(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
濃度検出対象の液を担持する液担持部材と、該液担持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、該液担持部材を回転駆動する回転駆動手段と、発光部と受光部とを備えた光学センサとを有する液濃度検出装置において、
上記液担持部材が略円筒状の透明部材からなり、
該透明部材の円筒端面を、該透明部材を透過する上記光学センサの光を該透明部材内部に向けて反射する反射性の部材で構成し、あるいは該光を該透明部材内部に向けて反射する処理を施し、
該透明部材の円筒内部及び円筒外部のうちいずれか一方に上記発光部を、他方に上記受光部を互いに対向させて配設し、
該透明部材を回転させながら上記層厚規制部材によって該透明部材の外周面上に層厚が一定あるいは変化する薄層の液膜を形成し、
液濃度検出用のデータとして、該透明部材に担持された該薄層の液膜の透過光量に基づく上記光学センサの出力データを用いて液濃度を検出することを特徴とする液濃度検出装置。
【請求項２】
請求項１の液濃度検出装置において、
上記透明部材の円筒両端部に、該透明部材の外径よりも大きな外径を有する外縁を一体で形成したことを特徴とする液濃度検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２の液濃度出装置において、
上記透明部材の円筒内周面を、上記光学センサの上記発光部から発光した光を上記受光部に集光させるレンズ状に形成したことを特徴とする液濃度検出装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３の液濃度検出装置において、
上記光学センサの光を導光する導光部材を設け、
該導光部材が上記透明部材の回転支持部材を兼ねるように構成したことを特徴とする液濃度検出装置。
【請求項５】
請求項１、２又は３の液濃度検出装置において、
上記光学センサの光を導光する光ファイバを設けたことを特徴とする液濃度検出装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４又は５の液濃度検出装置において、
上記透明部材の円筒外部に配設した発光部もしくは受光部に液が接触せず、且つ、該透明部材の円筒内部に該液が浸入しないように構成したことを特徴とする液濃度検出装置。
【請求項７】
液体現像剤の液濃度検出装置を備え、該液体現像剤を用いて画像形成を行う湿式画像形成装置において、
上記液濃度検出装置として、請求項１、２、３、４、５又は６に記載の液濃度検出装置を用いたことを特徴とする湿式画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の湿式画像形成装置及び該装置に用いられる液濃度検出装置に係り、詳しくは、光学センサの出力データを用いて液濃度を検出する液濃度検出装置及び該液濃度検出装置を備えた湿式画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来湿式画像形成装置に用いられる液体トナーの濃度を光学的に検出する液濃度検出装置としては、透過光を利用したものと反射光を利用したものとが種々提案されている。
【０００３】
透過光を利用したものとして、所定の厚さに形成された液体トナー層を挟みこむように透過型の光学センサの発光部と受光部とを対向させて配設し、この液体トナー層に向けて発光部から光を出射し、透過した光を受光部で受光するものがある。そして、受光した透過光量に応じたアナログ信号（例えば、４〜２０ｍＡ）を受光部から出力し、Ａ／Ｄコンバータでデジタル信号（例えば、８ビットバイナリデータ）に変換し、このデジタル信号をコントローラに取り込んで濃度検出する。例えば、特開平５−１１９６３３号公報では、盤面に貫通孔が設けられた回転円盤の一部を液槽の液体トナーに浸して該貫通孔に液体トナーを担持させ、光電検知器で該貫通孔に担持された液体トナーの濃度測定をする現像液濃度測定装置が開示されている。また、特開平５−１３３８９２号公報では、トナー濃度センサの発光部と受光部とを液体トナー中に浸漬させて、トナー濃度を検出するトナー濃度センサが開示されている。
【０００４】
一方、反射光を利用したものとして、発光部と受光部とを備えた反射型の光学センサを、光反射部材上に所定の厚さに形成された液体トナー層に対向させて配設し、該発光部から出射した光を該液体トナー層を透過させて該光反射部材で反射し、再び該液体トナー層を透過させて該受光部で受光するものがある。そして、上記透過光を利用したものと同様に、受光した透過光量に応じたアナログ信号を受光部から出力し、Ａ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換し、このデジタル信号をコントローラに取り込んで濃度検出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平５−１１９６３３号公報で開示された透過光を利用した現像液濃度測定装置では、回転円盤の厚さと略等しい厚さの液体トナー層しか形成できず、液体トナー層を薄層化することができないので、光透過率の低い高濃度トナーを検出することは困難である。これは、高濃度の液体トナーの濃度を検出するためには１００μｍ程度かそれ以下の厚さの液体トナー層を形成する必要があるが、このレベルの厚さの回転円盤を製造することは困難だからである。また、上記特開平５−１３３８９２号で開示された透過光を利用したトナー濃度センサでは、液体トナー中に浸漬された発光部と受光部との間のギャップ形成部に液体トナーが滞留し易く、清掃も困難なため、信頼性が十分とはいえなかった。
【０００６】
一方、上記反射光を利用した反射型の光学センサでは、光が液体トナー層を往復、つまり２度透過するので、液体トナー層における光の減衰が大きい。特に、高濃度トナーに対しては、光の減衰がより大きくなり、受光部で受光する光量が小さくなりすぎてしまい、十分な感度を得ることが困難である。十分な感度を得るためには、発光部の光量を大きくするか、液体トナー層の厚みを更に小さくする必要がある。しかし、トナー濃度の上昇に対して必要な光量は急激に大きくなるため、光量を大きくして十分な感度を得ようとすると、漏れ光などによるノイズを受けやすくなり動作が不安定になる。また、液体トナー層の厚みを更に小さくして十分な感度を得ようとすると、極めて薄層の液体トナー層を安定して形成しなければならず、部品の製造精度及び組立精度において困難である。
【０００７】
このように、従来型の液濃度検出装置では、高濃度の液体トナー濃度を検出するためには性能面で十分とはいえなかった。
【０００８】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その第一の目的とするところは、従来に比べより高い感度を有し、特に高濃度液の濃度検出に好適な液濃度検出装置及び該液濃度検出装置を備えた湿式画像形成装置を提供することである。また、第二の目的とするところは、光学センサの発光部と受光部とに液が接触することなく、透過光により液濃度を検出できる液濃度検出装置及び該液濃度検出装置を備えた湿式画像形成装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記第一の目的を達成するために、請求項１の発明は、濃度検出対象の液を担持する液担持部材と、該液担持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、該液担持部材を回転駆動する回転駆動手段と、発光部と受光部とを備えた光学センサとを有する液濃度検出装置において、上記液担持部材が略円筒状の透明部材からなり、該透明部材の円筒端面を、該透明部材を透過する上記光学センサの光を該透明部材内部に向けて反射する反射性の部材で構成し、あるいは該光を該透明部材内部に向けて反射する処理を施し、該透明部材の円筒内部及び円筒外部のうちいずれか一方に上記発光部を、他方に上記受光部を互いに対向させて配設し、該透明部材を回転させながら上記層厚規制部材によって該透明部材の外周面上に層厚が一定あるいは変化する薄層の液膜を形成し、液濃度検出用のデータとして、該透明部材に担持された該薄層の液膜の透過光量に基づく上記光学センサの出力データを用いて液濃度を検出することを特徴とするものである。
【００１０】
従来技術で述べた回転円盤の盤面に設けられた貫通孔に液を担持する構成では、形成する液膜の厚さが該回転円盤の厚さによって制限を受け、薄層の形成が困難である。この液濃度検出装置では、略円筒状の透明部材の外周面と層厚規制部材（例えば、ブレード）との隙間の大きさを設定することにより、該透明部材の外周面上に所定の厚さの液膜を形成するため、該透明部材の外周面と層厚規制部材との隙間を狭くすれば、より厚さの薄い液膜を形成することができる。これにより、従来に比べ高濃度の液をより薄い液膜に形成することができ、光透過率の低い高濃度の液に対しても高感度で濃度検出を行うことができる。また、ほとんどの到達光が一度だけ液膜を透過して達する光であるような受発光部の配置をとり得るので、反射型の光学センサのように液膜中を往復して２度透過する場合に比べ、光が液膜中を透過する回数を１度に減少させることができる。これにより、反射型の光学センサに比べて光の減衰を小さくすることができ、光透過率の低い高濃度の液に対しても高感度で濃度検出を行うことができる。
【００１２】
しかも、この液濃度検出装置では、発光部から発光した光が透明部材を透過するときに、該透明部材の円筒端面から漏れたり、発散したりすることを防いで受光部への到達光量の低下を抑えることができる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の液濃度検出装置において、上記透明部材の円筒両端部に、該透明部材の外径よりも大きな外径を有する外縁を一体で形成したことを特徴とするものである。
【００１４】
この液濃度検出装置では、透明部材の外径よりも大きな外径を有する外縁を別個に製造して、該透明部材の円筒両端部に組み付ける構成に比べ、小型化や部品点数の削減を行うことができる。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１又は２の液濃度出装置において、上記透明部材の円筒内周面を、上記光学センサの上記発光部から発光した光を上記受光部に集光させるレンズ状に形成したことを特徴とするものである。
【００１６】
この液濃度検出装置では、透明部材の円筒内周面をレンズ状に形成することにより、発光部から発光した光を受光部に集光させて、発散による到達光量の低下を抑えることができる。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項１、２又は３の液濃度検出装置において、上記光学センサの光を導光する導光部材を設け、該導光部材が上記透明部材の回転支持部材を兼ねるように構成したことを特徴とするものである。
【００２０】
この液濃度検出装置では、導光部材を設けることで、発光部の光源もしくは受光部の受光素子のうち少なくとも一方を検出部である透明部材から離れた位置に配置することができ、設計上の自由度を向上させることができる。特に、透明部材の円筒内部に導光部材を設けることで、該円筒内部に光源もしくは受光素子を配設しなくてすみ、該透明部材の小型化を図ることが可能となる。また、導光部材が透明部材の回転支持部材を兼ねるため、別途透明部材の回転支持部材を設ける場合に比べて、小型化や部品点数の削減を行うことができる。
【００２１】
請求項５の発明は、請求項１、２又は３の液濃度検出装置において、上記光学センサの光を導光する光ファイバを設けたことを特徴とするものである。
【００２２】
光ファイバは径が細いため自由に曲げることができ、しかも取り付けが容易である。また、光の減衰が小さいので、光源と発光部、もしくは、受光部と受光素子との距離を離すことができる。この液濃度検出装置では、導光部材として光ファイバを用いているため、設計上の自由度を向上させたり、より小型化したりすることができる。また、光源と発光部との距離を離すことにより、該光源の設置スペースに拘束されることなく該光源の選択範囲を広げることができるとともに、複数の光源をまとめて保守性を向上させることもできる。
【００２３】
上記第二の目的を達成するために、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４又は５の液濃度検出装置において、上記透明部材の円筒外部に配設した発光部もしくは受光部に液が接触せず、且つ、該透明部材の円筒内部に該液が浸入しないように構成したことを特徴とするものである。
【００２４】
光学センサの発光部や受光部を液中に浸漬させると、従来技術で述べたように、該発光部と受光部とのギャップに該液が滞留しやすく、清掃も困難なため、信頼性が十分ではない。この液濃度検出装置では、透明部材の円筒外部に配設した発光部もしくは受光部に液が接触せず、且つ、該透明部材の円筒内部に該液が浸入しないので、該発光部と受光部とのギャップにおける該液の滞留やこれに伴う清掃が必要なく、保守性や信頼性を向上させることができる。
【００２５】
請求項７の発明は、液体現像剤の液濃度検出装置を備え、該液体現像剤を用いて画像形成を行う湿式画像形成装置において、上記液濃度検出装置として、請求項１、２、３、４、５又は６に記載の液濃度検出装置を用いたことを特徴とするものである。
【００２６】
この湿式画像形成装置では、請求項１、２、３、４、５又は６に記載の液濃度検出装置を用いることにより、液体現像剤の感度の良い濃度検出を行うことができる。特に、光透過率の低い高濃度の液体現像剤に対して安定して良好な濃度検出を行うことができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
〔実施形態１〕
以下、本発明を湿式画像形成装置である湿式電子写真複写機（以下単に「複写機」という）に適用した一実施形態について説明する。
まず、本実施形態に係る複写機の概略について説明する。図１は、本実施形態に係る複写機の要部概略構成図である。
【００２８】
潜像担持体としての感光体ドラム１１の回りに、帯電ユニット１２、現像ユニット１３、中間転写体１４、感光体ドラムクリーニングユニット１５等が配設されている。また、上記中間転写体１４に対向し、最終転写材としての転写紙１６に現像像を転写するための転写手段として転写ローラ１７も配設されている。
【００２９】
そして、以上の構成において、感光体ドラム１１は、図示しないモータ等の駆動手段によって複写時には一定速度で矢印方向に回転駆動される。そして帯電ユニット１２により暗中にて一様に帯電された後に、図示しない光書込ユニットにより、画像情報に基づいて書込光ＬＢが照射結像されて静電潜像が感光体ドラム１１上に形成される。そして、上記静電潜像は、現像ユニット１３によって現像され、感光体ドラム１１上に画像が形成される。感光体ドラム１１上に形成された画像は、感光体ドラム１１と等速駆動されている中間転写体１４上に転写される。中間転写体１４上の画像は、図示しない給紙カセットから転写部に搬送された転写紙１６に、転写ローラ１７により転写される。
転写終了後、転写紙１６は図示しない定着ユニットにより定着され、排紙される。なお、中間転写体１４上に転写されなかった感光体ドラム１１上の現像液７は、感光体ドラムクリーニングユニット１５により感光体ドラム１１から除去される。また、中間転写体１４上の残存現像液は、図示しない中間転写ベルトクリーニングユニットにより除去される。その後、感光体ドラム１１の表面は図示しない除電ランプにより残留電位が除去されて次の複写に備えられる。
【００３０】
上記現像ユニット１３は、図１に示すように、現像部２１と、現像ローラ２２と、現像剤回収部２３と、現像剤収容部（以下、「現像剤調整部」という）１８と、トナーボトル１９と、キャリアボトル２０とから主に構成されている。そして、本実施形態で使用する現像液７は、粘度が１００〜１００００ｍＰａ・ｓの範囲で、トナー濃度が５〜４０％の範囲のものを用いる。より具体的には、例えば粘度が３００ｍＰａ・ｓで、トナー濃度が１５％のものを用いる。
【００３１】
上記現像部２１には、現像液７が貯蔵された貯蔵タンク２４と、現像ローラ２２に現像液７を塗布する塗布ローラ２５と、塗布ローラ２５に現像液７を供給する一対のスクリュー２６ａ、２６ｂと、塗布ローラ２５表面の現像液７の量を規制する規制ブレード２７とが配設されている。貯蔵タンク２４は１００〜１５０ｃｃの現像液７を貯蔵することができる。一対のスクリュー２６ａ、２６ｂが駆動することで貯蔵タンク２４内の現像液７の液面が盛り上がり、該盛り上がり部が塗布ローラ２５に接触することで、現像液７が塗布ローラ２５に供給される。塗布ローラ２５に供給された現像液７は規制ブレード２７によって現像液量が規制され、現像ローラ２２に毎分約３０ｃｃの現像液７が塗布される。
上記現像剤回収部２３は掻き取りローラ２８と、クリーニングブレード２９から主に構成されており、現像ローラ２２表面に残った現像液７をクリーニングする。
【００３２】
上記現像剤調整部１８は、現像液７が貯蔵された貯蔵手段である調整タンク３０と、調整タンク３０に貯蔵された現像液７の濃度を検出する液濃度検出装置３１と、現像液７を攪拌する攪拌手段３２と、現像液７を搬送する正逆回転可能な搬送ポンプ３３と、調整タンク３０の上部に脱着可能に設けられた蓋３４とを有する。
【００３３】
そして、上記現像ユニット１３の構成要素のうち、現像部２１と、現像ローラ２２と、現像剤回収部２３とは一のカートリッジ内に設けられており（図中一点鎖線で囲まれた部分）、メンテナンスあるいは交換する場合に、このカートリッジを複写機本体から取り外すことができるようになっている。
上記カートリッジを現像ユニット１３から分離させて複写機本体から取り外す場合には、あらかじめ現像剤調整部１８の液濃度検出装置３１を図示しない移動手段によって上方へ退避させておく。そして、搬送ポンプ３３を逆回転させて貯蔵タンク２４内の現像液７を調整タンク３０に戻し、貯蔵タンク２４を空にする。そして、搬送ポンプ３３と貯蔵タンク２４との間の配管部に設けられたドレインコック３５を閉じ、カップリング３６の接続を解除することで、取り外すことができる。このように、貯蔵タンク２４を空にしてからカートリッジを取り外すため、現像液７の漏れや廃棄を防止することができる。
【００３４】
次に、本実施形態の特徴部である液濃度検出装置３１について説明する。図２は、液濃度検出装置３１を図１中左側から見た断面図である。
図２において、液濃度検出装置３１は、略円筒状の透明部材として中空の円筒部材４１を備えている。この円筒部材４１は、例えば、ガラス、ポリカーボネート樹脂あるいはアクリル樹脂などによって形成されている。円筒部材４１の両端部には、表面に反射性を有し互いに外径の等しい例えば金属製のフランジ部材４２，４３が、一対の締結ネジ４４ａ，ｂと一対の板ナット４５ａ，ｂとによって一体に締結されている。円筒部材４１とその両端部に締結されたフランジ部材４２，４３との間は、内部に現像液７が浸入しないように、それぞれＯリング４６ａ，ｂでシールされている。円筒部材４１の外径は、各フランジ部材４２，４３の外径よりも僅かに小さく（５０〜２００μｍ程度）製作されており、この外径の差によって円筒部材４１と各フランジ部材４２，４３との間に段差部を形成し、この段差部に現像液７が充填され、現像液７のトナー薄層７ａを形成することができる。
【００３５】
上記円筒部材４１と各フランジ部材４２，４３とは、支持ブラケット４７に一対の軸受４８ａ，ｂを介して回動可能に支持されている。また、図中右側のフランジ部材４３の軸部４３ａには、ギヤ４９が固設されており、図示しない駆動源からの駆動を受けて、円筒部材４１と各フランジ部材４２，４３とが一体で回動するようになっている。
また、図中左側のフランジ部材４２の中心部分は中空となっており、この中心部分に一対の軸受５０ａ，ｂとオイルシール５１を介して、センサの発光部である発光部５２の導光部材５３が挿入されている。発光部５２は、この導光部材５３と、例えばＬＥＤからなる光源５４と、光を受光部側へ向けるリフレクタ５５と、支持基板５６とから構成されている。この発光部５２は支持ブラケット４７にネジ等の締結部材５７で締結支持されており、上記フランジ部材４２とともに回動することはない。なお、導光部材５３に対してフランジ部材４２が回動しても、オイルシール５１でシールされているため現像液７がフランジ部材４２の内部に浸入することはない。
【００３６】
上記導光部材５３は光源５４から出射した光をリフレクタ５５側に導くためのもので、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂などの透明樹脂材料の他、ガラスや金属パイプなどで形成される。
【００３７】
そして、光源５４から出射した光は導光部材５３を通って右側端面から出射し、リフレクタ５５と右側のフランジ部材４３の円錐部４３ｂとで光路が直角上方に曲げられて反射する。この反射光は透明な円筒部材４１とこの円筒部材外周面に形成されたトナー薄層７ａを透過して、円筒部材４１の上方に配設された、例えばフォトトランジスタからなる受光部５８に到達する。
【００３８】
図３は図２中の矢視Ａ−Ａ断面図であって、現像液７のトナー薄層形成を説明するための図である。
円筒部材４１と各フランジ部材４２，４３（フランジ部材４３は不図示）との一部が調整タンク（不図示）内の現像液７に浸漬している。これらの円筒部材４１と各フランジ部材４２，４３とが矢印方向に回転することで、その外周に現像液７を担持して汲み上げ、層厚規制部材であるメータリングブレード５９によって、円筒部材４１と各フランジ部材４２，４３との段差に相当する所定の層厚のトナー薄層７ａが形成される。光源５４から出射した光は、上述したように、リフレクタ５５やフランジ部材４３の円錐部４３ｂ（不図示）の反射面で反射され、円筒部材４１とトナー薄層７ａとを透過して減衰した後、受光部５８に到達する。円筒部材４１上のトナー薄層７ａはその後、クリーニングブレード６０によって掻き取られ、円筒部材４１の外周面は初期状態に復帰して再び現像液７を汲み上げる。以上の動作により、受光部５８にはトナー薄層７ａによって減衰した光が連続的に入射することになる。
【００３９】
ここで、円筒部材４１と一対のフランジ部材４２，４３との中心をそれぞれ一致させれば、全周にわたって一定の層厚のトナー薄層７ａを形成することが可能となるが、現実的には２０〜３０μｍと極めて薄いトナー薄層７ａを全周にわたって安定的に得ることは困難であり、層厚の変動による誤差が大きくなりやすい。
そこで、本実施形態では、円筒部材４１の中心に対して一対のフランジ部材４２，４３の中心を僅かにずらして偏心するように組立てることで、形成するトナー薄層７ａの層厚を変化させる方法を採用している。このとき、円筒部材４１表面のトナー薄層７ａの層厚は正弦波に似た変化を示すので、受光部５８から出力されるアナログ信号の波形の位相を検出したり、所定区間の積分値や平均値を算出したりすることによってトナー濃度を求めることができる。
【００４０】
上記一対のフランジ部材４２，４３を金属製としたのは、円筒部材４１との接合面を反射面にして光の発散を防止するためであるが、円筒部材４１側の接合面を反射面にする方法でも良い。これは、円筒部材４１の接合面を、例えばメッキ処理や蒸着処理するといった方法で得ることができる。この結果、円筒部材４１単独で反射面を有することになり、一対のフランジ部材４２，４３が反射面をもつ必要が無くなり、これらのフランジ部材４２，４３に用いる材料選択の範囲が広くなる。
【００４１】
上記円筒部材４１は略円筒形状としたが、必ずしも円筒である必要はない。例えば、対象とする現像液７のトナーに対して液濃度検出装置の感度が得られる層厚範囲を変化するのであれば、円筒部材４１と一対のフランジ部材４２，４３とで形成される段差の深さ（＝トナー層厚）は任意の形状（例えば加工しやすい形状）で構わない。
さらに、トナー層厚が"０"（ゼロ）の領域を円筒部材４１上に設けたり、円筒部材４１や一対のフランジ部材４２，４３を現像液の液面から待避させたりすることによって、円筒部材４１上にトナー層のない状態での光学系の減衰、つまり液濃度検出装置自体の光の減衰を知ることができる。よって、円筒部材４１の外周表面状態の変化や光源５４の劣化により受光量が低下した場合であっても、受光部５８での受光量を一定に維持するように光源５４の発光量を調整し補正することによって、長期に渡って安定な検出性能を得ることが可能である。あるいは、受光部５８の受光感度を高める補正をすることによって、長期に渡って安定な検出性能を得ることも可能である。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態の複写機に備えられた液濃度検出装置３１では、光反射型の液濃度検出装置に比べ、同一のトナー層厚に対して光量の減衰が小さいので、光透過率の低い高濃度トナーに対してより高い感度を得ることが可能になる。また、大きな発光量を必要とせず、小型の光源を採用することによる小型化、低消費電力化ができる。さらに、反射型の液濃度検出装置に比べ、受光部に対して発光部が離れた位置にあるので、漏れ光などのノイズの影響を受けにくく、安定した動作を得ることができる。
また、従来の光透過型の液濃度検出装置に対しても、より薄層のトナー層を安定して得ることができ、光の減衰が小さくなるので光透過率の低い高濃度トナーの濃度をより高感度に検出することができる。また、発光部と受光部とが分離しており、センサの選択範囲を広げ設計上の自由度を向上させることができる。また、発光部と受光部とに現像液が接触しないので、発光部や受光部の清掃が不要であり、動作の信頼性が高いものとなる。さらに、積分値や平均値を算出することにより、ノイズへの耐性をより向上させることができる。
【００４３】
〔変形例１〕
上記実施形態１では、リフレクタ５５とフランジ４３の円錐部４３ｂとによって光源５４の光を直角上方に反射する構成について説明したが、リフレクタ５５と円錐部４３ｂとを設けることなく光を直角上方に反射する構成とすることもできる。
図４は、本変形例に係る液濃度検出装置の断面図である。導光部材５３の光出射側に光を直角上方に反射させるための約４５°傾斜した反射面５３ａを設けた。図５は、反射面５３ａの拡大斜視図である。なお、図５では、説明のために、光の反射方向を図４に対して上下反転させた状態を図示している。この反射面５３ａは、例えば、金属パイプの金属面そのものを塑性加工で形成したり、メッキ処理や蒸着処理で形成したりすることにより得ることができる。これにより、部品数を削減してコストダウンを図ることができるとともに、反射面が固定であることによる反射光量の安定化が可能になる。
【００４４】
なお、図６に示すように、光の発散を抑え受光部５８に集光するために、円筒部材４１の中空側の内面をレンズ面４１ａとすることもできる。これにより、受光部５８の受光面を小さくした場合であっても、有効に集光でき、集光効率が向上する。
【００４５】
〔変形例２〕
上記実施形態１及び変形例１では、円筒部材４１と一対のフランジ部材４２，４３とをそれぞれ別部材で構成したが、一体で構成することもできる。図７は、本変形例２に係る液濃度検出装置の断面図である。
図７において、円筒部材６１は、上記円筒部材４１と一対のフランジ部材４２，４３との機能部材を一体で構成したもので、例えば、樹脂の多色成形や異材質成形によって得ることができる。トナー層を形成する段差部６１ａは透明材とし、両側のフランジ部６１ｂ、６１ｃは不透明材として光の発散、漏れを防ぐようにする。また、両側のフランジ部６１ｂ、６１ｃの表面を着色処理やメッキ処理して光の発散、漏れを防ぐ方法も考えられる。これにより、上記円筒部材４１と一対のフランジ部材４２，４３とを締結する部品と、締結のための空間とが不要になり、装置全体を小型にすることが可能になる。また、円筒部材６１は、段差部６１ａと両側のフランジ部６１ｂ、６１ｃとの接合面が溶着状態にあるので、シール性が高い。
【００４６】
図８は、図７における二つの軸受４８ａ，５０ｂを省いて、円筒部材６１の左側端部を導光部材５３で支持し、構造を簡素化した例である。これに伴って、二つの軸受４８ａ，５０ｂとジャーナルのスペース部に設けていたスペーサ６２とを省略でき、装置の小型化が可能となる。
【００４７】
〔変形例３〕
図９は、光源からの出射光を光ファイバ６３で導光するように構成した例である。この構成の場合、液濃度検出装置全体を現像液の液面に対して斜めに傾斜して配設し、フランジ部材４２の開口部から現像液が内部に浸入しないようにしている。この構成は、本濃度検出装置が装着される（濃度）調整タンクを大型化しないために有効である。なぜならば、光ファイバー６３は最小屈曲半径以上の屈曲半径を確保するために、その周辺に所定の大きさの空間を必要とするからである。しかしこのために、中空部に対して容易にアクセスが可能になるので、内部の保守が容易になる。また、カラーの画像形成装置のように複数の濃度検出装置を備える場合、光源をまとめたり（この場合、絞りによって光量を調整する）、他の光源と共用したりすることが考えられるので、全体として、部品削減や保守性の向上が可能になる。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１乃至７の発明においては、従来に比べ高濃度の液をより薄い液膜を安定して形成することができ、光透過率の低い高濃度液に対してより高い感度を得ることが可能になる。また、大きな発光量を必要とせず、小型の光源を採用することによる小型化、低消費電力化ができる。さらに、反射型の液濃度検出装置に比べ、受光部に対して発光部が離れた位置にあるので、漏れ光などのノイズの影響を受けにくく、安定した動作を得ることができる。また、反射型の光学センサに比べて光の減衰を小さくすることができ、光透過率の低い高濃度の液に対しても高感度で濃度検出を行うことができる。また、発光部と受光部が分離しており、センサの選択範囲を広げ設計上の自由度を向上させることができる。さらに、積分値や平均値を算出することにより、ノイズへの耐性をより向上させることができる。また、透明部材の円筒端面では光を部材内部に反射し、該透明部材からの光の漏れや発散を抑えられるので、到達光量の低下を抑えることができるという優れた効果がある。また、透明部材の円筒端面に別部材を組み付ける場合に、該別部材を反射性の部材で構成する必要がなくなり、該別部材の材料選択の範囲が広がるという優れた効果もある。
【００５０】
特に、請求項２の発明においては、透明部材の外径よりも大きな外径を有する外縁を別個に製造して、該透明部材の円筒両端部に組み付ける構成に比べ、小型化や部品点数の削減を行うことができるという優れた効果がある。また、シール性が高く透明部材の円筒内部に液の浸入を防ぐことが可能になるという優れた効果もある。
【００５１】
特に、請求項３の発明においては、レンズの集光作用によって光の発散を抑え、発光部から発光した光を受光部に集中させることができるので、高い集光効率が実現可能になるという優れた効果がある。
【００５３】
特に、請求項４の発明においては、設計上の自由度をより向上させることができるという優れた効果がある。また、別途透明部材の回転支持部材を設ける場合に比べ、小型化や部品点数の削減が可能になるという優れた効果もある。
【００５４】
特に、請求項５の発明においては、光源に対する空間的な制約がなくなるので、他の光源と共用するなど光源の選択範囲が広がるという優れた効果がある。また、多色画像形成装置の場合のように複数の液濃度検出装置がある場合、光源を一箇所にまとめることができ透明部材の円筒内部へのアクセスも容易になるので、部品削減や保守性の向上が可能になるという優れた効果もある。
【００５５】
特に、請求項６の発明においては、発光部と受光部とに液が接触しないので、該発光部や受光部の清掃が不要であり、動作の信頼性が高いものとなる。
【００５６】
特に、請求項７の発明によれば、液体現像剤の感度の良い濃度検出を行うことができる。特に、光透過率の低い高濃度の液体現像剤に対して安定して良好な濃度検出を行う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要部概略構成図。
【図２】液濃度検出装置の断面図。
【図３】図２中の矢視Ａ−Ａ断面図。
【図４】変形例１に係る液濃度検出装置の断面図。
【図５】変形例１に係る液濃度検出装置の導光部材の反射面の拡大斜視図。
【図６】変形例１に係る液濃度検出装置の円筒部材の内周にレンズ面を設けた説明図。
【図７】他の変形例２に係る液濃度検出装置の断面図。
【図８】図７における二つの軸受４８ａ，５０ｂを省いて、円筒部材６１の左側端部を導光部材５３で支持し、構造を簡素化した構成の説明図。
【図９】さらに他の変形例３に係る液濃度検出装置であって、光源からの出射光を光ファイバで導光するように構成した説明図。
【符号の説明】
１１      感光体ドラム
１３      現像ユニット
１８      現像剤調整部
１９      トナーボトル
２０      キャリアボトル
２１      現像部
２２      現像ローラ
２３      現像剤回収部
３１      液濃度検出装置
４１      円筒部材
４２      フランジ部材
４３      フランジ部材
４３ｂ    光を反射する円錐部
５２      発光部
５３      導光部材
５３ａ    反射面
５４      光源
５５      リフレクタ
５６      支持基板
５８      受光部
５９      メータリングブレード
６０      クリーニングブレード
６１      一体で構成された円筒部材
６３      導光用の光ファイバ
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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