JP3950366B2

JP3950366B2 - Toner concentration measuring device for wet developer

Info

Publication number: JP3950366B2
Application number: JP2002155790A
Authority: JP
Inventors: 浩喜久保園
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2022-05-29
Also published as: JP2003345137A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式による画像形成装置に使用される湿式現像剤（トナーインク）のトナー濃度測定装置に関し、特に、画像形成装置の現像装置内に組み込むことで、簡単な構造により簡便・正確にトナー粒子濃度を測定することができる、湿式現像剤のトナー濃度測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
湿式現像剤は高絶縁性液体と、この中に着色剤、樹脂、電荷制御剤などを分散した粒径０．０１〜３μｍ程度の正または負に帯電したトナー粒子とからなる。すなわち、湿式現像に用いる現像剤は、絶縁性キャリアであるイソパラフィン溶媒中に、カーボンなどを顔料とする樹脂トナー、トナー粒子の帯電特性と帯電量を決める電荷制御剤電および、キャリア液体が蒸発した後のトナー粒子を固めるための定着剤などを分散したものである。湿式現像法は、上記のように絶縁性液体中にトナー粒子を分散して現像剤とし、像担持体上の静電潜像にトナー粒子を電気泳動させて現像するものである。なお、直接法の湿式現像法においては、現像とともに現像剤のトナー濃度が低下するので、新鮮な現像剤を補給する必要がある。
【０００３】
湿式現像剤のトナー濃度検知方式として、現像剤をポンプでセンサ部（現像剤の液溜部）に送り、現像剤の透過光量を検知するものが知られている。この場合、互いに対向する発光素子・受光素子間の現像剤層の層厚は０．５ｍｍ程度で、このギャップは調整可能となっている。別の湿式現像剤のトナー濃度検知方式として、オーバーフロー液溜から、現像剤を流下させて薄膜状に形成し、この流下しつつある薄膜の透過光量を検知するものが知られている。
【０００４】
さらに、従来技術として特開２０００−１２７５００号公報、特開２０００−１１７２９４号公報、特開平６−３５３２３号公報に開示されたものがあるが、いずれも、本発明とは基本的に相違している。すなわち、特開２０００−１２７５００号公報の発明は、トナー濃度の制御において、濃度センサに付いた汚れを考慮して測定データに補正をかけるものである。特開２０００−１１７２９４号公報の発明は、感光体上に異なる濃度のトナーを塗布し、トナー濃度測定値に補正をかけるものである。また、特開平６−３５３２３号公報の発明は、必要に応じてトナー濃度を変更するものである。
【０００５】
しかしがなら、上記従来の湿式現像剤のトナー濃度測定装置にあっては、装置構造が複雑になりがちなうえ、トナー濃度を簡便・正確に測定することが、必ずしも容易ではないという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の目的は、構成が簡単であり、画像形成装置に配備された現像装置内に組み込むことで、簡便な操作で安定かつ正確にトナー濃度を測定することができる、湿式現像剤のトナー濃度測定装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、回転体（湿式現像剤の汲上げ・保持部材）の回転により、その保持溝に湿式現像剤を汲み上げて湿式現像剤層を形成し、該湿式現像剤層に光源からの光を照射してその光反射率または光透過率を検出するようにしたトナー濃度測定装置についての研究の過程で以下の知見を得た。すなわち、上記トナー濃度測定装置では経時により、保持溝に湿式現像剤が偏在するようになったり、保持溝内の湿式現像剤の濃度にバラツキが発生したりする結果、測定濃度に周期的な変動が起るなど、トナーインク濃度を安定・正確に測定するのが難しくなることを確認した。
【０００８】
上記不具合をなくすため本発明は、保持溝内の湿式現像剤をクリーニングブレードにより所定のタイミングで自動的に掻取り・除去することで、保持溝を洗浄するように構成したものである。
【０００９】
すなわち、請求項１に係る発明は、電子写真方式による画像形成装置の現像装置を構成する現像剤タンク内の湿式現像剤に、湿式現像剤の保持溝が外周面に沿って無端状に形成され、かつ水平回転軸を中心に回転自在の回転体の直径方向下方部を浸漬し、回転体を回転させて湿式現像剤を保持溝に汲み上げることにより形成される湿式現像剤層に、光源から光を照射してその光反射率または光透過率を検出するトナー濃度検出手段を適所に設け、駆動装置により動作して保持溝内の湿式現像剤層を掻き取るクリーニングブレードを適所に配備するとともに、前記駆動装置を制御する制御装置を設け、前記トナー濃度検出手段による湿式現像剤のトナー濃度のバラツキまたは変動率が規定範囲を超えたときには、前記制御装置からの信号に基づいて、クリーニングブレードにより保持溝内の湿式現像剤層を掻き取ることを特徴とする湿式現像剤のトナー濃度測定装置である。
【００１０】
請求項２に係る発明は、さらにメータリングブレードを適所に配備し、前記汲み上げ動作で形成される保持溝内の湿式現像剤槽の層厚が保持溝の深さに等しくなるように、メータリングブレードによってメータリング処理し、ついでこのメータリングされた湿式現像剤層が回転体の回転により該回転体の頂上部位に位置するときに、湿式現像剤層にトナー濃度検出手段の光源から光を照射してその光反射率または光透過率を検出することを特徴とする請求項１に記載の湿式現像剤のトナー濃度測定装置である。
【００１１】
請求項３に係る発明は、トナー濃度検出手段として、保持溝内の湿式現像剤層に光を照射する発光素子と、湿式現像剤層からの反射光または透過光を受光する受光素子とを備えた光センサを設け、該光センサによる検出値をもとにトナー濃度を決定するトナー濃度決定手段と、このトナー濃度決定手段からの複数のトナー濃度をもとにトナー濃度のバラツキまたは変動率を求める濃度集計手段と、この濃度集計手段から出力されるトナー濃度のバラツキまたは変動率のデータを取得し、該バラツキまたは変動率が規定範囲を超えたときに、前記駆動装置によりクリーニングブレードを動作させる制御装置とを配備したことを特徴とする請求項１または２に記載の湿式現像剤のトナー濃度測定装置である。
【００１２】
請求項４に係る発明は、さらに回転体の回転速度制御装置を配備し、前記濃度集計手段で求められたトナー濃度のバラツキまたは変動率が最小値となるように、回転体の回転速度を前記回転速度制御装置によってフィードバック制御することを特徴とする請求項３に記載の湿式現像剤のトナー濃度測定装置である。
【００１３】
請求項５に係る発明は、トナー濃度測定を回転体が１回転する間に１回行う動作を継続して所定回数だけ繰り返し、各回の測定値間のバラツキが規定値を超えたときには、制御装置からの信号に基づいて、クリーニングブレードにより保持溝内の湿式現像剤層を掻き取ることを特徴とする請求項３または４に記載の湿式現像剤のトナー濃度測定装置である。
【００１４】
請求項６に係る発明は、トナー濃度測定を回転体が１回転する間に１回行う動作を継続して所定回数だけ繰り返し、濃度集計手段では集計した複数のトナー濃度内の最大値と最小値を求めるとともに、これらの差が規定値を超えたときには、制御装置からの信号に基づいて、クリーニングブレードにより保持溝内の湿式現像剤層を掻き取ることを特徴とする請求項３または４に記載の湿式現像剤のトナー濃度測定装置である。
【００１５】
請求項７に係る発明は、クリーニングブレードによる湿式現像剤層掻取り動作の、所定時間当たりの回数が規定値を超えたときには、当該トナー濃度測定装置が配備された画像形成装置の使用者に、その旨の警告を発することを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の湿式現像剤のトナー濃度測定装置である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は湿式現像剤であるトナーインクのトナー濃度測定装置の要部構造を示す概略断面図、図２はその斜視図である。
【００１７】
このトナー濃度測定装置は、電子写真方式による画像形成装置の現像装置を構成する、現像剤タンクに貯溜された湿式現像剤のトナー濃度（インク濃度）を一定に保つことにより、この画像形成装置で形成される画像濃度を所望のものに維持するためのものである。そのため、本実施の形態に係るトナー濃度測定装置は、トナー濃度（測定値）のログを取りながら、ログデータを逐次集計して管理を行うように構成されている。ログデータをもとに、回転体の保持溝内に形成・保持される湿式現像剤層のトナー濃度のバラツキや変動率を把握し、この把握データをもとに必要に応じて保持溝のクリーニングを行うものである。
【００１８】
以下、このトナー濃度測定装置の構成・作用について具体的に説明する。図略の駆動機構および回転速度制御装置によって回転自在の円筒状回転体１が、現像液タンク（図略）に貯溜したトナーインクＴ（湿式現像剤）に浸漬配備されている。円筒状回転体１の頂上部の直上にトナー濃度検出手段として、下記するトナーインクの薄層（湿式現像剤層）の光反射率を検出するトナー濃度センサ（光センサ）３０が配備されている。円筒状回転体１は、円筒体の直径方向中心位置に設けた水平回転軸１１を中心に回転する基準円筒１０と、これと一体回転する偏心円筒２０とからなる。基準円筒１０は、偏心円筒２０の軸方向両側に設けられている。基準円筒１０の外周面には、図２に示すようにトナーインク排出溝１２が形成されている。
【００１９】
偏心円筒２０は基準円筒１０の回転軸１１を中心に偏心回転するもので、外径が基準円筒１０より僅かに小さく、外周面全体が基準円筒１０の外周面よりも基準円筒１０の中心側に引っ込んでいる。つまり、図１に示すように、軸断面において偏心円筒２０の外周面輪郭線２０ａが基準円筒１０の外周面輪郭線１０ａに内包されている。したがって円筒状回転体１では、図２に示すように、両側の基準円筒１０，１０間に、幅が偏心円筒２０の軸方向長さに等しく、深さが円周方向に漸増・漸減する無端状の、トナーインク薄層保持用の溝２０ｂが形成されている。基準円筒１０の中心軸線と、偏心円筒２０の中心軸線とは同一鉛直面内にあり、前記溝２０ｂは、基準円筒１０と偏心円筒２０との外径の差により、偏心円筒２０の外周面が溝２０ｂの底面となるように形成されている。溝２０ｂの深さは偏心円筒２０の外周面部位によって異なっており、この外周面方向に漸増・漸減するように形成されている。図１に示す状態（円筒状回転体１の回転位置）では、溝２０ｂの深さが円筒状回転体１の頂上部位において最大（例えば約１．０ｍｍ）となっており、かつ該頂上部位において溝２０ｂはほぼ水平方向に沿っている。なお、溝２０ｂの最小深さは例えば約０．５ｍｍとなっている。
【００２０】
円筒状回転体１のトナーインク汲み上げ側（図１において、円筒状回転体１の右側）の外周面部位に、偏心円筒２０外周面上のトナーインク薄層の層厚を、溝２０ｂの深さに等しくするためのメータリング部材としてメータリングブレード４が設けられている。このメータリングブレード４は、バネ鋼からなる平板を揺動軸４ａを中心に揺動自在としたもので、図略の駆動機構およびこれを制御する制御機構により、所定の接圧で基準円筒１０の外周面に接触するように、かつ接離自在に設けられている。
【００２１】
また、偏心円筒２０の外周面のうち、トナーインク汲み上げ側と対向する側の部位には、偏心円筒２０外周面上（前記溝２０ｂ内）のトナーインク薄層を掻き取るためのクリーニングブレード５が配備されている。このクリーニングブレード５は、メータリングブレード４と同様、バネ鋼からなる平板を揺動軸５ａを中心に揺動自在としたもので、図略の駆動装置およびこれを制御するクリーニングブレード制御装置（後記）により、所定の接圧で偏心円筒２０外周面に接触するように、かつ接離自在に設けられている。
【００２２】
前記トナー濃度センサ３０は、図１に示すように、回転しつつある円筒状回転体１の頂上部位に塗布されたトナーインク薄層に、所定光度の光を照射する発光素子（図略）と、トナーインク薄層からの反射光を受光する受光素子（図略）とを備えている。また、トナー濃度センサ３０による検出値をもとにトナー濃度を決定するトナー濃度決定手段と、このトナー濃度決定手段からの複数のトナー濃度をもとにトナー濃度のバラツキまたは変動率を求める濃度集計手段とが配備されている。さらに、前記クリーニングブレード制御装置として、濃度集計手段から出力されるトナー濃度のバラツキまたは変動率のデータを取得し、このバラツキまたは変動率が規定範囲を超えたときに、前記駆動装置によりクリーニングブレードを動作させる制御装置が配備されている（いずれも図略）。
【００２３】
つぎに、上記トナー濃度測定装置の作用について説明する。図１において、回転体１を図示のように、図略の駆動機構により反時計方向に連続的に回転させる。これにより、現像剤タンクのトナーインクＴが、回転体の溝２０ｂに汲み上げられる。この汲み上げ液の一部がメータリングブレード４で掻き取られ、トナーインク薄層Ｔａの層厚（溝２０ｂ内のトナーインクの深さ）が溝２０ｂの深さに等しくなるのと並行して、基準円筒１０外周面上のトナーインクはトナーインク排出溝１２を伝って排出される。
【００２４】
回転体１の回転により、溝２０ｂの深さが最大となっている部位が図１に示すように、円筒状回転体１の頂上に位置したときにトナー濃度センサ３０が動作し、発光素子（図略）からの照射光３０ａがトナーインク薄層Ｔａに照射され、これによる反射光３０ｂが受光素子（図略）で受光される。そして、これら照射光３０ａ、反射光３０ｂそれぞれの光量を基に、薄層Ｔａの光反射率が求められる。このような光反射率の検出を、１回または継続して２回以上行う（ただし、回転体１が１回転する間に１回の検出を行う）。
【００２５】
そして、トナー濃度センサ３０からのデータが前記トナー濃度決定手段に出力され、ここでトナー濃度が決定される。前記濃度集計手段には、トナー濃度センサ３０からのデータが電気データおよび電子データとして記録される。また、この濃度集計手段はリングバッファの形になっていて、新しいデータが入るたびに古いデータが廃棄されるようになっている。
【００２６】
前記溝２０ｂ内のトナーインク薄層Ｔａは、クリーニングブレード５で掻き取られ、円筒状回転体１の回転により、この溝２０ｂ内に新たなトナーインク薄層Ｔａが形成され、上記トナー濃度測定操作が繰り返される。なお、図１において符号Ｌはトナーインク液面、符号Ｔｂは回転体１の円筒面に付着したトナーインク、符号Ｔｃは掻き取られたトナーインクである。
【００２７】
本実施の形態ではトナー濃度の検出を、回転体が１回転する間に１回行うが、この場合、円筒状回転体１の適所にフィラーを設けるか、またはマーキングを行うとともに、読み取りセンサ（図略）を配備することが望ましい。そして、回転体１が１回転するたびに、この読み取りセンサで前記フィラーまたはマーキングを検出し、該検出信号（パルスデータの発生）を光センサ３０に出力してこれによるトナー濃度検出を行うとともに、次のパルスデータが発生したときに、前回のトナー濃度検出データを前記トナー濃度決定手段に出力する。また、この場合において、トナー濃度測定値のバラツキまたは変動率（変動率を表す値としては、分散などを用いる）が規定範囲を超えたときには、クリーニングブレード制御装置からの信号に基づいて、クリーニングブレードにより保持溝２０ｂ内の湿式現像剤層を掻き取る。
【００２８】
また、濃度集計手段はトナー濃度センサから、トナー濃度決定手段を介して逐次、トナー濃度のデータを受け取り、回転体１回転分の濃度の平均値を求める。回転体１が１回転するごとのトナー濃度の平均値をログに取り、平均値の変動が揺るかなときには、回転体１のクリーニングを行うタイミングを遅くし（単位時間当たりのクリーニングの回数を少なくする）、濃度の平均値の変動が急になっているときには、クリーニングのタイミングを早くする。
【００２９】
さらに、回転体１のクリーニングを行った日時を記録しておき、単位時間当たりのクリーニングの回数を調べる。クリーニングの間隔が、あらかじめ設定した値より短くなったときには、クリーニングの効果が低くなっているので、画像形成装置の表示パネルにその旨の警告を発する。
【００３０】
本発明では、上記のように回転体１の回転速度制御装置を配備し、前記濃度集計手段で求められたトナー濃度のバラツキまたは変動率が最小値となるように回転体１の回転速度を、回転速度制御装置によってフィードバック制御するのが効果的である。
【００３１】
さらに本発明では、（１）トナー濃度測定を回転体が１回転する間に１回行う動作を継続して所定回数だけ繰り返し、各回の測定値間のバラツキが規定値を超えたときに、制御装置からの信号に基づいて、クリーニングブレードにより保持溝内の湿式現像剤層を掻き取ることや、（２）トナー濃度測定を回転体が１回転する間に１回行う動作を継続して所定回数だけ繰り返し、各回の測定値における最大値と最小値を求めるとともに、これらの差が規定値を超えたときに、制御装置からの信号に基づいて、クリーニングブレードにより保持溝内の湿式現像剤層を掻き取ることも有効である。
【００３２】
本実施の形態では、より高精度なトナー濃度測定結果を求めるために、また、できるだけ高品質の画像を得るために、トナー濃度の測定操作および画像形成装置の駆動動作（画像形成動作）を以下のように行う。この場合、以下の方法を単独で実行するか、またはこれらから複数を適当に選んで実行する。
（１）トナー濃度の検出を、回転体が定常回転状態になってから開始する。それには、回転体が回転を開始してからの経過時間をタイマで計測し、所定時間が経過したらトナー濃度検出を開始する。あるいは、回転体の積算回転数を計測し、該積算値が所定値になったらトナー濃度検出を開始するようにしてもよい。さらに、回転体の回転開始後、しばらくの間は予備的にトナー濃度を検出し、該検出データが安定したら（トナー濃度の変動率が規定値を下回ったら）、正式なトナー濃度検出を開始するのも有効である。
（２）トナー濃度の検出を、回転体が１回転する間に１回行うとともに、回転体を継続して２回転以上回転させて得られるトナー濃度の検出結果からトナー濃度を求める。この場合、検出結果を平均する。
（３）回転体の１回転ごとに求めたトナー濃度間のバラツキが所定値を超えるときには回転体の回転速度を、前記バラツキが大きいトナー濃度が得られたときの回転体回転速度より高くするか、または低くすることにより、前記バラツキを所定値以内に収める。
【００３３】
（４）トナー濃度のバラツキまたは変動率が規定範囲を超えたときには、その旨の警告を使用者に発するとともに、画像形成装置による画像形成動作を停止させる。トナー濃度のバラツキまたは変動率を求めるには、例えばメモリあるいはログとして蓄えられた濃度から差分を計算するか、あるいは分散からの距離を求めればよい。
（５）現像装置内のトナーインクの濃度は通常、経時変化により次第に高くなっていくが、逆に薄くなっていくこともある。そこで、トナー濃度測定結果が、時間の経過とともにトナー濃度が低下する傾向を示しているときには、画像形成動作を停止させるとともに、トナー濃度が前記傾向を示している旨の警告を使用者に出させる。
（６）トナー濃度の変動率が、過去のトナー濃度変動率と比較して拡大する傾向にあるときには、画像形成動作を停止させるとともに、トナー濃度変動率が拡大傾向にある旨の警告を使用者に出させる。
（７）トナー濃度のバラツキが、規定時間内に収束しないときには、画像形成動作を停止させるとともに、前記バラツキが規定時間内に収束しない旨の警告を使用者に出させる。
【００３４】
本実施の形態では、図１に示すように、（１）メータリングブレード４とクリーニングブレード５を併用し、（２）回転体１の頂上部位において溝２０ｂの深さが最大、かつこの溝２０ｂがほぼ水平方向に沿っているときに、しかも（３）トナーインク薄層に光源からの光を他の部材を介することなく直接照射し、その反射光を他の部材を介することなく直接、受光部で受光し、湿式現像剤層の光反射率を検出することによりトナー濃度を求めるようにしているため、トナー濃度の測定精度が著しく高まる。
【００３５】
なお、図１において、トナー濃度センサ３０を偏心円筒２０の長手方向に複数、相互間に適宜間隔をあけて設け、これらにより同時にトナー濃度を検出し、これら複数の検出データを平均することもでき、これにより、トナー濃度検出の精度がより高まる。また、偏心円筒２０に代えて、第１の円筒体の両側にこれよりも径が大きい第２の円筒体を同心的、かつ同軸状に設けることにより、トナーインク薄層の保持溝を、第１の円筒体の外周面に沿って同一深さに形成した回転円筒体を設けることもできる。また、トナー濃度センサの発光素子からの光を、図１のようにトナーインク薄層にその直上から照射するのに代えて、回転体１の回転軸１１に直交する向きに、かつ水平方向に照射することにより、トナーインク薄層の光透過率を検出することでトナー濃度を測定することも可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明に係る湿式現像剤のトナー濃度測定装置によれば、安定かつ正確にトナー濃度を測定することができる。また、このトナー濃度測定装置は、構成が簡単であるため、画像形成装置の現像装置内に組み込むことにより、簡便な操作でトナー濃度を測定することができる。さらに、本発明に係る湿式現像剤のトナー濃度測定装置によれば、測定したトナー濃度に異常が生じたときには、画像形成装置の駆動を停止させることで、品質不良な画像の発生を最少限に抑えることが可能となり、異常画像の印刷等を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るトナー濃度測定装置の要部構造を示す概略断面図である。
【図２】図１の斜視図である。
【符号の説明】
１：円筒状回転体
４：メータリングブレード
４ａ：揺動軸
５：クリーニングブレード
５ａ：揺動軸
１０：基準円筒
１０ａ：外周面輪郭線
１１：回転軸
１２：トナーインク排出溝
２０：偏心円筒
２０ａ：外周面輪郭線
２０ｂ：溝
３０：トナー濃度センサ（光センサ）
３０ａ：照射光
３０ｂ：反射光
Ｌ：トナーインク液面
Ｔ：トナーインク
Ｔａ：トナーインク薄層
Ｔｂ：円筒面に付着したトナーインク
Ｔｃ：掻き取られらトナーインク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a toner concentration measuring apparatus for a wet developer (toner ink) used in an electrophotographic image forming apparatus, and in particular, by incorporating it in a developing apparatus of an image forming apparatus, it is simple and accurate with a simple structure. The present invention relates to a toner concentration measuring apparatus for a wet developer that can measure the toner particle concentration.
[0002]
[Prior art]
The wet developer includes a highly insulating liquid and positively or negatively charged toner particles having a particle size of about 0.01 to 3 μm in which a colorant, a resin, a charge control agent and the like are dispersed. That is, the developer used for wet development is a resin toner having carbon as a pigment in an isoparaffin solvent that is an insulating carrier, a charge control agent that determines the charging characteristics and charge amount of toner particles, and the carrier liquid has evaporated. A fixing agent or the like for solidifying subsequent toner particles is dispersed. In the wet development method, as described above, toner particles are dispersed in an insulating liquid to form a developer, and the electrostatic latent image on the image carrier is electrophoresed and developed. In the direct wet development method, the toner density of the developer decreases with development, so it is necessary to replenish fresh developer.
[0003]
As a method for detecting the toner concentration of a wet developer, a method is known in which the developer is sent to a sensor unit (developer reservoir) by a pump and the amount of light transmitted through the developer is detected. In this case, the layer thickness of the developer layer between the light emitting element and the light receiving element facing each other is about 0.5 mm, and this gap can be adjusted. Another wet developer toner concentration detection method is known in which a developer is flowed down from an overflow liquid reservoir to form a thin film, and the amount of transmitted light of the flowing thin film is detected.
[0004]
Further, as conventional techniques, there are those disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-127500, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-117294, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-35323, all of which are basically different from the present invention. Yes. That is, the invention of Japanese Patent Laid-Open No. 2000-127500 corrects measurement data in consideration of contamination on the density sensor in the control of toner density. The invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-117294 applies toners having different densities on a photoconductor to correct the measured toner density. In the invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-35323, the toner density is changed as necessary.
[0005]
However, the conventional wet developer toner concentration measuring device has a problem that the device structure tends to be complicated and it is not always easy to measure the toner concentration simply and accurately. It was.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is a toner of a wet developer that has a simple configuration and can be stably and accurately measured with a simple operation by being incorporated in a developing device provided in an image forming apparatus. It is to provide a concentration measuring device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present inventor forms a wet developer layer by pumping the wet developer into the holding groove by rotation of the rotating body (wet developer pumping / holding member), and the light from the light source is formed on the wet developer layer. In the course of research on a toner concentration measuring apparatus that detects the light reflectance or light transmittance by irradiating the light, the following knowledge was obtained. That is, in the toner concentration measuring device, the wet developer is unevenly distributed in the holding groove with time, or the wet developer concentration in the holding groove varies, resulting in periodic fluctuations in the measured density. It was confirmed that it was difficult to measure the toner ink density stably and accurately.
[0008]
In order to eliminate the above problems, the present invention is configured to clean the holding groove by automatically scraping and removing the wet developer in the holding groove at a predetermined timing by a cleaning blade.
[0009]
That is, according to the first aspect of the present invention, the wet developer holding groove is formed endlessly along the outer peripheral surface of the wet developer in the developer tank constituting the developing device of the electrophotographic image forming apparatus. In addition, light from the light source is applied to the wet developer layer formed by immersing the diametrically lower part of the rotatable body about the horizontal rotation axis, and rotating the rotatable body to pump the wet developer into the holding groove. Is provided with a toner concentration detecting means for detecting the light reflectance or light transmittance at an appropriate place, and a cleaning blade that operates by a driving device to scrape the wet developer layer in the holding groove is provided at an appropriate place. A control device for controlling the driving device is provided, and when the variation or fluctuation rate of the toner concentration of the wet developer by the toner concentration detecting means exceeds a specified range, it is based on a signal from the control device. Te, a toner concentration measuring apparatus of a liquid developer, characterized by scraping the liquid toner layer in the holding groove by the cleaning blade.
[0010]
The invention according to claim 2 further includes a metering blade arranged in a proper position, and the metering blade so that the layer thickness of the wet developer tank in the holding groove formed by the pumping operation becomes equal to the depth of the holding groove. Metering is performed by a blade, and when the metered wet developer layer is positioned at the top portion of the rotating body by the rotation of the rotating body, the wet developer layer is irradiated with light from the light source of the toner concentration detecting means. 2. The wet developer toner concentration measuring apparatus according to claim 1, wherein the light reflectance or light transmittance is detected.
[0011]
The invention according to claim 3 includes, as toner concentration detection means, a light emitting element that irradiates light to the wet developer layer in the holding groove, and a light receiving element that receives reflected light or transmitted light from the wet developer layer. A toner density determining unit that determines a toner density based on a detection value by the optical sensor, and a variation or variation rate of the toner density based on a plurality of toner densities from the toner density determining unit. Obtained density counting means and toner density variation or fluctuation rate data output from the density counting means, and when the fluctuation or fluctuation rate exceeds a specified range, the driving device operates the cleaning blade. 3. The wet developer toner concentration measuring device according to claim 1, further comprising a control device.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, a rotational speed control device for the rotating body is further provided, and the rotational speed of the rotating body is adjusted so that the variation or variation rate of the toner density obtained by the density counting means becomes a minimum value. 4. The wet developer toner concentration measuring apparatus according to claim 3, wherein feedback control is performed by a rotation speed control device.
[0013]
According to the fifth aspect of the present invention, when the toner density measurement is continued once during the rotation of the rotating body and is repeated a predetermined number of times, and the variation between the measured values exceeds a specified value, the control device 5. The wet developer toner concentration measuring apparatus according to claim 3, wherein the wet developer layer in the holding groove is scraped off by a cleaning blade on the basis of a signal from.
[0014]
According to the sixth aspect of the present invention, the toner density measurement is continuously performed once during the rotation of the rotating body, and is repeated a predetermined number of times. The wet developer layer in the holding groove is scraped off by the cleaning blade based on a signal from the control device when the difference exceeds a specified value. This is a toner concentration measuring device for a wet developer.
[0015]
According to the seventh aspect of the present invention, when the number of wet developer layer scraping operations by the cleaning blade exceeds a specified value, the user of the image forming apparatus provided with the toner concentration measuring device 7. The wet developer toner concentration measuring apparatus according to claim 3, wherein a warning to that effect is issued.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the main structure of a toner concentration measuring apparatus for toner ink which is a wet developer, and FIG. 2 is a perspective view thereof.
[0017]
This toner concentration measuring device is a developing device of an electrophotographic image forming apparatus, and maintains a constant toner concentration (ink concentration) of a wet developer stored in a developer tank. This is for maintaining the formed image density at a desired level. For this reason, the toner concentration measuring apparatus according to the present embodiment is configured to sequentially collect and manage log data while taking a log of toner concentration (measured value). Based on the log data, grasp the variation and fluctuation rate of the toner concentration of the wet developer layer formed and held in the holding groove of the rotating body, and clean the holding groove as necessary based on this grasped data Is to do.
[0018]
Hereinafter, the configuration and operation of the toner concentration measuring apparatus will be described in detail. A cylindrical rotating body 1 that can be rotated by a drive mechanism and a rotational speed control device (not shown) is immersed in toner ink T (wet developer) stored in a developer tank (not shown). A toner concentration sensor (light sensor) 30 for detecting the light reflectance of a thin layer (wet developer layer) of toner ink described below is provided as a toner concentration detection means immediately above the top of the cylindrical rotating body 1. . The cylindrical rotating body 1 includes a reference cylinder 10 that rotates around a horizontal rotation shaft 11 provided at a central position in the diameter direction of the cylindrical body, and an eccentric cylinder 20 that rotates integrally therewith. The reference cylinder 10 is provided on both axial sides of the eccentric cylinder 20. On the outer peripheral surface of the reference cylinder 10, a toner ink discharge groove 12 is formed as shown in FIG.
[0019]
The eccentric cylinder 20 rotates eccentrically around the rotation axis 11 of the reference cylinder 10, and has an outer diameter slightly smaller than that of the reference cylinder 10, and the entire outer peripheral surface is closer to the center of the reference cylinder 10 than the outer peripheral surface of the reference cylinder 10. I'm retracting. That is, as shown in FIG. 1, the outer peripheral surface outline 20 a of the eccentric cylinder 20 is included in the outer peripheral surface outline 10 a of the reference cylinder 10 in the axial section. Therefore, in the cylindrical rotating body 1, as shown in FIG. 2, the width is equal to the axial length of the eccentric cylinder 20 between the reference cylinders 10 and 10 on both sides, and the depth is gradually increased / decreased in the circumferential direction. A groove 20b for holding the toner ink thin layer is formed. The central axis of the reference cylinder 10 and the central axis of the eccentric cylinder 20 are in the same vertical plane, and the groove 20b has an outer peripheral surface of the eccentric cylinder 20 due to a difference in outer diameter between the reference cylinder 10 and the eccentric cylinder 20. It is formed to be the bottom surface of the groove 20b. The depth of the groove 20b differs depending on the outer peripheral surface portion of the eccentric cylinder 20, and is formed so as to gradually increase / decrease in the outer peripheral surface direction. In the state shown in FIG. 1 (rotational position of the cylindrical rotating body 1), the depth of the groove 20b is maximum (for example, about 1.0 mm) at the top portion of the cylindrical rotating body 1, and at the top portion. The groove 20b is substantially along the horizontal direction. The minimum depth of the groove 20b is about 0.5 mm, for example.
[0020]
The thickness of the toner ink thin layer on the outer peripheral surface of the eccentric cylinder 20 is set to the depth of the groove 20b on the outer peripheral surface portion of the cylindrical rotary member 1 on the toner ink pumping side (right side of the cylindrical rotary member 1 in FIG. 1). A metering blade 4 is provided as a metering member for equalizing to the above. The metering blade 4 is a flat plate made of spring steel that can be swung around a swing shaft 4a. A reference cylinder 10 is provided with a predetermined contact pressure by a drive mechanism (not shown) and a control mechanism for controlling the drive mechanism. It is provided so as to be in contact with and away from the outer peripheral surface.
[0021]
A cleaning blade 5 for scraping off the toner ink thin layer on the outer peripheral surface of the eccentric cylinder 20 (in the groove 20b) is disposed on a portion of the outer peripheral surface of the eccentric cylinder 20 facing the side where the toner ink is drawn up. Has been deployed. As with the metering blade 4, the cleaning blade 5 is a flat plate made of spring steel that can be swung around a swing shaft 5a. A driving device (not shown) and a cleaning blade control device for controlling the driving device (described later). ) So as to come into contact with the outer peripheral surface of the eccentric cylinder 20 with a predetermined contact pressure and to be able to contact and separate.
[0022]
As shown in FIG. 1, the toner density sensor 30 includes a light emitting element (not shown) that irradiates a thin layer of toner ink applied to the top portion of the rotating cylindrical rotating body 1 with a predetermined luminous intensity. And a light receiving element (not shown) for receiving reflected light from the toner ink thin layer. In addition, a toner density determination unit that determines a toner density based on a detection value by the toner density sensor 30 and a density total that calculates a variation or variation rate of the toner density based on a plurality of toner densities from the toner density determination unit. Means are in place. Further, as the cleaning blade control device, the toner density variation or variation rate data output from the density counting means is acquired, and when the variation or variation rate exceeds a specified range, the cleaning device is operated by the drive device. A control device to be operated is provided (all are not shown).
[0023]
Next, the operation of the toner concentration measuring device will be described. In FIG. 1, the rotating body 1 is continuously rotated counterclockwise by a drive mechanism (not shown) as shown. As a result, the toner ink T in the developer tank is pumped into the groove 20b of the rotating body. A part of the pumped liquid is scraped off by the metering blade 4, and the thickness of the toner ink thin layer Ta (the depth of the toner ink in the groove 20b) becomes equal to the depth of the groove 20b. The toner ink on the outer peripheral surface of the reference cylinder 10 is discharged through the toner ink discharge groove 12.
[0024]
As shown in FIG. 1, the toner density sensor 30 operates when the portion where the depth of the groove 20 b is maximum due to the rotation of the rotating body 1 is positioned on the top of the cylindrical rotating body 1. Irradiation light 30a from (not shown) is applied to the toner ink thin layer Ta, and reflected light 30b is received by a light receiving element (not shown). And the light reflectance of thin layer Ta is calculated | required based on each light quantity of these irradiation light 30a and reflected light 30b. Such light reflectance detection is performed once or continuously twice or more (however, detection is performed once while the rotating body 1 makes one rotation).
[0025]
Then, data from the toner density sensor 30 is output to the toner density determining means, where the toner density is determined. Data from the toner density sensor 30 is recorded as electrical data and electronic data in the density counting means. Further, the density counting means is in the form of a ring buffer, and old data is discarded every time new data enters.
[0026]
The toner ink thin layer Ta in the groove 20b is scraped off by the cleaning blade 5, and a new toner ink thin layer Ta is formed in the groove 20b by the rotation of the cylindrical rotating body 1. Is repeated. In FIG. 1, symbol L denotes a toner ink liquid surface, symbol Tb denotes toner ink attached to the cylindrical surface of the rotating body 1, and symbol Tc denotes scraped toner ink.
[0027]
In this embodiment, the toner density is detected once while the rotating body rotates once. In this case, a filler is provided at an appropriate position of the cylindrical rotating body 1 or marking is performed, and a reading sensor (FIG. It is desirable to deploy (omitted). Each time the rotating body 1 makes one rotation, the reading sensor detects the filler or marking, and outputs the detection signal (generation of pulse data) to the optical sensor 30 to detect the toner concentration. When the next pulse data is generated, the previous toner density detection data is output to the toner density determining means. In this case, when the variation or variation rate of the toner density measurement value (dispersion or the like is used as a value representing the variation rate) exceeds a specified range, the cleaning blade is based on a signal from the cleaning blade control device. To scrape off the wet developer layer in the holding groove 20b.
[0028]
Further, the density counting means sequentially receives toner density data from the toner density sensor via the toner density determining means, and obtains an average value of density for one rotation of the rotating body. The average value of the toner density for each rotation of the rotating body 1 is recorded in a log, and when the fluctuation of the average value fluctuates, the cleaning timing of the rotating body 1 is delayed (the number of cleanings per unit time is reduced). ) When the average density fluctuation is steep, the cleaning timing is advanced.
[0029]
Further, the date and time when the rotating body 1 is cleaned is recorded, and the number of cleanings per unit time is checked. When the cleaning interval becomes shorter than a preset value, the cleaning effect is low, and a warning to that effect is issued on the display panel of the image forming apparatus.
[0030]
In the present invention, the rotational speed control device of the rotating body 1 is provided as described above, and the rotational speed of the rotating body 1 is set so that the variation or fluctuation rate of the toner density obtained by the density counting means becomes a minimum value. It is effective to perform feedback control by the rotation speed control device.
[0031]
Further, in the present invention, (1) the operation of performing toner density measurement once while the rotating body makes one rotation is repeated a predetermined number of times, and the control is performed when the variation between the measured values exceeds the specified value. Based on the signal from the apparatus, the wet developer layer in the holding groove is scraped off by the cleaning blade, or (2) the operation of performing the toner concentration measurement once during one rotation of the rotating body is continued a predetermined number of times. Repeatedly, the maximum value and the minimum value in each measurement value are obtained, and when the difference exceeds a specified value, the wet developer layer in the holding groove is formed by the cleaning blade based on the signal from the control device. Scraping is also effective.
[0032]
In this embodiment, in order to obtain a more accurate toner density measurement result and to obtain an image with the highest possible quality, the toner density measurement operation and the image forming apparatus driving operation (image forming operation) are as follows. Do as follows. In this case, the following methods are executed alone, or a plurality of them are appropriately selected and executed.
(1) The toner density detection is started after the rotating body is in a steady rotation state. For this purpose, the elapsed time after the rotating body starts rotating is measured by a timer, and toner density detection is started when a predetermined time has elapsed. Alternatively, the accumulated rotational speed of the rotating body may be measured, and toner density detection may be started when the accumulated value reaches a predetermined value. Further, after the rotation of the rotating body is started, the toner density is preliminarily detected for a while, and when the detection data is stabilized (when the fluctuation rate of the toner density falls below a specified value), the formal toner density detection is started. Is also effective.
(2) The toner density is detected once while the rotating body rotates once, and the toner density is obtained from the toner density detection result obtained by continuously rotating the rotating body twice or more. In this case, the detection results are averaged.
(3) Whether the rotational speed of the rotating body is higher than the rotational speed when the toner density having a large variation is obtained when the variation between the toner densities obtained for each rotation of the rotating body exceeds a predetermined value Alternatively, the variation is kept within a predetermined value.
[0033]
(4) When the variation or variation rate of the toner density exceeds the specified range, a warning to that effect is issued to the user and the image forming operation by the image forming apparatus is stopped. In order to obtain the variation or variation rate of the toner density, for example, a difference may be calculated from the density stored as a memory or a log, or a distance from dispersion may be obtained.
(5) The density of the toner ink in the developing device usually increases gradually due to changes with time, but it may also become thinner. Therefore, when the toner density measurement result shows a tendency that the toner density decreases with the passage of time, the image forming operation is stopped and a warning that the toner density shows the tendency is given to the user. .
(6) When the fluctuation rate of the toner density tends to increase compared to the past toner density fluctuation rate, the image forming operation is stopped and a warning to the effect that the toner density fluctuation rate is increasing is given to the user. Let me out.
(7) When the toner density variation does not converge within the specified time, the image forming operation is stopped, and a warning is issued to the user that the variation does not converge within the specified time.
[0034]
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, (1) the metering blade 4 and the cleaning blade 5 are used together, (2) the depth of the groove 20b is maximum at the top portion of the rotating body 1, and the groove 20b (3) The toner ink thin layer is directly irradiated with light from the light source without passing through another member, and the reflected light is directly received without passing through the other member. Since the toner density is obtained by receiving the light at the portion and detecting the light reflectance of the wet developer layer, the measurement accuracy of the toner density is remarkably increased.
[0035]
In FIG. 1, a plurality of toner density sensors 30 are provided in the longitudinal direction of the eccentric cylinder 20 and are appropriately spaced from each other, thereby simultaneously detecting the toner density and averaging the plurality of detection data. Thereby, the accuracy of toner density detection is further increased. Further, instead of the eccentric cylinder 20, the second cylindrical body having a larger diameter is provided concentrically and coaxially on both sides of the first cylindrical body, so that the holding groove for the toner ink thin layer is formed in the first cylindrical body. It is also possible to provide a rotating cylindrical body formed at the same depth along the outer peripheral surface of one cylindrical body. Further, instead of irradiating light from the light emitting element of the toner density sensor onto the toner ink thin layer from directly above as shown in FIG. 1, in a direction perpendicular to the rotation axis 11 of the rotating body 1 and in the horizontal direction. By irradiating, it is possible to measure the toner density by detecting the light transmittance of the toner ink thin layer.
[0036]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the toner concentration measuring apparatus for a wet developer according to the present invention, the toner concentration can be measured stably and accurately. Further, since this toner density measuring device has a simple configuration, it can be measured by a simple operation by incorporating it in the developing device of the image forming apparatus. Further, according to the toner concentration measuring apparatus for a wet developer according to the present invention, when an abnormality occurs in the measured toner density, the drive of the image forming apparatus is stopped to minimize the occurrence of a defective image. This makes it possible to prevent abnormal images from being printed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a main structure of a toner concentration measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of FIG.
[Explanation of symbols]
1: Cylindrical rotating body 4: Metering blade 4a: Oscillating shaft 5: Cleaning blade 5a: Oscillating shaft 10: Reference cylinder 10a: Outer peripheral surface contour line 11: Rotating shaft 12: Toner ink discharge groove 20: Eccentric cylinder 20a : Outer peripheral surface outline 20b: groove 30: toner concentration sensor (optical sensor)
30a: irradiation light 30b: reflected light L: toner ink liquid surface T: toner ink Ta: toner ink thin layer Tb: toner ink adhering to the cylindrical surface Tc: scraped toner ink

Claims

In the wet developer in the developer tank constituting the developing device of the electrophotographic image forming apparatus, a wet developer holding groove is formed endlessly along the outer peripheral surface and is rotatable about a horizontal rotation axis. Immerse the lower part in the diameter direction of the rotating body of
Toner concentration detection means that detects light reflectivity or light transmittance by irradiating light from a light source onto a wet developer layer formed by rotating a rotating body and pumping wet developer into a holding groove. Provided,
A cleaning blade that operates by a driving device and scrapes off the wet developer layer in the holding groove is disposed in a proper position, and a control device that controls the driving device is provided,
When the variation or fluctuation rate of the toner concentration of the wet developer by the toner concentration detecting means exceeds a specified range, the wet developer layer in the holding groove is scraped off by the cleaning blade based on a signal from the control device. An apparatus for measuring the toner concentration of a wet developer.

Further, a metering blade is arranged at a proper position, and the metering treatment is performed by the metering blade so that the layer thickness of the wet developer tank in the holding groove formed by the pumping operation becomes equal to the depth of the holding groove. When the metered wet developer layer is positioned at the top portion of the rotating body by the rotation of the rotating body, the wet developer layer is irradiated with light from the light source of the toner concentration detecting means, and the light reflectance or light is irradiated. The apparatus for measuring a toner concentration of a wet developer according to claim 1, wherein the transmittance is detected.

As the toner concentration detection means, an optical sensor including a light emitting element that irradiates light to the wet developer layer in the holding groove and a light receiving element that receives reflected light or transmitted light from the wet developer layer is provided.
A toner density determining means for determining a toner density based on a detection value by the optical sensor; a density counting means for obtaining a variation or variation rate of the toner density based on a plurality of toner densities from the toner density determining means; A controller for operating the cleaning blade by the driving device when the toner density variation or variation rate data output from the density counting means is acquired and the variation or variation rate exceeds a specified range is provided. The toner concentration measuring apparatus for a wet developer according to claim 1 or 2.

Further, a rotational speed control device for the rotating body is provided, and the rotational speed of the rotating body is feedback-controlled by the rotational speed control device so that the variation or fluctuation rate of the toner density obtained by the density counting means becomes a minimum value. The toner concentration measuring apparatus for a wet developer according to claim 3.

The operation of performing the toner density measurement once during one rotation of the rotating body is continued and repeated a predetermined number of times. When the variation between the measured values exceeds the specified value, the cleaning is performed based on the signal from the control device. 5. The wet developer toner concentration measuring apparatus according to claim 3, wherein the wet developer layer in the holding groove is scraped off by a blade.

The operation of performing the toner density measurement once during one rotation of the rotating body is continued and repeated a predetermined number of times, and the density counting means obtains the maximum value and the minimum value in the plurality of toner densities counted, and the difference between them is calculated. 5. The toner concentration measurement of a wet developer according to claim 3, wherein when the specified value is exceeded, the wet developer layer in the holding groove is scraped off by the cleaning blade based on a signal from the control device. apparatus.

When the number of wet developer layer scraping operations by the cleaning blade per predetermined time exceeds a specified value, a warning to that effect is issued to the user of the image forming apparatus provided with the toner concentration measuring device. The apparatus for measuring a toner concentration of a wet developer according to any one of claims 3 to 6.