(57)【要約】  【課題】  この発明の課題は、液体トナー濃度調整機構を持つ液体現像方式の電子写真装置において、トナー濃度センサを用いて液体トナーのトナー濃度を測定する際に、環境温度が変化しても、液体トナーの濃度を正しく測定するトナー濃度検出装置を提供する。  【解決手段】  液体トナーのトナー濃度をトナー濃度センサにより測定する際に、前記のトナー濃度センサに対向する表面部分にトナー層を形成して所定の速度で回転する濃度検出ローラと、当該濃度検出ローラに液体トナー層を転写提供するトナー転写機構とを備えるトナー濃度検出装置において、前記の濃度検出ローラは、トナー層を形成させない校正基準面と、トナー層を形成させるトナー濃度検出面とを表面部分に形成し、校正基準面でのトナー濃度センサの出力値を用いてトナー濃度センサの出力値を校正する。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の色のトナー粒子とキャリアにより構成する液体トナーのトナー濃度をトナー濃度センサにより測定する際に、前記のトナー濃度センサに対向する表面部分にトナー層を形成して所定の速度で回転する濃度検出ローラと、当該濃度検出ローラに液体トナー層を転写提供するトナー転写機構とを備えるトナー濃度検出装置において、
前記の濃度検出ローラは、トナー層を形成させない校正基準面と、トナー層を形成させるトナー濃度検出面とを表面部分に形成し、
前記の濃度検出ローラの表面部分に形成する校正基準面でのトナー濃度センサの出力値を用いてトナー濃度センサの出力値を校正する手段を備える、
ことを特徴としたトナー濃度検出装置。
【請求項２】
前記の濃度検出ローラの表面部分に形成する校正基準面は、
異なる光沢度を持った校正基準面で形成する、
ことを特徴とした請求項１に記載のトナー濃度検出装置。
【請求項３】
前記の濃度検出ローラの表面部分に形成する校正基準面は、
所定の光沢度を持った校正基準面と、前記のトナー濃度検出面を兼ねる校正基準面とで形成する、
ことを特徴とした請求項１に記載のトナー濃度検出装置。
【請求項４】
前記の濃度検出ローラは、
当該濃度検出ローラの表面部分を保護するための透明または半透明の保護膜を形成する、
ことを特徴とした請求項１，２または３に記載のトナー濃度検出装置。
【請求項５】
前記のトナー濃度検出装置は、
前記の濃度検出ローラをトナー濃度検出時とは逆方向に回転させるとともに、その回転方向でトナー濃度センサの検出位置よりも上流部にトナー層を除去するトナー掻き取り手段を配置し、
前記の濃度検出ローラの表面部分を露出させてトナー層を形成させない校正基準面を形成する、
ことを特徴とした請求項１に記載のトナー濃度検出装置。
【請求項６】
前記のトナー濃度検出装置は、
前記の濃度検出ローラと当該濃度検出ローラの前段に配置する濃度検出ローラに液体トナー層を転写提供する搬送ローラとを離間させる構造とし、
トナー濃度センサの出力値を校正する時には、前記の濃度検出ローラと前記の搬送ローラとを離間させて前記の濃度検出ローラへのトナー供給を停止させ、
前記の濃度検出ローラの表面部分にトナー層を形成させない校正基準面を形成する、
ことを特徴とした請求項１に記載のトナー濃度検出装置。
【請求項７】
前記のトナー濃度検出装置は、
事前に校正基準面でのトナー濃度センサの出力値とトナー濃度検出面でのトナー濃度センサの出力値とを保持し、
定期的に校正基準面から得たトナー濃度センサの出力値と事前に保持する校正基準面でのトナー濃度センサの出力値との変化率を算出し、
定期的にトナー濃度を検出するトナー濃度センサの出力値を校正する手段を備える、
ことを特徴とした請求項１に記載のトナー濃度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、所定の色のトナー粒子とキャリアにより構成する液体トナーのトナー濃度を測定する技術に関し、特に、トナー濃度を検出するトナー濃度センサの出力値を定期的に校正する、トナー濃度検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体現像方式の電子写真装置において、現像液として、高粘度で高濃度の液体トナーを用いる場合、液体トナーをリサイクルしていくという機能を備えると、非常に便利なものとなる。しかしながら、回収される液体トナーの固形粒子の割合は一定していない。典型的には、画像データに基づき固形粒子の消費量は変化する。液体トナーを再利用するためには、回収する液体トナーの固形粒子の割合（濃度）を正確に把握する必要がある。
【０００３】
従来、低濃度の液体トナーの濃度測定は透過型の光学センサにより検出していた。或いは電極を液体トナー漕に設け、電圧を印加し、そのとき流れる電流を測定することにより、液体トナーの濃度を検出していた。
【０００４】
しかし、高粘度で高濃度の液体トナーの場合、光学センサによりトナー濃度を検出するとき検出するトナーの層厚が厚いと、透過型センサではその光が完全に遮られてしまう。また、反射型では反射光が飽和してしまう。このように層厚が厚いと、現像時に必要とされるような高濃度のトナー濃度を検出できない。そこで、必要なトナー濃度を検出するために十分に薄いトナー層を形成するように、高粘度で高濃度の液体を狭いギャップ間に送り込む必要がある。また、検出部に付着した高粘度のトナーを機械的に除去する必要もある。
【０００５】
このような液体トナーを用いた液体現像電子写真装置においては、現像されて濃度が変化した回収トナーを装置内等で再び使用できるようにするために液体トナー濃度調整機構を持つ。この液体トナー濃度調整機構において、その液体トナーの濃度を検出する手段として、ローラによってトナーの薄層を形成し、そのトナー薄層のトナー濃度を光学センサによって測定する（例えば、特許文献１を参照）。
【０００６】
この光学センサを用いる場合に、図８に示すように環境温度によってセンサ出力値が変化する。この変化量は各々のセンサによっても出力値差があり、大きいものでは３０度の温度差でトナー濃度５％相当のズレを生じるものもあり、精度よくトナー濃度の変化を検出することが困難である。
【０００７】
光学センサ出力の補正方法としては、各温度条件下において、濃度検出値が既知である光学センサ出力のルックアップテーブルを持ち、光学センサ周辺の温度検出手段で測定し、その温度に応じて前記のルックアップテーブルを参照し、トナー濃度を把握することによって、トナー濃度を調整する手段がある。しかし、各々のセンサの出力値差などでこのルックアップテーブルを光学センサごとに持つ必要があるなどの難がある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２７０９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記のごとく、従来の技術では次のような問題点がある。
【００１０】
従来の技術では、光学センサを用いて液体トナーのトナー濃度を測定する際に、環境温度が変化すると、液体トナーの濃度を正しく測定することができない。
【００１１】
この発明の課題は、液体トナー濃度調整機構を持つ液体現像方式の電子写真装置において、光学センサであるトナー濃度センサを用いて液体トナーのトナー濃度を測定する際に、環境温度が変化しても、液体トナーのトナー濃度を正しく測定することができるように、定期的にトナー濃度を検出するトナー濃度センサの出力値を校正する校正手段を有するトナー濃度検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の問題点を解決するために、この発明では次に示す手段を取った。
【００１３】
トナー濃度検出におけるトナー濃度センサの検出値を正確に校正するために、トナー濃度検出装置において、定期的に校正基準面をトナー濃度センサによって検出し、その検出したトナー濃度センサの出力値の変化に応じて、トナー濃度センサの出力値の校正を行い、トナー濃度検出面でのトナー濃度センサの出力値からトナー濃度を算出する。なお、校正基準面としては、濃度検出ローラの素材そのもので形成する校正基準面や所定の光沢を持った処理を施した校正基準面とする。
【００１４】
このトナー濃度センサは、転写体に付着した液体トナーのトナー濃度を検出する際に、転写体上にトナーが付着していない部分からの正反射光を検出しており、露出面積に比例したトナー濃度センサの出力値を得ている。つまり、所定の光沢度の処理を転写体（ローラ）上に施すことにより、正反射光の出力を規定することによって、トナー濃度検出におけるトナー濃度センサの検出値の校正に用いる基準値として利用することが可能となる。
【００１５】
本発明のトナー濃度検出装置は、
所定の色のトナー粒子とキャリアにより構成する液体トナーのトナー濃度をトナー濃度センサにより測定する際に、前記のトナー濃度センサに対向する表面部分にトナー層を形成して所定の速度で回転する濃度検出ローラと、当該濃度検出ローラに液体トナー層を転写提供するトナー転写機構とを備えるトナー濃度検出装置において、
前記の濃度検出ローラは、トナー層を形成させない校正基準面と、トナー層を形成させるトナー濃度検出面とを表面部分に形成し、校正基準面でのトナー濃度センサの出力値を用いてトナー濃度センサの出力値を校正することを特徴とする。  
【発明の効果】
【００１６】
この発明により、以下に示すような効果が期待できる。
【００１７】
本発明のトナー濃度検出装置によれば、液体トナー濃度調整機構を持つ液体現像方式の電子写真装置において、トナー濃度センサを用いて液体トナーのトナー濃度を測定する際に、トナー濃度を検出するトナー濃度センサの出力値を校正するので、環境温度が変化しても、液体トナーの濃度を正しく測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１および図７に基づいて、この発明を実施するための最良の形態を説明する
【００１９】
図５は、トナー層検出を示すものである。液体トナーを用いた液体現像電子写真装置に備える液体トナー濃度調整機構は、液体トナー層を転写提供するトナー転写機構として、多段ローラによって液体トナーを搬送し、中段に配置するパターンドローラ１４によって転写提供する液体トナー量を規制し、濃度検出ローラ１５上にトナー濃度を検出するために十分に薄いトナー層を形成する。なお、動作中は常にトナー濃度を検出している。
【００２０】
トナー貯蔵漕１２に貯留される液体トナー１１は、搬送ローラ１３、パターンドローラ１４、搬送ローラ１３を介して所定の速度で回転する濃度検出ローラ１５上に供給される。トナー濃度センサ１６は、濃度検出ローラ１５に対向する位置に設置されて所定の速度で回転する濃度検出ローラ１５上に形成した薄いトナー層のトナー濃度を検出する。クリーニングブレード１８は、濃度検出ローラ１５の表面に密着して押圧されて、トナー濃度が検出された後に濃度検出ローラ１５上に形成したトナー層を掻き取る。  
なお、濃度検出ローラ１５の詳細は後述する。
【００２１】
トナー濃度センサ１６は、正反射光と乱反射光とを受光する２つの受光部を持ち、後述する図１および図６に示す転写体（濃度検出ローラ）からの反射光は正反射光として受光し、図５に示すトナー層からの反射光は乱反射光として受光するものである。そして、転写体に付着した液体トナーのトナー濃度を検出する際に、転写体上にトナーが付着していない部分からの正反射光を検出しており、転写体の露出面積に比例した値をトナー濃度センサで検出することができる。これにより、所定の光沢度の処理を転写体（濃度検出ローラ）上に施すことにより、正反射光の出力を規定することによって、トナー濃度検出におけるトナー濃度センサの出力値の校正に用いる基準値として利用することが可能となる。  
【００２２】
パターンドローラ１４は、トナー層を供給するものであり、例えば、円周方向に対して角度を持った斜めの溝状ラインを、１インチ当たり１００〜３５０線設けたライン状、或いはさらにそのラインに交差する方向のラインをも加えて格子状にした細かいパターンのローラである。このようなパターンドローラの溝を利用して搬送することにより、溝の数および溝の大きさ（断面積）のみにより制限される一定量のトナーを供給することが可能となる。このように、パターンドローラを用いることにより、トナーの供給量を安定化し、濃度を測定する濃度検出ローラ１５上のトナー層厚をより一定にすることができる。
【００２３】
なお、ドクターブレード１７は、パターンドローラ１４の表面に密着して押圧されて、パターンドローラ１４の表面に付着して引き上げられた液体トナーを掻き取るものであり、パターンドローラの溝の中に詰まった部分の液体トナーのみがパターンドローラの表面に残存するようにして、一定量のトナーを供給することができるようにしている。
【００２４】
図２ないし図４によって、濃度検出ローラの詳細を説明する。
【００２５】
図２は濃度検出ローラの１実施例を示すものである。図２において、濃度検出ローラ１５は、第１校正基準面１と、第２校正基準面２と、トナー濃度検出面３とをローラ表面部分の円周上を３等分に分割してそれぞれ形成している。第１校正基準面１と第２校正基準面２とは光沢度を異ならせる表面処理として、例えば、光沢度が違う塗装処理をそれぞれに施している。例えば、第１校正基準面１を光沢度の低い塗装処理（Angle５０°、Gross２）として、第２校正基準面２を光沢度の高い塗装処理（Angle５０°、Gross５０）とする。また、表面処理を施さないトナー濃度検出面は鏡面仕上げとしている。
【００２６】
図３は濃度検出ローラの他の実施例を示すものである。図３において、濃度検出ローラ１５は、第１校正基準面１をローラ表面部分の円周上の１／３の部分に形成し、他の２／３の部分には第２校正基準面２を形成している。第１校正基準面１は、第２校正基準面２とは異なる所定の光沢度を持った塗装処理を施している。一方、第２校正基準面２は、トナー濃度検出面３を兼ねるものであり、濃度検出ローラの素材そのもので形成し、表面処理を施さない、例えば、鏡面仕上げとしている。
【００２７】
図２および図３において、第１校正基準面１と第２校正基準面２とは光沢度を異ならせることにより、トナー濃度センサが第１校正基準面の光沢度を検出した時の出力値と、第２校正基準面２の光沢度を検出したときの出力値との出力値差を用いて、後述するトナー濃度センサの出力値の校正において、トナー濃度センサの出力値の変化率を算出する基準値として利用する。
【００２８】
なお、図２および図３において、第１校正基準面１、第２校正基準面２、トナー濃度検出面３のそれぞれの部分の大きさは、濃度検出ローラ１５のローラ径やトナー濃度センサ１６の応答性等を考慮した上で任意に設定できる。
【００２９】
図４は濃度検出ローラの他の実施例を示すものである。図４において、濃度検出ローラ１５は、当該濃度検出ローラの表面部分を保護するための透明または半透明の保護膜５をローラの表面部分全周に形成する。保護膜５は、第１校正基準面１と第２校正基準面２との光沢度が同じにならないように、濃度検出ローラ１５のローラ径やトナー濃度センサ１６の応答性等を考慮した上で厚みや透明度を任意に設定できる。これにより、第１校正基準面１と第２校正基準面２とトナー濃度検出面３の経時的な劣化を防止する。
【００３０】
図１および図６は、濃度検出ローラの表面部分にトナー層を形成させない校正基準面の形成および校正基準面の検出を示すものである。なお、動作中は常にトナー濃度を検出しているのに対して、トナー濃度センサ１６の校正は定期的に行うことで、環境温度変化に対応している。
【００３１】
図１は実施例を示すものである。図１に示すように、トナー濃度検出装置は、濃度検出ローラ１５、搬送ローラ１３、パターンドローラ１４を、前述の図５で示したトナー濃度検出時とは逆方向に回転させるとともに、その回転方向でトナー濃度センサ１６の検出位置よりも上流部に濃度検出ローラ１５の表面に密着して押圧されるゴムブレード等からなるトナー層を除去するクリーニングブレード１８を配置する。
【００３２】
これにより、トナー貯蔵漕１２に貯留される液体トナー１１は、搬送ローラ１３、パターンドローラ１４、搬送ローラ１３を介して所定の速度で回転する濃度検出ローラ１５上に供給されるが、クリーニングブレード１８によって濃度検出ローラ１５上に形成したトナー層をトナー濃度センサ１６が検出する前に掻き取ることで、濃度検出ローラ１５の表面部分を露出させてトナー層を形成させない前記の第１校正基準面１と第２校正基準面２とを形成する。
【００３３】
図６は他の実施例を示すものである。図６に示すように、トナー濃度検出装置は、濃度検出ローラ１５、搬送ローラ１３、パターンドローラ１４を、前述の図５で示したトナー濃度検出時と同方向に回転させる。また、濃度検出ローラ１５と当該濃度検出ローラ１５の前段に配置する濃度検出ローラ１５に液体トナー層を転写提供する搬送ローラ１３とを離間させる構造とする。
【００３４】
これにより、定期的に行うトナー濃度センサの出力値を校正する時には、前記の濃度検出ローラ１５と前記の搬送ローラ１３とを離間させて前記の濃度検出ローラ１５へのトナー供給を停止させ、前記の濃度検出ローラ１５の表面にトナー層を形成させない前記の第１校正基準面１と第２校正基準面２とを形成する。
【００３５】
次に、トナー濃度センサの出力値の校正方法について説明する。
【００３６】
前記のトナー濃度検出装置は、事前に校正基準面でのトナー濃度センサの出力値とトナー濃度検出面でのトナー濃度センサの出力値とを保持し、定期的に校正基準面から得たトナー濃度センサの出力値と事前に保持する校正基準面でのトナー濃度センサの出力値との変化率を算出し、この変化率がトナー濃度検出面でのトナー濃度センサの出力値の変化率と等しいことを利用して定期的にトナー濃度センサの出力値を校正するものである。
【００３７】
図７を参照して定期的に行うトナー濃度センサの出力値の校正方法について説明する。
【００３８】
使用する液体トナーのトナー濃度が既知であるトナー濃度をトナー濃度センサで検出した時の出力値、および、その液体トナーのトナー濃度を検出する直前、または直後において濃度検出ローラに形成する第１校正基準面と第２校正基準面とを検出した時のトナー濃度センサの出力値とをデフォルトとして記憶する（図７（ａ）参照）。
【００３９】
デフォルトとして記憶するトナー濃度センサの各出力値を、
使用する液体トナーのトナー濃度が既知であるトナー濃度を検出した時のトナー濃度センサの出力値をＸとし、
第１校正基準面を検出した時のトナー濃度センサの出力値をａとし、
第２校正基準面を検出した時のトナー濃度センサの出力値をｂとする。
なお、ａ≠ｂであれば、ａ，ｂ，Ｘの大小は問わない。
なお、デフォルトとして記憶するトナー濃度センサの各出力値は、各センサーの特性によって異なることになる。
【００４０】
一方、定期的にトナー濃度センサの出力値の校正を行った時のトナー濃度センサの各出力値を、
校正後のトナー濃度センサの出力値をＸ１とし、
定期的に第１校正基準面を検出した時のトナー濃度センサの出力値をａ１とし、
定期的に第２校正基準面を検出した時のトナー濃度センサの出力値をｂ１とする。
【００４１】
校正後のトナー濃度センサの出力値Ｘ１は、下記の式で求められる。
（ａ−Ｘ）：（ａ−ｂ）＝（ａ１−Ｘ１）：（ａ１−ｂ１）
Ｘ１＝ａ１−｛（ａ−Ｘ）×（ａ１−ｂ１）｝／（ａ−ｂ）
上記の計算方法は、トナー濃度センサの出力値が変化しても、トナー濃度を検出した時と、第１校正基準面を検出した時と、第２校正基準面を検出した時のそれぞれのセンサ出力値の相対比は変化しないという特性を利用するものである。
【００４２】
校正後のトナー濃度センサの出力値Ｘ１は、先にデフォルトとして記憶したトナー濃度と同じトナー濃度における環境温度のみが変化した変化後の出力値を示すものである。これにより、定期的に第１校正基準面および第２校正基準面を検出する直前、または直後において、トナー濃度検出面を検出し、そのトナー濃度検出面でのトナー濃度センサの出力値と、校正後のトナー濃度センサの出力値Ｘ１との出力値差に応じて、環境温度のみが変化した変化後のトナー濃度を算出することができる。これにより、精度よくトナー濃度の変化を検出することができる。  
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明のトナー濃度検出装置の説明図である。
【図２】この発明の濃度検出ローラの説明図である。
【図３】この発明の濃度検出ローラの説明図である。
【図４】この発明の濃度検出ローラの説明図である。
【図５】この発明のトナー濃度検出装置の説明図である。
【図６】この発明のトナー濃度検出装置の説明図である。
【図７】この発明のトナー濃度センサの出力値を校正する説明図である。
【図８】温度によるセンサ出力値の説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１：第１校正基準面
２：第２校正基準面
３：トナー濃度検出面
５：保護膜
１５：濃度検出ローラ
１６：トナー濃度センサ
１８：クリーニングブレード
【図１】
2005308855.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005308855.tif 000009
【図８】
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