JPH0627823A - 濃度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各色の現像液について正確な濃度検出を行な
うことができる濃度検出装置を提供すること。 【構成】 画像記録装置の現像液濃度検出装置に、各色
毎に対応する発光素子３７ａ〜３７ｄと受光素子３８ａ
〜３８ｄとを設けた。そして、各色に対応する発光素子
からその色の濃度検出に最適な光を現像液または濃度測
定用パターンに当て、その透過光または反射光を受光素
子によって検知し濃度検出する。これにより、濃度検出
の精度がより一層向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラー画像出力装置等に
用いられる濃度検出装置、特に高精度の濃度検出が行な
える濃度検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プロッター、複写機等には記録紙に静電
潜像を形成し、現像装置で現像して画像を得る方法が用
いられてる。この種の液体現像装置では、現像液過程で
現像液中のトナー粒子が現像作用によって消費されるた
め、現像液濃度制御装置を設け、現像液のトナー濃度を
一定に保つように濃度を常に監視し、所定の濃度より低
下した場合は、濃度トナーの補給を行っている。

【０００３】図９は従来の濃度検出装置を組み込んだ現
像装置の一例を示す図である。この現像装置において、
現像器１上に静電潜像を形成された静電記録紙２が搬送
されてくると、真空ポンプ３が動作し、現像器１内を減
圧して現像液タンク４より現像液５をパイプ６により吸
い上げ、現像器１の現像溝内に現像液５を満たし、静電
記録紙２上の潜像を現像する。現像が終わると現像器１
内の現像液を真空ポンプ３によりパイプ７，８を通して
現像液タンク４に回収する。現像液タンク４には、現像
作用によりトナー粒子を消費し、濃度の低下した現像液
が回収されてくるため、現像液５の濃度が低下する。

【０００４】このため、濃度検出器１２を設け、濃度が
所定の値以下となった時、濃度トナー容器９から濃度ト
ナーを補給する。濃度検出器１２は、パイプ６の途中に
設けられた透明部１３を通過する現像液５に電源１６よ
り印加された電圧により発光する蛍光灯ランプ１４の光
を投光し、現像液５を透過した光を受光素子１５で受光
し、透過光量に比例した電圧を出力する。この透過光量
は、通過する現像液５のトナー粒子濃度に反比例する。
電磁弁制御部１７では、受光素子１５の出力をアンプ回
路１７ａで増幅し、比較回路１７ｂで基準値と比較して
この基準値を越えた場合補給信号を出力し、電磁弁制御
回路１７ｃがこの補給信号により電磁弁１１を一定時間
開放する。

【０００５】電磁弁１１が開放されると、真空ポンプ３
により減圧されたパイプ１８を通じて濃縮トナー容器９
内の濃度トナーが吸い上げられ、パイプ７，８を通じて
現像液タンク４に送り込まれる。

【０００６】電磁弁１１の開放時間は一定であるから、
１回当りほぼ一定濃度のトナー１０が補給される。これ
により現像液のトナー粒子濃度はほぼ一定に保たれる。

【０００７】図１０は前記従来の現像装置の概略構成を
示す斜視図である。この図から明らかなように、この現
像装置は４個の現像器、すなわちブラック用現像器１
ａ、シアン用現像器１ｂ、マゼンタ用現像器１ｃ、イエ
ロー用現像器１ｄを備え、それぞれの現像器１ａ〜１ｄ
に対応して、ブラック用真空ポンプ３ａ、シアン用真空
ポンプ３ｂ、マゼンタ用真空ポンプ３ｃ、イエロー用真
空ポンプ３ｄと、ブラック用現像液タンク４ａ、シアン
用現像液タンク４ｂ、マゼンタ用現像液タンク４ｃ、イ
エロー用現像液タンク４ｄとを備え、さらに、ブラック
用トナー容器９ａ、シアン用トナー容器９ｂ、マゼンタ
用トナー容器９ｃ、イエロー用トナー容器９ｄ、および
ブラック用電磁弁１１ａ、シアン用電磁弁１１ｂ、マゼ
ンタ用電磁弁１１ｃ、イエロー用電磁弁１１ｄを備えて
いる。そして濃度検出器１２においては、光源として一
本の蛍光灯ランプ１４が設置され、受光素子１５として
はブラック用受光素子１５ａ、シアン用受光素子１５
ｂ、マゼンタ用受光素子１５ｃ、イエロー用受光素子１
５ｄが、ブラック用パイプ６ａ、シアン用パイプ６ｂ、
マゼンタ用パイプ６ｃ、イエロー用パイプ６ｄに取り付
けられている。

【０００８】なお、このような現像液濃度制御装置の改
良型装置として、濃度トナーを一度に補給せず、少量づ
つ間欠的に補給し、補給のたびに濃度検出を繰り返すよ
うにした装置が特開昭６１ー１４６６７号公報に開示さ
れている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の濃度検出装置によれば、濃度検出に用いる光源と
して蛍光灯ランプ１４を使用しているため、複数の色を
重ね合わせてカラー画像を得る装置の場合、各色毎の正
確な濃度検出を行うことができなかった。このような不
都合が生じる第１の理由は、各色にとって濃度検出をす
るのに最も適した光の波長が異なっているからである。
すなわち、図１１に示すように、各色についてみると、
ブラックにとって濃度検出をするのに最適な光の波長は
５５０ｎｍ（ナノメートル）近辺であり、シアンにとっ
て濃度検出をするのに最適な光の波長は７００ｎｍ近
辺、マゼンタにとって濃度検出をするのに最適な光の波
長は５８０ｎｍ近辺、イエローにとって濃度検出をする
のに最適な光の波長は４４０ｎｍ近辺である。ところ
が、従来においては単一のランプ１４によって濃度検出
用の光を発しているため、検出用の光としてはどの色の
トナーに対しても波長が７００ｎｍの光が用いられる
（図１１中一点鎖線で示す）。このため、シアンのトナ
ーに対しては比較的良好な濃度検出ができるが、その他
の色のトナーに対しては正確な濃度検出は難しい。

【００１０】また、各色（ブラック、シアン、マゼン
タ、イエロー）毎にトナー濃度と光量とは等しく比例し
ないにもかかわらず、従来においては、図１２に示すよ
うに、検出電圧のトナー補給スライスレベルを各色につ
いて単一の値Ｖo に設定しているため、この点からも正
確な濃度検出が難しい。

【００１１】さらに、光源にランプ１４を使うことによ
り濃度検出装置が大型化するという不具合もあった。

【００１２】本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、その目的は、各色について正確な濃度検出
を行なうことができ、しかも構成を小型化した濃度検出
装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、静電記録紙上に記録ヘッドで静電潜像を形成
し、これを複数の現像液によりカラー現像するに当た
り、現像手段に複数の色の現像液毎の容器を設けると供
に、各色毎に対応する発光素子と受光素子とを設けたこ
とを要旨とする。これらの発光素子と受光素子は現像液
の通路となるパイプの途中に設置してもよいし、或いは
濃度検出用パターンが描かれた静電記録紙に発光素子か
ら光を当て、その反射光を受光素子によって受けるよう
にしてもよい。

【００１４】

【作用】前記第１の構成においては現像液通路であるパ
イプを発光素子から発せられた光が透過し反対側に置か
れた受光素子により受光される。現像液中のトナーの濃
度が薄くなっていれば、受光素子の出力が変化するか
ら、その出力の変化量に基づいて現像液の補給等ができ
る。よってカラー画像の再現性が維持される。

【００１５】また前記第２の構成においては、静電記録
紙上に各色で濃度検出パターンを描き、この静電記録紙
を濃度検出器へ送ると、この濃度検出パターンに各色に
対応する発光素子から光が当てられ、その反射光を受光
素子によって検知し濃度検出することができる。この場
合は現実に静電記録紙上に描かれた色の濃さで濃度を検
出するから、濃度検出の精度がより一層向上する。

【００１６】

【実施例】図１乃至図６は本発明の第１の実施例に係る
濃度検出装置が備えられるカラー画像記録装置の概略構
成を示す斜視図である。図１において、符号２０はカラ
ー画像が描かれる長尺状の静電記録紙、２１は静電記録
紙２０を繰り出すためのロール、２２は静電記録紙２０
のＡ方向搬送時にロール２１に制動力を加え、Ｂ方向搬
送時にロール２１を回転駆動するモータ、２３は静電記
録紙２０を巻き取る巻取りローラ、２４は同ローラの駆
動のためのモータ、２５は記録位置において静電記録紙
２０に静電潜像を形成するための記録ヘッド、２６は静
電記録紙２０を記録ヘッド２５に押圧するためのパッド
ローラ、２８はこの画像記録装置に用いられる現像装置
の主要部材であり、ブラック、シアン、マゼンタ及びイ
エローの各色の現像液を用いて同一の現像位置において
静電記録紙２０上の静電潜像を現像する回転式現像器で
ある。現像装置としては先に図９を参照して説明したの
と同様な構成を有する。現像器２８は基本的には４個の
現像器、すなわちブラック用現像器２８ａ、シアン用現
像器２８ｂ、マゼンタ用現像器２８ｃ、イエロー用現像
器２８ｄを回転軸２９上に円周方向に等間隔に配置した
構成を持つ。

【００１７】３０は静電記録紙２０の緑を検出するため
のラインイメージセンサを備えたエッジ検出器、３１は
エッジ検出器３１及び不図示のマーク検出器の検出信号
に基づき記録ヘッド２５による記録タイミング周期を発
生したり、モータ２２，２４や不図示の搬送ローラの駆
動制御、回転式現像器２８の動作制御等を行う制御装置
である。

【００１８】図２は現像装置の全体およびこれに設置さ
れた濃度検出装置３２の概略構成を表した斜視図であ
る。この図において、各色用の現像器２８ａ〜２８ｄ
は、互いに隣接して並べられているが、実際には図１に
示されているように回転軸２９上に円周方向に等間隔に
配置して成る。この現像装置は、それぞれの現像器２８
ａ〜２８ｄに対応して、真空ポンプ３３すなわちブラッ
ク用真空ポンプ３３ａ、シアン用真空ポンプ３３ｂ、マ
ゼンタ用真空ポンプ３３ｃ、イエロー用真空ポンプ３３
ｄと、現像液タンク３４すなわちブラック用現像液タン
ク３４ａ、シアン用現像液タンク３４ｂ、マゼンタ用現
像液タンク３４ｃ、イエロー用現像液タンク３４ｄとを
備え、さらに、トナー容器３５すなわちブラック用トナ
ー容器３５ａ、シアン用トナー容器３５ｂ、マゼンタ用
トナー容器３５ｃ、イエロー用トナー容器３５ｄ、およ
び電磁弁３６すなわちブラック用電磁弁３６ａ、シアン
用電磁弁３６ｂ、マゼンタ用電磁弁３６ｃ、イエロー用
電磁弁３６ｄを備えている。

【００１９】そして濃度検出装置３２においては、図３
および図４に示すように、発光部３７として各色毎に対
応する発光素子すなわちブラック用ＬＥＤ３７ａ、シア
ン用ＬＥＤ３７ｂ、マゼンタ用ＬＥＤ３７ｃ、イエロー
用ＬＥＤ３７ｄと、受光部３８として各色毎に対応する
受光素子すなわちブラック用フォトディテクタ３８ａ、
シアン用フォトディテクタ３８ｂ、マゼンタ用フォトデ
ィテクタ３８ｃ、イエロー用フォトディテクタ３８ｄが
設けられている。これらのＬＥＤ３７ａ〜３７ｄおよび
フォトディテクタ３８ａ〜３８ｄは、それぞれパイプ３
９および４０に取り付けられる。パイプ３９および４０
は、パイプ３９側からパイプ４０側へ現像液を流通さ
せ、それぞれブラック用パイプ３９ａ、４０ａ、シアン
用パイプ３９ｂ、４０ｂ、マゼンタ用パイプ３９ｃ、４
０ｃ、イエロー用パイプ３９ｄ、４０ｄに取り付けられ
ている。

【００２０】このような構成を有する濃度検出装置３２
による現像液濃度の検出を行なうために、パイプ３９ａ
〜３９ｄの途中には、パイプ通路を次第に薄型形状に変
えるためのセルジョイント４１ａ、４１ｂと、各パイプ
３９ａ〜３９ｄおよび４０ａ〜４０ｄに対応する薄型通
路４２ａ〜４２ｄを有しこの薄型通路４２ａ〜４２ｄの
入口および出口がセルジョイント４１ａ、４１ｂに接続
された検出セル４３とが連結されている。検出セル４３
はＬＥＤ３７ａ〜３７ｄの発する光が透過するよう透明
体材料で構成されている。そして、各ＬＥＤ３７ａ〜３
７ｄおよびフォトディテクタ３８ａ〜３８ｄは、検出セ
ル４３をサンドウィッチ状に挟んだ状態で配置される。

【００２１】かかる構成を有する濃度検出装置の動作に
ついて以下説明する。現像液タンク３４より吸い上げら
れたトナーはパイプ３９を通りセルジョイント４１ａで
薄く引き延ばされつつ、検出セル４３に入り、さらにセ
ルジョイント４１ｂからパイプ４０へと流れて行く。検
出セル４３の部分では各トナーに対して各ＬＥＤ３７ａ
〜３７ｄおよびフォトディテクタ３８ａ〜３８ｄにより
濃度検出が行なわれ、その検出結果はアンプ回路１７
ａ、比較回路１７ｂを通して制御回路１７ｃへ送られる
（図９参照）。制御回路１７ｃは、各色についての濃度
検出結果から、どの色のトナーが薄いかを判断する。

【００２２】図５は各色反射光の波長と吸光度との関係
を示すグラフで、図５（ａ）はブラック、図５（ｂ）は
シアン、図５（ｃ）はマゼンタ、図５（ｄ）はイエロー
についての波長と吸光度との関係を示している。各色に
ついて濃度検出を行なうには、吸光度が最も大きい波長
を選ぶと正確な検出結果が得られる。したがって、ブラ
ックの現像液についてはブラック用ＬＥＤ３７ａとブラ
ック用フォトディテクタ３８ａとの間で薄型通路４２ａ
を通してほぼ５５０ｎｍの光を発光および受光して濃度
検出を行ない、シアンの現像液についてはシアン用ＬＥ
Ｄ３７ｂとシアン用フォトディテクタ３８ｂとの間で薄
型通路４２ｂを通してほぼ７００ｎｍの光を発光および
受光して濃度検出を行ない、マゼンタの現像液について
はマゼンタ用ＬＥＤ３７ｃとマゼンタ用フォトディテク
タ３８ｃとの間で薄型通路４２ｃを通してほぼ５８０ｎ
ｍの光を発光および受光して濃度検出を行ない、イエロ
ーの現像液についてはイエロー用ＬＥＤ３７ｄとイエロ
ー用フォトディテクタ３８ｄとの間で薄型通路４２ｄを
通してほぼ４４０ｎｍの光を発光および受光して濃度検
出を行なっている。

【００２３】図６は各色の現像液についての使用時間と
濃度検出装置３２が出力する検出電圧との関係を表すグ
ラフである。この図中、Ｂはブラック、Ｃはシアン、Ｍ
はマゼンタ、Ｙはイエローについてのグラフである。制
御回路１７ｃは、このグラフを基に、ブラックについて
は前記５５０ｎｍの光で濃度検出し、検出電圧がＶ４に
まで低下したときにブラック用電磁弁３６ａを開いてブ
ラック用トナー容器３５ａからブラックのトナーをブラ
ック用現像液タンク３４ａへ供給し、シアンについては
前記７００ｎｍの光で濃度検出し、検出電圧がＶ２にま
で低下したときにシアン用電磁弁３６ｂを開いてシアン
用トナー容器３５ｂからシアンのトナーをシアン用現像
液タンク３４ｂへ供給し、マゼンタについては前記５８
０ｎｍの光で濃度検出し、検出電圧がＶ１にまで低下し
たときにマゼンタ用電磁弁３６ｃを開いてマゼンタ用ト
ナー容器３５ｃからマゼンタのトナーをマゼンタ用現像
液タンク３４ｃへ供給し、イエローについては前記４４
０ｎｍの光で濃度検出し、検出電圧がＶ３にまで低下し
たときにイエロー用電磁弁３６ｄを開いてイエロー用ト
ナー容器３５ｄからイエローのトナーをイエロー用現像
液タンク３４ｄへ供給する。

【００２４】これにより、各色にとって最適な濃度検出
および現像液の調整を行なうことができる。 図７およ
び図８は本発明の第２の実施例に係る濃度検出装置の構
成を示す図であり、図７は斜視図、図８は側方断面図で
ある。

【００２５】この実施例に係る濃度検出装置５０は、発
光素子取付部５１および受光素子取付部５２を有し装置
本体となるベース５３と、ベース５３内の発光素子取付
部５１に固定取り付けされた発光素子としてのＬＥＤ５
４と、受光素子取付部５２に固定取り付けされた受光素
子としてのフォトディテクタ５５とから成っている。Ｌ
ＥＤ４４には、ブラック用ＬＥＤ５４ａ、シアン用ＬＥ
Ｄ５４ｂ、マゼンタ用ＬＥＤ５４ｃ、イエロー用ＬＥＤ
５４ｄが用いられ、またフォトディテクタ５５には、ブ
ラック用フォトディテクタ５５ａ、シアン用フォトディ
テクタ５５ｂ、マゼンタ用フォトディテクタ５５ｃ、イ
エロー用フォトディテクタ５５ｄが用いられている。発
光素子取付部５１と受光素子取付部５２は、ベース５３
内において、それぞれの法線が互いに略９０度で交差す
るように平面形状に成形されている。そして、ＬＥＤ５
４ａ〜５４ｄおよびフォトディテクタ５５ａ〜５５ｄは
静電記録紙２０の幅方向に一定の間隔をおいて配置され
る。

【００２６】かかる構成を有する濃度検出装置５０の動
作について以下説明する。この実施例が適用されたカラ
ー画像記録装置は、各色毎に画像に対応する静電潜像を
形成し、これを異なる色の現像器で可視像化して、カラ
ー画像を得る。この実施例では、各色毎に静電記録紙２
０の非画像領域に濃度測定用パターン５６を形成する
（図７）。濃度測定用パターン５６はブラック用パター
ン５６ａ、シアン用パターン５６ｂ、マゼンタ用パター
ン５６ｃ、イエロー用パターン５６ｄの４本の色パター
ンが描かれる。そして、各色の記録毎に、このパターン
５６ａ〜５６ｄを検出し、各色毎の濃度検出を行う。

【００２７】濃度検出の方法は記録紙に形成されたパタ
ーン５６ａ〜５６ｄを発光用ＬＥＤ５４ａ〜５４ｄで照
射し、その反射光をフォトディテクタ５５ａ〜５５ｄで
検出する。濃度検出に使用する光の波長および現像液の
濃い、薄いの判定のやり方は前記第１の実施例において
図５および図６を参照して述べたのと同様にして行な
う。したがって、フォトディテクタ５５ａ〜５５ｄで
は、各色毎に異なる波長で検出する。例えば、図５に示
すように、ブラック色の場合、検出に適性な波長は５５
０ｎｍ、同じくマゼンタでは５８０ｎｍの波長が最も適
当である。

【００２８】この様に、本発明では実際に静電記録紙２
０の上に描かれた濃度測定用パターン５６の色毎に異な
る波長で濃度検出を行うため、正確な濃度検出を行うこ
とができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
濃度検出装置に各色毎に対応する発光素子と受光素子と
を設けたため、各色に対応する発光素子からその色の濃
度検出に最適な光を当て、その反射光を受光素子によっ
て検知し濃度検出することができるようになり、濃度検
出の精度がより一層向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る濃度検出装置が備
えられるカラー画像記録装置の概略構成を示す斜視図

【図２】前記実施例における現像装置の全体およびこれ
に設置された濃度検出装置３２の概略構成を表した斜視
図

【図３】前記実施例の濃度検出装置の構成を示す分解斜
視図

【図４】前記実施例の濃度検出装置の構成を示す側方断
面図

【図５】（ａ）ブラックにおける反射光の波長と吸光度
との関係および濃度検出用の光の波長を示す図 （ｂ）シアンにおける反射光の波長と吸光度との関係お
よび濃度検出用の光の波長を示す図 （ｃ）マゼンタにおける反射光の波長と吸光度との関係
および濃度検出用の光の波長を示す図 （ｄ）イエローにおける反射光の波長と吸光度との関係
および濃度検出用の光の波長を示す図

【図６】各色の現像液についての使用時間と濃度検出装
置が出力する検出電圧との関係および前記実施例におけ
るトナー供給のための各色毎の基準電圧を表す図

【図７】本発明の第２の実施例の濃度検出装置の構成を
示す斜視図

【図８】前記第２の実施例の濃度検出装置の構成を示す
側方断面図

【図９】従来の濃度検出装置を組み込んだ現像装置の一
例を示す図

【図１０】前記現像装置の全体およびこれに設置された
従来の濃度検出装置の概略構成を表した斜視図

【図１１】各色の反射光の波長と吸光度との関係および
従来における濃度検出用の光の波長を示す図

【図１２】各色の現像液についての使用時間と濃度検出
装置が出力する検出電圧との関係および従来におけるト
ナー供給のための基準電圧を表す図

【符号の説明】

２０静電記録紙 ２５ 記録ヘッド ２８ 現像器 ３１ 制御装置 ３２、５０ 濃度検出装置 ３３ 真空ポンプ ３４ 現像液タンク ３５ トナー容器 ３６ 電磁弁 ３７ 発光部 ３７ａ〜３７ｄ、５４ａ〜５４ｄ ＬＥＤ ３８ 受光部 ３８ａ〜３８ｄ、５５ａ〜５５ｄ フォトディテクタ ３９、４０ パイプ ４１ａ，４１ｂ セルジョイント ４２ 薄型通路 ４３ 検出セル ５１ 発光素子取付部 ５２ 受光素子取付部 ５３ ベース ５６ 濃度測定用パターン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電記録紙を搬送する手段と、記録位置
   で静電記録紙に静電潜像を形成する記録ヘッドと、静電
   潜像を現像する手段と、現像液の濃度を検出する手段と
   を備え、現像手段は複数の色の現像液毎に容器を有し、
   また濃度検出手段は各色毎に対応する波長の光を発する
   複数の発光素子と、各発光素子の発する光を検知する複
   数の受光素子とを有することを特徴とする濃度検出装
   置。
2. 【請求項２】 濃度検出手段は、現像液通路の途中に設
   置され、発光素子から発せられた光を現像液に透過さ
   せ、この透過光を受光素子によって検知し濃度検出する
   ことを特徴とする請求項１記載の濃度検出装置。
3. 【請求項３】 濃度検出手段は、記録紙の上に各色毎の
   濃度検出用パターンを描き、この濃度検出用パターンに
   各色に対応する発光素子から光を当て、その反射光を受
   光素子によって検知し濃度検出することを特徴とする請
   求項１記載の濃度検出装置。
4. 【請求項４】 濃度検出手段の発光素子には発光ダイオ
   ードが用いられることを特徴とする請求項１乃至３のい
   ずれかに記載の濃度検出装置。