４５表面に均一の
厚さに塗布される。そして、上記感光体ドラム１０に現
像ローラ４５を選択的に接触させ、該感光体ドラム１０
の表面に形成された静電潜像に現像液中のトナーで現像
し、黒、シアン、マゼンダ、イエローの単色トナー画像
を形成する。

【００４４】ついで、上記単色トナー像が形成された感
光体ドラム１０を回転し、該感光体ドラム１０と中間転
写ベルト５５とが当接する１次転写部分に移動する。そ
して、該１次転写部分で、上記中間転写ベルト５５裏面
に張架ローラ５１を介して転写バイアスを印加し、この
転写バイアスによって発生した電界で、上記感光体ドラ
ム１０上の単色トナー像を、中間転写ベルト５５上に順
次重ね合わせて転写する（１次転写）。

【００４５】ついで、トナー像の転写された中間転写ベ
ルト５５を回転し、該中間転写ベルト５５と給紙ユニッ
ト１１０から矢印方向に搬送された転写紙１００とが当
接する２次転写部分に移動する。この２次転写部分にお
いて、上記転写紙１００裏面に転写ローラ８０を介し
て、転写バイアスを印加し、この転写バイアスによって
発生した電界で、中間転写ベルト５５のトナーを転写紙
１００に転写する（２次転写）。

【００４６】この後、トナー像が転写された転写紙１０
０は、不図示の分離装置により中間転写ベルト５５から
分離され、定着装置９０で定着処理がなされてカラー画
像が完成する。一方、２次転写後の感光体ドラム１０
は、除電装置６０で残留電荷が除電され、その表面がク
リーニング装置７０よってクリーニングされ、未転写ト
ナーが回収除去され、次の作像に備える。

【００４７】次に、上記液濃度検出装置について説明す
る。本実施形態の液濃度検出装置においては、現像液の
液膜を形成して、この現像液層の光学的特性を光学セン
サにより検出するものであるが、光学センサにおいて
は、センサの出力特性上、現像液濃度や現像液膜厚に応
じて出力が変化しない飽和領域が存在するため、精度の
よい検出が可能な濃度範囲が限られる。そこで、本実施
形態においては、光学センサによって広範囲の液濃度を
検出できるように構成している。以下、本実施形態の特
徴部としての液濃度検出装置について説明する。

【００４８】図４（ａ）は、本実施形態における液濃度
検出装置の概略構成図である。現像液タンク４２内に
は、検出用の現像液層を形成して担持する検出用液担持
部材としての液担持ローラ１が、現像液に部分的に浸漬
するように配置されている。図５（ａ）及び（ｂ）に、
液担持ローラ１の拡大斜視図を示す。液担持ローラ１
は、それぞれ厚みのある同径の２つの円盤部１ａと、円
盤部１ａよりも径が小さい偏心円盤部１ｂとで構成され
ており、図４で示した点Ｏを中心として、これら３つの
円盤部は一体回動されるようになっている。なお、偏心
円盤部１ｂの側面は、後述する光学センサ７の発光部か
らの光を反射させるため、鏡面処理された光沢面となっ
ている。

【００４９】図４（ａ）において、上記構成の液担持ロ
ーラ１を矢印方向に回転させると、現像液タンク４２中
の高粘度現像液が液担持ローラ１表面に付着して汲み上
げられる。そして、現像液規制ブレード５が液担持ロー
ラ１の幅方向にわたって当接することにより、該付着し
た現像液が、2つの円盤部１ａに挟まれた偏心円盤部１
ｂ上において該２つの円盤部１ａの外周面と同じ位置に
規制され、液膜が形成される。このとき、偏心円盤部１
ｂと円盤部１ａとの径の差をδとすると、偏心円盤部１
ｂ上に形成された液膜の厚みはδの値に等しくなる。

【００５０】図４（ｂ）は、上記液担持ローラ１を回転
させたときの現像液規制ブレード５通過後の偏心円盤部
１ｂ上の現像液の膜厚の変化を示したものである。図の
横軸は、液担持ローラ１の回転角度であるが、一定の回
転速度で回転しているとすれば、回転スタート時からの
経過時間ｔと考えられる。このように、液担持ローラ１
の偏心円盤部１ｂ上には、円周方向にわたって、δmin.
からδmax.の間で互いに異なる複数の厚み分の現像液膜
が形成されることとなる。なお、この液濃度検出装置に
は、偏心円盤部１ｂ上に形成された現像液をクリーニン
グするためのクリーニングブレード６が設けられてお
り、偏心円盤部１ｂの幅方向にわたって当接することに
より、濃度検出後の現像液をクリーニングするようにな
っている。

【００５１】また、この液濃度検出装置には、上記液層
担持ローラ１に対向して光学センサ７が設けられ、この
光学センサ７には波形記録装置８が接続されている。光
学センサ７は、偏心円盤部１ｂ上に形成された現像液膜
に向けて光を発する図示しない発光部と、該偏心円盤部
１ｂ上で反射された反射光を受ける図示しない受光部と
を有しており、この反射光強度を測定することで現像液
濃度を検出することが可能となっている。なお、本実施
形態においては、光学センサ７として、ＣＴＤセンサ
（スタンレー電気（株）Ｋ０３Ｘ−１５４）を、波形
記録装置８として、アナライジングレコーダ（横河電機
ＡＲ４４００）を用いた。

【００５２】上記構成の現像液濃度検出装置において、
上記液担持ローラ１の回転時に、上記複数の厚み分の現
像液膜について連続的に出力される光学センサ７の出力
プロファイルが波形記録装置８に出力される。図６
（ａ）乃至（ｃ）は、現像液濃度がそれぞれ１０％、１
５％、２０％のときの光学センサ７の出力結果を示した
グラフである。横軸は、上記δが最小値をとるような位
置から検出を開始させた場合の、上記液担持ローラ１の
回転角度θを、縦軸はセンサの出力を表す。本実施形態
においては、出力結果は図のように下に凸の特性を持
つ。そして、このような連続的に出力される多数の回転
角度θにおける光学センサ７の出力、すなわち、複数の
厚み分についての光学センサの出力を現像液濃度の検出
に用いる。

【００５３】このように、本実施形態においては、複数
の厚み分についてのセンサ出力を用いるので、この複数
の厚み分を、検出したい濃度範囲の全領域について、い
ずれかの厚み分で精度良く検出できるように設定してお
けば、光学センサ７の出力の中には、常に光学センサ７
の感度が高い領域のセンサ出力が含まれる。よって、単
一の厚み分について検出を行う場合においてセンサが正
確な出力を示さないときにも、複数の厚み分のセンサ出
力を適宜処理することによって、広範囲での正確な液濃
度の検出が可能となる。以下に、センサ出力から液濃度
を検出する方法の具体例を説明する。

【００５４】現像液濃度の検出には、予め実験などで光
学センサ７の上記複数の厚み分における出力と現像液濃
度との関係を求めておき、その相関関係に基づいて現像
液濃度を検出することができる。例えば、図６（ａ）乃
至（ｃ）で示した出力結果を積分し、この積分値を現像
液濃度の検出に用いてもよい。図７に、光学センサ７の
出力結果の積分値と現像液濃度との関係を示す。この例
では、現像液膜の厚みは４０〜１６０μｍに形成されて
いる。図７に示すように、現像液膜の各厚みの出力の積
分値、すなわち、光学センサ７の出力波形の面積は、反
射光強度に応じて変化するので、光学センサ７の出力の
積分値と現像液濃度との関係を予め求めておき、その相
関関に基づいて液濃度を検出することができる。しか
も、光学センサの出力信号のノイズが、積分によって抑
圧されるので、ノイズの影響を小さくでき、精度の良い
検出が可能になる。

【００５５】また、センサ出力と現像液濃度の相関関係
を定量化するには、図６（ａ）乃至（ｃ）で示す曲線に
おいて、上記液担持ローラ１が１回転する間に同じセン
サ出力値を示す点が２カ所現れることを利用してもよ
い。具体的には、上記液担持ローラ１が回転して、ある
所定のセンサ出力値となる２カ所の回転角度の差、換言
すれば、同じセンサ出力値を示すまでの時間差ｔは、図
中ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３で示すように、液濃度によって変わ
るので、これを利用して濃度を検出することもできる。

【００５６】次に、上記液濃度検出装置における他の構
成例について説明する。本構成例においては、上記現像
液規制ブレード５、上記クリーニングブレード６、及び
クリーニングブレード６によって書き取られた現像液を
搬送する搬送経路とを一体的に形成することにより、構
成部品を減らし、コストダウンを図っている。

【００５７】図８に、本構成例の液濃度検出装置の概略
構成図を示す。このように、現像液規制ブレード５、ク
リーニングブレード６、及びクリーニングブレード６に
よって書き取られた現像液を搬送する現像液搬送経路９
とを１つの部材Ａで形成しており、構成部品の少ない安
価な構成となっている。

【００５８】また、本構成例における変形例として、図
９に示すように、上記現像液搬送経路９を傾斜させ、ク
リーニングブレード６によって掻き取られた現像液が、
上記液担持ローラ１の汲み上げ部とは異なる箇所に搬送
されるようにしてもよい。例えば、現像液タンク４２の
現像液を撹拌するために、図１０（ａ）で示すようなス
クリューやプロペラなどの撹拌部材４６を用いて対流又
は渦を形成する場合や、図１０（ｂ）で示すような一方
向の流れを形成する場合において、上記現像液搬送経路
９を汲み上げ部から相対的に流れの下流側に傾斜させれ
ば、掻き取った現像液が上記液担持ローラ１の汲み上げ
部に搬送されるのを防ぐ。また、撹拌部材４６を用いず
に、例えば振動を与えることによって現像液を撹拌する
場合においても、掻き取った現像液を上記液担持ローラ
１の汲み上げ部とは異なる箇所に搬送するように、搬送
経路を構成することが望ましい。以上の変形例によれ
ば、常に新しい現像液についての液濃度の検出を行うこ
とができるので、検出精度を向上させることができる。

【００５９】以上、本実施形態によれば、上記液担持ロ
ーラ１の偏心円盤部１ｂ上に互いに異なる複数の厚みの
現像液膜を形成し、この複数の厚み分についての光学セ
ンサの出力に基づいて液濃度を検出することにより、広
範囲にわたって正確な液濃度の検出ができるようにな
る。また、上記液担持ローラ１を回転させることによ
り、上記複数の厚みの現像液膜を連続して得られるの
で、現像液濃度の検出を連続して行うことができ、濃度
変化を敏速に検知することができる。

【００６０】なお、本実施形態においては、液担持ロー
ラ１を検出用液担持部材として専用に設けた例を説明し
たが、例えば、図１１（ａ）に示すように、上記供給ロ
ーラ４３の端部に付属させて、供給ローラ４３と一体形
成しても良い。また、図１１（ｂ）に示すように、上記
塗布ローラ４４の端部に付属させても良い。

【００６１】また、本実施形態においては、反射式の光
学センサ７で検出した出力を用いて現像液濃度を検出す
る例を示したが（図４（ａ）参照）、反射式の光学セン
サ７に代えて、透過式の光学センサを用いてもよい。こ
の場合の液濃度検出装置の構成例を図１２に示す。図１
２において、２つの円盤部１ａと偏心円盤部１ｂからな
る上記液担持ローラ１をガラスや樹脂などの透明部材で
形成し、その内部に光学センサの発光部としての光源７
ａを設置し、液担持ローラ１の外部に光源７ａからの透
過光強度を受光する光学センサの受光部７ｂを設ける。
これにより、透過式の光学センサで検出した出力を用い
て現像液濃度の検出を行うことができる。

【００６２】また、本実施形態においては、検出用液担
持部材として、図４で示したような２つの円盤部１ａと
偏心円盤部１ｂとで構成された液塗布ローラ１を用いた
が、互いに異なる複数の厚みの現像液膜を得るために、
偏心円盤部１ｂに代えて、例えば、図１３（ａ）及び図
６（ａ）で示すような断面形状を有する円盤部材１ｃあ
るいは１ｄを用いることもできる。円盤部材１は、その
部材上に形成される現像液の膜厚が、図１３（ｂ）に示
すような直線的な変化を示す螺旋体であり、例えば、回
転円筒部材に砥石を当て、その削り量が直線的に大きく
なるように削っていくという簡単な方法で形成すること
ができる。この円盤部材１ｃによれば、円盤部材１ｃが
一回転する間に、現像液の膜厚は直線的に変化するの
で、偏心円盤部１ｂのように同じ膜厚を２回検知する場
合に比べて、より多数の膜厚についての検出が可能とな
る。また、図１４（ａ）及び（ｂ）で示す円盤部材１ｄ
は、図１３（ａ）で示した上記円盤部材１ｃにおける段
差部をなくすように、加工時に不定領域αを設けたもの
である。この円盤部材１ｄによれば、円盤部材１ｃと同
様の効果が得られるとともに、クリーニングブレードの
当接不良によるクリーニング不良を防止することができ
る。ただし、濃度検出に使用するセンサの出データとし
ては、不定領域αについての出力データを除く必要があ
る。

【００６３】〔実施形態２〕次に、本発明の液濃度検出
装置の他の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態
２」という。）について説明する。本実施形態における
液濃度検出装置の概略構成を図１５に示す。図１５の例
は、検出用液担持部材として液担持ローラ１０１を用
い、この液担持ローラ１０１表面の幅方向にわたって、
互いに異なる複数の厚みの現像液膜を形成する場合の例
である。

【００６４】図１５において、液担持ローラ１０１は、
図示しない現像液タンク内の現像液中に部分的に没する
ように設けられ、回転により現像液を汲み上げることが
可能な構成となっている。また、この液担持ローラ１０
１に近接対向して、液担持ローラ１０１上の現像液の膜
厚を規制して薄膜化する膜厚規制部材５ａが配設されて
いる。この膜厚規制部材５ａは、液担持ローラ１０１表
面の幅方向全体にわたって当接可能な長さを有している
が、本実施形態においては、液担持ローラ１０１表面と
膜厚規制部材５ａとの距離δが当接幅方向において変化
するように、膜厚規制部材５ａを液担持ローラ１０１表
面に対して傾けて配置している。なお、液担持ローラ１
０１の外周面は、光学センサ７の発光部からの光を反射
させるため、鏡面処理された光沢面となっている。

【００６５】上記液担持ローラ１０１の回転により、現
像液が液担持ローラ１０１表面に付着して汲み上げられ
るが、この付着した現像液の膜厚は不均一である。そし
て、液担持ローラ１０１表面と上記膜厚規制部材５ａと
の対向部において、上記膜厚規制部材５ａにより、現像
液の膜厚が液担持ローラ１０１と膜厚規制部材５ａとの
距離δに応じた膜厚に規制され、薄膜化される。すなわ
ち、液担持ローラ１０１上には、該距離δの変化に対応
した互いに異なる複数の厚みの現像液膜が形成されるこ
ととなる。

【００６６】また、この液濃度検出装置には、上記液層
担持ローラ１０１に対向して光学センサ７が設けられ、
この光学センサ７には波形記録装置８が接続されてい
る。なお、光学センサ７の基本的な構成動作は、上記実
施形態１の場合と同様であるので、説明を省略する。本
実施形態においては、この光学センサ７を、上記液担持
ローラ１０１の幅方向にわたって移動させることによ
り、液担持ローラ１１上に形成された複数の厚みの現像
液膜についてのセンサ出力を得ることができる。そし
て、上述したように、センサ出力を適宜処理することに
よって現像液濃度を検出する。

【００６７】このように、本実施形態の液濃度検出装置
においても、上記液担持ローラ１０１表面の幅方向にわ
たって互いに異なる複数の厚みの現像液膜を形成し、こ
の複数の厚み分についての光学センサの出力に基づいて
液濃度を検出することにより、広範囲にわたって正確な
液濃度の検出ができるようになる。また、上記液担持ロ
ーラ１０１の回転させることにより、上記複数の膜厚を
連続して得られるので、現像液濃度の検出を連続して行
うことができ、濃度変化を敏速に検知することができ
る。

【００６８】〔実施形態３〕次に、本発明の液濃度検出
装置の他の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態
３」という。）について説明する。本実施形態における
液濃度検出装置の概略構成を図１６（ａ）に示す。図１
６（ａ）の例は、検出用液担持部材として現像装置内に
設けられた現像液を搬送するための液搬送パイプ１１１
を利用し、この液搬送パイプ１１１を変形させることに
より互いに異なる複数の厚みの現像液を形成する場合の
例である。

【００６９】図１６（ａ）において、液搬送パイプ１１
１は、変形可能な材質で、かつ、光源７ａからの光を透
過できるよう、ガラスや樹脂などの透明な部材で構成さ
れている。また、液搬送パイプ１１１の光源７ａが設け
られた側とは反対側に、光源７ａからの透過光強度を受
光する光学センサの受光部７ｂが設けられている。

【００７０】本実施形態においては、液搬送パイプ１１
１に対向配置された光源７ａを、液搬送パイプ１１１に
押し付けて該液搬送パイプ１１１を変形させ、この光源
７ａの液搬送パイプ１１１に対する押圧力を変化させる
ことにより、液搬送パイプ１１１内部の現像液を互いに
異なる複数の厚みに形成する。具体的には、図１６
（ｂ）に示すように、光源７ａを、液搬送パイプ１１１
に当接させ、徐々に押圧力を大きくしていくと、この押
圧力に応じて現像液の厚みが変化する。このように、現
像液の膜厚を規制する規制部材を設けることなく、簡単
に所望の厚みに変化させることができる。そして、この
現像液の厚みが変化するときの透過光強度を受光部７ｂ
で測定すれば、複数の厚み分の現像液についての出力デ
ータが得られる。

【００７１】このように、本実施形態の液濃度検出装置
においても、上記液搬送パイプ１１１を変形させること
により該液搬送パイプ内の現像液の厚みを変化させ、こ
の変化する複数の厚み分についての光学センサの出力に
基づいて液濃度を検出することにより、広範囲にわたっ
て正確な液濃度の検出ができるようになる。また、本実
施形態の液濃度検出装置においては、検出用液担持部材
として、もともと現像装置内に配置されている現像液の
搬送パイプを利用するので、別途、検出用液担持部材を
設ける構成よりも、低コスト、省スペース化が可能とな
る。

【００７２】なお、上述した実施形態１、２及び３で示
した液濃度検出装置の構成以外にも、濃度検出対象の液
の互いに異なる複数の厚み分についての光学センサの出
力を得るために、例えば、液中に透過式あるいは反射式
の光学センサの受発光素子対を複数組互いに異なる間隔
で対向させ、この複数のセンサからの出力を得るように
構成してもよい。

【００７３】また、上述の実施形態１、２及び３におい
ては、本発明の液濃度検出装置を、現像ローラと感光体
とを接触させて現像を行うような構成の複写機に適用し
た例で説明したが、現像剤担持体としての現像ベルトを
介した構成の複写機に適用してもよい。

【００７４】

【発明の効果】請求項１乃至１２の発明によれば、濃度
検出対象液の互いに異なる複数の厚み分についての光学
センサの出力に基づいて液濃度を検出するので、単一の
厚み分について検出を行う場合においてセンサが正確な
出力を示さないときにも、広範囲での正確な液濃度の検
出ができるという優れた効果がある。

【００７５】特に、請求項２及び７の発明によれば、光
学センサ出力の積分値に基づいて液濃度を検出すること
により、信号のノイズレベルが抑制されるので、ノイズ
の影響を小さくでき、精度の良い検出が可能になるとい
う優れた効果がある。

【００７６】特に、請求項３及び８の発明によれば、濃
度検出対象の液を上記１つの円盤部と上記２つの同径の
円盤部との段差に応じた互いに異なる複数の膜厚に形成
することができる。また、ローラ状部材を連続して回転
させることにより、該複数の膜厚を連続して形成できる
ので、液濃度の検出を連続して行うことができるように
なり、濃度変化を敏速に検知することができるという優
れた効果がある。

【００７７】特に、請求項４及び１０の発明によれば、
濃度検出対象の液を上記ローラ状部材と上記膜厚規制部
材との当接部の距離に応じた複数の膜厚に形成すること
ができる。また、ローラ状部材を連続して回転させるこ
とにより、該複数の膜厚を連続して形成できるので、液
濃度の検出を連続して行うことができるようになり、濃
度変化を敏速に検知することができるという優れた効果
がある。

【００７８】特に、請求項５及び１１の発明によれば、
濃度検出対象の液を上記押圧手段からの押圧力に応じた
複数の厚みに形成することができる。また、別途、検出
用の液担持部材を設ける構成に比して、低コスト、省ス
ペース化が図れるという優れた効果がある。

【００７９】特に、請求項９の発明によれば、構成部品
を少なくすることができるので、安価に構成できるとい
う優れた効果がある。

【００８０】特に、請求項１２の発明によれば、検出後
の液が上記液担持部材の液取り出し部とは異なる箇所に
搬送されるので、常に新しい液についての液濃度の検出
を行うことができ、検出精度を向上させることができる
という優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る複写機の概略構成図。

【図２】従来の光学センサの出力と現像液膜厚との関係
を示す特性図。

【図３】従来の光学センサの出力と現像液濃度との関係
を示す特性図。

【図４】（ａ）は、実施形態１に係る液濃度検出装置の
概略構成図。（ｂ）は、液担持ローラに形成される現像
液の膜厚の変化を示すグラフ。

【図５】（ａ）は、液担持ローラの拡大斜視図。（ｂ）
は、液担持ローラを分解した様子を示す拡大斜視図。

【図６】（ａ）乃至（ｃ）は、光学センサの出力と液担
持ローラの回転角度θとの関係を示す特性図。

【図７】光学センサ出力の積分値と現像液濃度との関係
を示す特性図。

【図８】実施形態１の液濃度検出装置の他の構成例を示
す概略構成図。

【図９】変形例に係る液濃度検出装置の概略構成図。

【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、同変形例に係る液濃度
検出装置を、現像液の流れを考慮して構成した例を示す
説明図。

【図１１】（ａ）は、液担持ローラを供給ローラと一体
形成した例を示す説明図。（ｂ）は、液担持ローラを塗
布ローラと一体形成した例を示す説明図。

【図１２】透過光測定による液濃度検出装置の概略構成
図。

【図１３】（ａ）は、液担持ローラの他の断面形状の例
を示す断面図。（ｂ）は、同液担持ローラに形成される
現像液の層厚の変化を示すグラフ。

【図１４】（ａ）は、液担持ローラのさらに他の断面形
状の例を示す断面図。（ｂ）は、同液担持ローラに形成
される現像液の層厚の変化を示すグラフ。

【図１５】実施形態２に係る液濃度検出装置の概略構成
図。

【図１６】（ａ）及び（ｂ）は、実施形態３に係る液濃
度検出装置の概略構成図。

【符号の説明】

１液担持ローラ（実施形態１）１ａ円盤部１ｂ偏心円盤部５現像液規制ブレード５ａ膜厚規制部材６偏心円盤部用クリーニングブレード７光学センサ７ａ光源７ｂ受光部８波形記録装置１０感光体ドラム２０帯電ローラ４０現像ユニット４２現像液タンク４３供給ローラ４４塗布ローラ４５現像ローラ４６撹拌部材５０中間転写ユニット５１懸架ローラ５２懸架ローラ５３懸架ローラ５５中間転写ベルト５９ベルトクリーニング装置６０除電装置７０感光体クリーニング装置８０転写ローラ９０定着装置１００転写紙１０１液担持ローラ（実施形態２）１１１液搬送パイプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者板谷正彦東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 2G057 AB07 AC01 AD13 BA01 DC07 HA03 2G059 AA01 AA05 BB04 CC20 DD12 EE02 FF06 GG10 KK01 MM01 MM10 2H074 AA03 BB02 CC03 CC12 CC51 CC61

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学センサを用いて液濃度を検出する液濃
度検出方法において、濃度検出対象の液の互いに異なる複数の厚み分について
の光学センサの出力に基づいて液濃度を検出することを
特徴とする液濃度検出方法。
【請求項２】請求項１の液濃度検出方法において、上記複数の厚み分についての光学センサ出力の積分値に
基づいて液濃度を検出することを特徴とする液濃度検出
方法。
【請求項３】請求項１又は２の液濃度検出方法におい
て、濃度検出対象の液を上記複数の厚み分を有するように形
成する方法として、段階的に径が変化する１つの円盤部
と、該１つの円盤部を両側から挟み、かつ、該１つの円
盤部の最大径よりも大きい径を有する２つの同径の円盤
部とを一体形成されてなるローラ状部材を用い、該ロー
ラ状部材を回転させることにより、該１つの円盤部と該
２つの同径の円盤部との段差部に形成される円周方向の
凹部に上記濃度検出対象の液を充填して、上記複数の厚
み分を有すように形成することを特徴とする液濃度検出
方法。
【請求項４】請求項１又は２の液濃度検出方法におい
て、濃度検出対象の液を上記複数の厚み分を有するように形
成する方法として、ローラ状部材に上記濃度検出対象の
液を担持させ、該ローラ状部材と該液の層厚を規制して
薄層化する層厚規制部材とを、両部材の当接部の距離が
当接部幅方向において異なるように配置し、該ローラ状
部材を回転することにより、該ローラ状部材上に上記複
数の厚み分を有するように形成することを特徴とする液
濃度検出方法。
【請求項５】請求項１又は２の液濃度検出方法におい
て、濃度検出対象の液を上記複数の厚み分を有するように形
成する方法として、上記濃度検出対象の液を搬送する搬
送部材を押圧変形可能な材質で形成し、該搬送部材を押
圧手段で押圧することにより、該搬送部材内の液を上記
複数の厚み分を有するように形成することを特徴とする
液濃度検出方法。
【請求項６】光学センサを用いて液濃度を検出する液濃
度検出装置において、濃度検出対象の液を互いに異なる複数の厚み分を有する
ように形成して担持する液担持部材を備え、液濃度検出
用のデータとして、該液担持部材に担持された該複数の
厚み分についての光学センサの出力データを用いること
を特徴とする液濃度検出装置。
【請求項７】請求項６の液濃度検出装置において、上記複数の厚み分についての光学センサ出力の積分値
を、液濃度検出用のデータとして用いることを特徴とす
る液濃度検出装置。
【請求項８】請求項６又は７の液濃度検出装置におい
て、上記液担持部材として、段階的に径が変化する１つの円
盤部と、該円盤部を両側から挟み、かつ、該円盤部の最
大径よりも大きい径を有する同径の２つの円盤部とが一
体形成されたローラ状部材を用いることを特徴とする液
濃度検出装置。
【請求項９】請求項８の液濃度検出装置において、上記ローラ部材に担持された液の膜厚を規制する膜厚規
制部材と、該液を濃度検出後にクリーニングするクリー
ニング部材と、該クリーニング部材によってクリーニン
グされた液を回収して搬送する液搬送経路とを備え、か
つ、これらを全て一体物として構成したことを特徴とす
る液濃度検出装置。
【請求項１０】請求項６又は７の液濃度検出装置におい
て、上記液担持部材としてのローラ状部材と、該ローラ状部
材に担持された液の層厚を規制して薄層化する層厚規制
部材とを備え、両部材の当接部の距離が当接部幅方向に
おいて異なるように配置したことを特徴とする液濃度検
出装置。
【請求項１１】請求項６又は７の液濃度検出装置におい
て、上記液担持部材として装置内に具備された液搬送部材を
用い、該液搬送部材を押圧手段からの押圧によって変形
可能な材質で構成したことを特徴とする液濃度検出装
置。
【請求項１２】濃度検出対象の液のたまりから上記液担
持部材を用いて検出用に液を取り出し、かつ、上記光学
センサによる検出後に検出液を該液の溜まりに戻すよう
に構成された請求項６、７、８、９、１０、又は１１の
液濃度検出装置において、上記検出後の液を回収して上記液の溜まりに搬送する搬
送経路を設け、該検出後の液が上記液担持部材の液取り
出し部とは異なる箇所に搬送されるように、該搬送経路
を構成したことを特徴とする液濃度検出装置。