JPS6031021A - 収容液体の検知装置 - 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、光透過性材料より成る液体収容タンク内の液
体の検知装置に関するものである。

（従来技術） 例えば、複写機等において、転写済み転写紙を。

一対の定着ローラの間に通すことにより、転写紙を定着
することが行なわ几ている。このような定着装置では、
オフセット防止機能を達成するために、定着ローラの表
面にオフセット防止用のシリコンオイル馨塗布すること
が行なわｎている。このシリコンオイルは１通常、収容
タンクに貯容せしめら几ていて、このタンクより適当な
汲み上げポンプによって汲み上げら几、オイル塗布フェ
ルトを介して定着ローラの表面に塗布されるようになっ
ている。

このようなシリコンオイル供給装置においては。

収容タンク内のシリコンオイルが枯渇した場合、定着ロ
ーラへのオイル供給が途絶さｎろために、定着ローラへ
転写紙が巻き付いたり、あるいは。

巻き付き転写紙を強制的に除去する場合に、定着ローラ
を傷付けたり、さらには、転写紙に定着ロー２上のトナ
ーが付着したりする不具合がある。

そこで、収容タンク内のオイルの有無を何らかの手段で
検知し、この検知手段がオイル無しを検知したとき、こ
の検知結果にもとづいて、収容タンク内へオイルを補給
してやると、前述した不具合の発生を防止することがで
きる。

ところで、従来、このような収容タンク内の液体を検知
するものとして１例えば、複写機の液体現鐵剤の液量を
検知する装置が知らｎでいる。この検知装置は、例えば
、マグネットを内蔵したフロートが液面位置の変化に伴
なって上下するとき。

リードスイッチをオン・オフさせるようにしたものであ
る。

然るに、このような検知装置では、リードスイッチに対
しフロートが上下動する可動方式となっているので、現
像液中のトナーが可動部分に固着した場合、動作不良を
生じて検知信頼性が損なわ几ろおそｎがあり、また、マ
グネットヲ内蔵した上、フロートに浮力ヲ得る構成とな
っているので、フロートの形状が大きくなり、検知装置
自体が大嵩化する欠点がある。

このようなフロート式の検知装置を、前述したオイル供
給装置に適用した場合、同様にして検知装置自体が犬嵩
化すると共に、オイル内に混入［７てしまったトナーや
紙粉や享埃等により、可動部分に動作不良を生じるおそ
几がある。

（目　的） 本発明は、収容タンク内の液体の有無を検知する検知体
を、収容タンク内の液体部分に設けるという、従来の一
般的な技術思想を一変した、検知装置の小嵩化を図り得
る。かつ、検知信頼性の格段に向上さ几得る。新規な収
容液体の検知装置を提供することを目的とする。

（構　成） 本発明の構成を、以下１図示の実施例に基づき説明する
。

第１図は１本発明の一適用例である複写機の定着装置部
を示しており、この装置部における液体収容タンク１内
には、液体の１例であるシリコンオイル２が収容さｎて
いる。このシリコンオイル２は、オイルバイブ３Ａ乞通
してオイルポンプ４により汲み上げられ、オイル溜り５
に溜められるようになっている。オイル溜り５内のオイ
ルにはオイル塗布フェルト６の一端側が浸漬せらｎ、こ
の他端側は定着ローラ対７のうちの上側のローラ表面に
接している。なお、オイル溜り５における余分なオイル
は、戻しパイプ３Ｂを通して収容タンク１に戻さ几るよ
うになっている。

符号１で示す液体収容タンクは、後で述べるように、光
透過性材料より成っていて、また、符号８で示す液体検
知素子は、オイル２の液面１ノベルを検知し、この検知
結果が例えば、複写機の操作パネル上に表示さｎるよう
になっていて、この表示を察知して、オイルの補給を行
なうようになっている。

ここで、本発明の光学検知原理について以下に述べる。

第２図において、収容タンク１の外壁には、液体の有無
を検知しようとする箇所、即ち、検知しようとする、あ
る液面レベル位置に対応する箇所に、液体検知素子８が
密着接触するように取付けられている。液体検知素子８
は、第５図（第２図において矢印ａ方向から見た断面図
）に示すように、発光ダイオードの如き発光部８Ａと、
フォトセンサの如き受光部８Ｂとを有する９反射型の光
検知素子となっている。

収容タンク１は、例えば、屈折率Ｎ、が１．・４９であ
るポリプロピ１７ン材料より成っていて、また。

収容タンク内の液体２としては、例えば、屈折率Ｎ、、
　カ１．４０であるシリコンオイルＫＦｇ６（商品名）
が適用さルている。ここで、空気の屈折率Ｎｏを１．０
としておく。

本発明は、検知素子８の発光部から発した光が。

収容タンク１と液体２との境界部、即ち、タンクの内壁
面で全反射し、この全反射光が受光部で検知できるか否
かによって、液体の有無ケ検知することを特徴とするも
のである。かかる点を、以下に説明するものとして、検
知素子８は収容タンク１に接触させる構成であることか
ら１両者の間の空気層の及ぼす影響については無視する
ものとする。

ここで、第３図において、一般的な原理とじて屈折率Ｎ
１の媒質から、屈折率Ｎ２の媒質に光が進むときの屈折
率Ｎ、の媒質におけろ全反射の臨界角０３　をめるもの
として、この場合の両屈折率の大小関係はＮ、〉Ｎ２と
なっている。

ｓｉｎθ１−Ｎ 今ｓ　／ｓ　ｒ　ｎθ２　”　Ｎｌ　なる関係が成立す
るものとして、全反射を行なうのは、θ２が９０度のと
きであるからｓｉｎθ２としては１の値乞とり。

このｓｉｎθ２−１を用いて、屈折率Ｎ、の媒質の臨界
角θ３（θ３：θ、の臨界角）？求めるものとすると、
このθ３は次のような（１）式から導ひき出さ几得る。

ｓｉｎθ３　５ｉｎ０３Ｎ２ −　−一　・・・・・（１） ｓｉｎθ２　■　Ｎ。

θ３．＝５ｉｎ’（Ｎ２／Ｎｌ　）　−−−°−（ｚ）
ここで、液体収容タンク１は、屈折率Ｎ、が１．４９の
ポリプロピレンより成り、また、液体２は、屈折率Ｎ２
が１．４０のシリコンオイルＫＦ９６　より成っている
ので、この数値Ｙ（２）式に代入すると。

Ａ）検知素子８が対向する収容タンク１内の部分に関し
、シリコンオイルが存在する場合の全反射の臨界角θ３
は次のような値となる。

θ３＝””　（Ｎ２　／Ｎ、　）＝ｓｉｎ−’　（１−
４０／１．４９）＝６９・９８゜ Ｂ）検知素子８が対向する収容タンク１内の部分に関し
、シリコンオイルが存在しない場合。

即ち、シリコンオイルの代りとして空気が存在する場合
、この空気の屈折率Ｎｏは１であるから、Ｎ２−１とし
て、この場合の全反射の臨界角θ３１は次のような値と
なる。

０ｇ　’　＝ＳＩｎ　（Ｎ２　／Ｎｌ　）＝ｓｉｎ　（
１７１，４９）＝４２．１６゜ここで、第４図において
、符号ＡＹ発光部８Ａ（第５図参照）の発光領域とし、
符号Ｂ）ｌ受光部８Ｂの受光領域であるものとして、ポ
リプロピ１７ンよりなる収容タンク１の内壁面において
全反射が起り得ろ臨界角は、符号２で示す部分でオイル
が存在するとき、θ３として６９．９８°の値をとる。

　、そして、この場合に、θ３　より大きい角度の入射
光があった場合に全反射することになる。このような場
合に、収容タンク１の壁部内を透過する光は破線に従い
、この光は受光領域Ｂには達せず。

　７− 即ち、第５図の受光部８Ｂには達せず、液体検知素子８
はオフの状態となる。

一方、符号２で示す部分において、オイルが存在しない
とき、即ち、空気層が存在するとき、全反射が起り得る
臨界角θ：１は４２．１６°の値をとる。

そして、この場合に、θ（“より大きい入射光があった
場合に全反射することになる。このような場合に、収容
タンク１の壁部内を透過する光は実線に従い、この光は
受光領域ＢＫ運し、即ち、第５図の受光部８Ｂに運し、
液体検知素子８はオンの状態となる。なお、第４図中、
Ｒ１はオイルが存在する場合の屈折光であり、Ｒ２はオ
イルが存在しない場合の空気層中における屈折光である
。

このようにして、液体収容タンク１内の、液体検知素子
８が対向する部分に関し、シリコンオイルが存在しない
ときと、シリコンオイルが存在するときとにおいて１発
光部から発した光に対し、液体収容タンクとシリコンオ
イルとの両者境界部の全反射の角度の違いを、受光部８
Ｂにおいて光が検知さｎるか否かに関係づけることによ
り、前記部分８− に関するシリコンオイルの有無が検知さｎるようになっ
ている。

即ち、シリコンオイル２の液面レベルが検知できること
になり、この検知結果に基づいて、シリコンオイルの補
給等を適宜、行なうことができる。

従って、第１図の定着口〜う対７に対するシリコンオイ
ルの供給が途絶さ几ろおそれがなく、転写紙がその定着
ローラ対７に巻付いたりする等の不具合を回避すること
ができる。

なお、この検知装置としては、液体収容タンク１の材質
の屈折率がシリコンオイルのような液体の屈折率よりも
大きい（Ｎｒ　＞Ｎ２　）ことを前提とし、現実的には
光透過性材料として、プラスチックやガラス等が提案さ
れるも、前者のプラスチックの方が成形性や取扱いや重
量の面で好適であり、この材料の場合の屈折率は１．４
６乃至１．６０程度となる。

一方、検知すべき液体としては、水（屈折率１・３３）
、シリコンオイル（同ｌ・４０）、　メチルアル＝ｙ−
ル（同１．３２９）オｊｌ：　Ｕエチルアルコール（同
１．３６）等を挙げることができ、こ几らの液体がプラ
スチックよりも屈折率が小さいことから１本検知装置に
適していると言える。

このように１本発明の検知装置は、被検知体である液体
に対し、検知体が接触しない構成となっているので、当
該検知体を液密に構成する必要がなく、また、液体中に
おいて可動する部分を持たない構成であるので、動作不
良を生じるおそ几もなく、検知信頼性を、より向上させ
ることができる。さらＫ、この検知装置は、検知素子と
被検知体との間に若干の空気層を設けるという従来の技
術思想をも打破したことを特徴とするものである。

（効　果） 以上本発明によれば、検知装置自体を小嵩化できると共
に、収容液体有無の検知信頼性を格段に向上させろこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一適用例の複写機の定着装置部の斜視
図、第２図は収容液体の検知装置部の拡大断面図、第３
図は異なる屈折率の媒質を光が透過する際において全反
射臨界角をめる方式を説明するための図、第４図はシリ
コンオイルの存在有無と全反射臨界角との相互関係を説
明するための図、第５図は液体検知素子の横断面図であ
る。 １・・・液体収容タンク、　２・・・液体としてのシリ
コンオイル、　８・・・　液体検知素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液体を収容し光透過性材料より成る液体収容タンクの外
   壁に、発光部と受光部から成る液体検知素子を接触せし
   める構成となし、かつ、液体収容タンクの屈折率が液体
   の屈折率よりも大なるように設定した上、液体収容タン
   ク内の、液体検知素子が対向する部分に関し、液体が存
   在しないときと、液体が存在するときとにおいて１発光
   部から発した光に対し、液体収容タンクと液体との両者
   境界部における全反射の角度の違いを、受光部において
   光が検知されるか否かに関係づけることにより、前記部
   分に関する液体の有無を検知するようにした収容液体の
   検知装置。