(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶解した樹脂成分を含む液体現像剤を貯留する貯留容器と、
前記貯留容器内の前記液体現像剤に浸漬され、前記液体現像剤中の前記溶解した樹脂成分の濃度に応じた振動周波数を発振する水晶振動子を含むセンサー部と、
前記センサー部に接続され、前記水晶振動子を発振させる発振回路と、
前記貯留容器内の前記液体現像剤に浸漬され、前記センサー部の上方を覆い、かつ、前記センサー部との深さ方向の距離が一定に保持された規制部材と、
前記水晶振動子が発振する前記振動周波数から、前記液体現像剤中における溶解樹脂成分の濃度を算出する濃度算出部と、
前記発振回路を内部に収容し、前記液体現像剤に浸漬される底部を備えるハウジングと、を有し、
前記センサー部は、前記ハウジングの前記底部から、下方に突出するように配設され、
前記発振回路は、前記底部を介して、前記センサー部に接続され、
前記規制部材は、前記ハウジングの前記底部であり、前記底部の上方に前記液体現像剤を存在させず、前記センサー部の上方に位置する前記液体現像剤の高さを一定に保つことを特徴とする濃度検出装置。
【請求項２】
前記貯留容器内の前記液体現像剤の液温を検出する液温検出手段を更に備え、
前記濃度算出部は、前記液温検出手段が検出する前記液体現像剤の液温に応じて、前記振動周波数または、前記振動周波数から算出される前記溶解樹脂成分の濃度を補正することを特徴とする請求項１に記載の濃度検出装置。
【請求項３】
前記センサー部は、
前記水晶振動子を両側から挟むように配設され、前記水晶振動子に電圧を印加する第１電極および第２電極と、
前記第１電極または前記第２電極の一方を、前記液体現像剤から保護する表面規制部材と、を有することを特徴とする請求項１または２に記載の濃度検出装置。
【請求項４】
前記ハウジングに配設され、前記ハウジングの外部と前記ハウジングの内部空間とを電気的に遮断するシールド部材を有することを特徴とする請求項１に記載の濃度検出装置。
【請求項５】
前記ハウジングの底部は、水平に配設される円形の平板からなり、
該底部の中心部の直下に、前記センサー部が配設されることを特徴とする請求項１に記載の濃度検出装置。
【請求項６】
前記底部は、平板からなり、水平方向に対して傾斜して配設されることを特徴とする請求項１に記載の濃度検出装置。
【請求項７】
トナー像が形成される像担持体と、
前記トナーを含有するとともに、樹脂成分が溶解される液体現像剤を貯留し、前記像担持体に前記トナーを供給する現像装置と、
前記液体現像剤における前記トナーおよび前記樹脂成分の濃度を調整する現像剤調整部と、
前記液体現像剤中の前記樹脂成分の濃度を検出する、請求項１乃至６の何れか１項に記載の濃度検出装置と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体現像剤中に溶解した樹脂成分の濃度を検出する濃度検出装置、およびこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置として、液体現像剤を用いてトナー像を形成する湿式のものが知られている。液体現像剤の中には、キャリア液となる誘電性液体中に、固形分としてのトナーが、分散されている。湿式画像形成装置は、トナー像が形成される感光体ドラムと、液体現像剤を感光体ドラムに供給して、該感光体ドラム上にトナー像を形成する現像装置と、感光体ドラム上のトナー像を用紙上に転写する転写部と、用紙上のトナー像を該用紙上に定着させる定着部と、を含む。
【０００３】
用紙上に良好なトナー像を形成するためには、現像装置が液体現像剤を感光体ドラムに供給する前に、該液体現像剤のトナー濃度が適正に調整される必要がある。そのため、トナー濃度が適正に調整されたか否かを判別する目的で、液体現像剤のトナー濃度を検出する装置が知られている（特許文献１）。
【０００４】
特許文献１の濃度検出装置は、液体現像剤の比重を利用するものであって、濃度比較用の液体現像剤を封入した比較用容器が、測定する液体現像剤中に浸漬される。そして、比重差によって生ずる浮力による比較用容器の位置変化に基づいて、液体現像剤のトナー濃度が検出される。
【０００５】
一方、水晶振動子を備えたＱＣＭセンサーを利用して、微生物懸濁液中の微生物濃度を測定する技術が知られている（特許文献２〜５）。
【０００６】
該技術では、水晶振動子上に抗体が固定化され、この抗体と微生物とが結合することによって、水晶振動子の電極表面に重量変化が生じる。この重量変化に伴う水晶振動子の発振周波数の変化が測定され、微生物の濃度が算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３１０１２２号公報
【特許文献２】特開昭６２−６４９３４号公報
【特許文献３】特開昭６３−１１８３５号公報
【特許文献４】特開昭６２−２８８５４６号公報
【特許文献５】特開昭６２−２８８５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、画像形成装置用の液体現像剤として、上記のように、キャリア液となる誘電性液体中に、固形分としてのトナーを分散させた上で、キャリア液に樹脂成分を溶解させたものが存在する。該樹脂成分は、画像形成の定着工程でシート上に析出し、表面を保護する機能を備える。
【０００９】
このような樹脂成分が溶解した液体現像剤では、溶媒としてのキャリア液の比重と、溶解樹脂の比重とが、近似することが多い。このため、特許文献１の濃度検出装置のように、液体現像剤の比重を利用した装置では、溶解樹脂の濃度検出を行うことが難しい。
【００１０】
また、特許文献２乃至５のように、水晶振動子を利用して、微生物濃度を検出する装置は知られているが、水晶振動子を利用して、液体現像剤中の溶解樹脂濃度を検出する技術については、その詳細な適用可否が不明であった。
【００１１】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、液体現像剤中に溶解した樹脂成分の濃度を精度良く測定することが可能な濃度検出装置、およびこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一局面に係る濃度検出装置は、溶解した樹脂成分を含む液体現像剤を貯留する貯留容器と、前記貯留容器内の前記液体現像剤に浸漬され、前記液体現像剤中の前記溶解した樹脂成分の濃度に応じた振動周波数を発振する水晶振動子を含むセンサー部と、前記センサー部に接続され、前記水晶振動子を発振させる発振回路と、前記貯留容器内の前記液体現像剤に浸漬され、前記センサー部の上方を覆い、かつ、前記センサー部との深さ方向の距離が一定に保持された規制部材と、前記水晶振動子が発振する前記振動周波数から、前記液体現像剤中における溶解樹脂成分の濃度を算出する濃度算出部と、前記発振回路を内部に収容し、前記液体現像剤に浸漬される底部を備えるハウジングと、を有し、前記センサー部は、前記ハウジングの前記底部から、下方に突出するように配設され、前記発振回路は、前記底部を介して、前記センサー部に接続され、前記規制部材は、前記ハウジングの前記底部であり、前記底部の上方に前記液体現像剤を存在させず、前記センサー部の上方に位置する前記液体現像剤の高さを一定に保つことを特徴とする。
【００１３】
本構成によれば、液体現像剤は、貯留容器に貯留され、水晶振動子を含むセンサー部は、該液体現像剤中に浸漬される。水晶振動子は、液体現像剤中の溶解した樹脂成分の濃度に応じた振動周波数を発振する。濃度算出部は、該振動周波数から、液体現像剤中の前記溶解樹脂成分の濃度を算出する。センサー部を液体現像剤中に浸漬させる際、センサー部の上方に位置する液体現像剤の液高さによって、水晶振動子が発振する振動周波数が、変動することがある。このような場合であっても、上記の構成によれば、液体現像剤に浸漬され、センサー部の上方を覆い、かつ、センサー部との深さ方向の距離が一定に保持された規制部材が配設される。このため、センサー部の上方に位置する液体現像剤の高さが一定に保たれる。この結果、液体現像剤中の溶解樹脂成分の濃度が、精度良く測定される。
【００１５】
また、本構成によれば、発振回路はハウジングに収容され、液体現像剤が発振回路に付着することが防止される。また、センサー部が、ハウジングの底部から下方に突出するように配置される。このため、ハウジングの底部が、規制部材としての機能を有する。したがって、ハウジングの簡易な構成によって、液体現像剤中の溶解樹脂成分の濃度が、精度良く測定される。また、ハウジングの底部を介して、発振回路を、可及的に、センサー部に近接させることができる。この結果、センサー部と発振回路との間に、電気的なノイズが介在することが抑止される。
【００１６】
上記の構成において、前記貯留容器内の前記液体現像剤の液温を検出する液温検出手段を更に備え、前記濃度算出部は、前記液体検出手段が検出する前記液体現像剤の液温に応じて、前記振動周波数または、前記振動周波数から算出される前記溶解樹脂成分の濃度を補正することが好ましい。
【００１７】
本構成によれば、溶解した樹脂成分を含む液体現像剤の液温が変化し、該液体現像剤の粘度が変化した場合であっても、水晶振動子の振動周波数のうち、液温による変動分を補正することが可能となる。この結果、液体現像剤の液温の影響を受けずに、液体現像剤中の溶解樹脂成分の濃度が、精度良く検出される。
【００１８】
上記の構成において、前記センサー部は、前記水晶振動子を両側から挟むように配設され、前記水晶振動子に電圧を印加する第１電極および第２電極と、前記第１電極または前記第２電極の一方を、前記液体現像剤から保護する表面規制部材と、を有することが好ましい。
【００１９】
本構成によれば、センサー部は、水晶振動子を両側から挟むように配設され、水晶振動子に電圧を印加する第１電極および第２電極を有する。また、センサー部は、第１電極または第２電極の一方を、液体現像剤から保護する表面規制部材を有する。このため、第１電極から液体現像剤を介して、第２電極に電流が流れることが抑止され、水晶振動子を含む回路がショートすることが防止される。特に、液体現像剤ＬＤのキャリア液中に水分が含まれる場合に、本効果が発揮される。
【００２０】
上記の構成において、前記ハウジングに配設され、前記ハウジングの外部と前記ハウジングの内部空間とを電気的に遮断するシールド部材を有することが好ましい。
【００２１】
本構成によれば、ハウジングに収容される発振回路が、周囲から電気的なノイズを受けることが抑止される。
【００２２】
上記の構成において、前記ハウジングの底部は、水平に配設される円形の平板からなり、該底部の中心部の直下に、前記センサー部が配設されることが好ましい。
【００２３】
本構成によれば、ハウジングの底部は、水平に配設される円形の平板からなる。また、センサー部は、ハウジングの底部の中心部の直下に、配設される。このため、センサー部が液体現像剤中に浸漬される深さを、可及的に浅くすることが可能となる。また、センサー部が、ハウジングの底部の中心部に対応して配置されることにより、センサー部の周辺の液体現像剤の液高さを安定して維持することが可能となる。
【００２４】
上記の構成において、前記底部は、平板からなり、水平方向に対して傾斜して配設されることが好ましい。
【００２５】
本構成によれば、規制部材として、液体現像剤の中でセンサー部の上方を覆い、かつ、センサー部との深さ方向の距離が一定に保持されたハウジングの底部は、水平方向に対して傾斜して配設される。このため、液体現像剤中に気泡が発生することがあっても、該気泡はハウジングの底部に滞留することなく、斜面に沿って逃がされる。したがって、該気泡が水晶振動子の発振に影響を与えることが抑止される。
【００２６】
また、本発明の他の局面に係る画像形成装置は、トナー像が形成される像担持体と、前記トナーを含有するとともに、樹脂成分が溶解される液体現像剤を貯留し、前記像担持体に前記トナーを供給する現像装置と、前記液体現像剤における前記トナーおよび前記樹脂成分の濃度を調整する現像剤調整部と、前記液体現像剤中の前記樹脂成分の濃度を検出する、請求項１乃至６の何れか１項に記載の濃度検出装置と、を有することを特徴とする。
【００２７】
本構成によれば、濃度検出装置において、センサー部の上方に位置する液体現像剤の高さが一定に保たれる。このため、液体現像剤中の溶解樹脂成分の濃度が、精度良く検出される。この結果、濃度調整部において、液体現像剤中の溶解樹脂成分の濃度が好適に調整され、安定した画像形成を実行することが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、液体現像剤中に溶解した樹脂成分の濃度を精度良く測定することが可能な濃度検出装置、およびこれを備えた画像形成装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態に係る濃度検出装置の断面図およびブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る濃度検出装置の一部の断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るＱＣＭセンサーの（ａ）平面図および（ｂ）側面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る濃度検出装置の溶解樹脂濃度と出力周波数の関係を示した図である。
【図５】本発明の実施形態に係る濃度検出装置の出力周波数の推移を示した図である。
【図６】本発明の実施形態に係る液体現像剤の液温と粘度の関係を示した図である。
【図７】本発明の実施形態に係る濃度検出装置における液体現像剤の液温と出力周波数の関係を示した図である。
【図８】本発明の実施形態に係る濃度検出装置が備える発振回路の温度依存性を示した図である。
【図９】本発明の実施形態に係るカラープリンタの全体概略断面図である。
【図１０】液体現像剤循環装置の部分を除いた、前記カラープリンタの概略断面図である。
【図１１】画像形成部の一つを拡大して示す断面図である。
【図１２】液体現像剤循環装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る濃度検出装置の断面図と電気的なブロック図を組み合わせた図である。図２は、前記濃度検出装置のＱＣＭ（Quarts Crystal Microbalance）センサーの断面図である。また、図３は、前記ＱＣＭセンサーの（ａ）平面図および（ｂ）側面図である。
【００３１】
図１を参照して、溶解樹脂濃度検出装置２８０（濃度検出装置）は、検出装置本体２８０Ａと、電源６９３と、測定部２８０Ｂとを備える。
【００３２】
検出装置本体２８０Ａは、液体現像剤ＬＤ中に溶解された樹脂成分の濃度（以後、溶解樹脂濃度ＣＲ）を測定する装置本体部である。検出装置本体２８０Ａは、ＱＣＭセンサー６０と、回路ユニット６４と、ハウジング６５と、濃度検出槽６９１と、液温センサー６９２とを備える。
【００３３】
ＱＣＭセンサー６０は、内部に水晶振動子６１１（図３）を備え、液体現像剤ＬＤの溶解樹脂濃度ＣＲに応じた振動周波数を発振する。ＱＣＭセンサー６０は、測定対象となる液体現像剤ＬＤ中に浸漬される。ＱＣＭセンサー６０は、センサー電極６１と、台座部６２とを備える。センサー電極６１は、内部に水晶振動子６１１を備え、正面視で、円板形状からなる。また、台座部６２は、センサー電極６１の上方で、液体現像剤ＬＤ中に浸漬される。台座部６２は、平面視で円板形状からなり、貫通された２つの孔部を備える（不図示）。台座部６２は、センサー電極６１と回路ユニット６４との間に配設される第１リード部６３ａおよび第２リード部６３ｂを、該孔部を通じて固定する機能を備える。ＱＣＭセンサー６０は、後記のハウジング６５の底面部６５１の下方で、該ハウジング６５から突出するように配設される。
【００３４】
図３を参照して、ＱＣＭセンサー６０のセンサー電極６１は、側面視で３層構造からなり、水晶振動子６１１と、第１電極部６１２と、第２電極部６１３と、を備える。第１電極部６１２および第２電極部６１３は、水晶振動子６１１を両側から挟むように配設される。水晶振動子６１１を回路の一部とした閉回路が形成されることによって、水晶振動子６１１の両側に所定の電圧が印加される。そして、周囲の液体現像剤ＬＤ中の溶解樹脂濃度ＣＲに応じて、該水晶振動子６１１が異なる振動周波数で発振する。なお、液体現像剤ＬＤ中の溶解樹脂濃度ＣＲと該振動周波数との関係については、後記で詳述する。
【００３５】
水晶振動子６１１を挟む第１電極部６１２および第２電極部６１３の一方には、その表面に片面規制部材６１２Ａ（表面規制部材）が配設される。本実施形態では、片面規制部材６１２Ａは、第１電極６１２の表面に配設される。片面規制部材６１２Ａは、第１電極６１２の表面を覆うように配設され、耐油性絶縁シールやコーティングなどによって形成される。これにより、第２電極部６１３の表面だけに、液体現像剤ＬＤが付着し、第１電極６１２の表面が、液体現像剤ＬＤから保護される。この結果、液体現像剤ＬＤを介して、第１電極部６１２と第２電極部６１３との間に電流が流れ、回路がショートすることが防止される。
【００３６】
回路ユニット６４は、ＱＣＭセンサー６０の上方に配置され、内部にインターフェース回路を含む発振回路６４１を備える。発振回路６４１は、外部からの電気的なノイズの影響を受けないようにするために、可及的に小さな配線基板上に配設される。また、回路ユニット６４は、コネクタ６４２を備える。回路ユニット６４は、第１リード部６３ａおよび第２リード部６３ｂ（図２）によって、ＱＣＭセンサー６０と電気的に接続される。また、回路ユニット６４は、第１配線部６９４によって、電源６９３に電気的に接続される。更に、回路ユニット６４は、第２配線部６９５によって、後記の周波数計６９６と電気的に接続される。回路ユニット６４内の発振回路６４１は、水晶振動子６１１を発振させるための回路である。本実施形態では、発振回路６４１には、マルチバイブレータ発振回路が採用される。回路ユニット６４には、第１配線部６９４を介して、電源６９３から所定の駆動電圧が供給される。また、回路ユニット６４は、ＱＣＭセンサー６０の水晶振動子６１１の振動周波数を、クロック信号として、第２配線部６９５を介して、測定部２８０Ｂの周波数計６９６に出力する。
【００３７】
ハウジング６５は、略円筒形状の筐体であり、内部に回路ユニット６４を収容する。ハウジング６５は、水平に配置された円形の平板からなる底面部６５１を備える。ハウジング６５の底面部６５１の中心部には、円形状の開口部（不図示）が形成される。ＱＣＭセンサー６０が、ハウジング６５の内部空間を介して、該開口部に挿通される。これにより、ＱＣＭセンサー６０が、ハウジング６５の外部に配設されるとともに、回路ユニット６４がハウジング６５の内部に収容される。そして、ＱＣＭセンサー６０は、ハウジング６５の底面部６５１の中心部の直下に配設される。前記開口部には、ハウジング６５内への液体現像剤ＬＤの進入を防ぐために、不図示のシール部材が配設される。また、ハウジング６５の内壁には、回路ユニット６４を周囲の電気的ノイズから保護するためのシールド６６が配設される。ハウジング６５が内部に回路ユニット６４を収容した状態で、ハウジング６５の底面部６５１は、液体現像剤ＬＤ中に浸漬される。これにより、ＱＣＭセンサー６０が、液体現像剤ＬＤ内に浸漬されても、可及的に、回路ユニット６４をＱＣＭセンサー６０に近接して配設することが可能となる。この結果、第１リード部６３ａおよび第２リード部６３ｂの長さを短くすることができ、ＱＣＭセンサー６０と回路ユニット６４内の発振回路６４１との間に、電気的なノイズがもたらされることが抑止される。
【００３８】
濃度検出槽６９１は、内部に測定対象となる液体現像剤ＬＤを貯留する。濃度検出槽６９１内に貯留された液体現像剤ＬＤの中に、ＱＣＭセンサー６０が浸漬される。
【００３９】
液温センサー６９２は、濃度検出槽６９１に貯留された液体現像剤ＬＤの液温を測定する。液温センサー６９２には、熱電対、白金測温抵抗体など、各種の温度測定手段が採用される。液温センサー６９２によって測定された液体現像剤ＬＤの液温Ｔは、測定部２８０Ｂ内の濃度算出部６９８によって、溶解樹脂濃度ＣＲの算出に使用される。
【００４０】
電源６９３は、ＱＣＭセンサー６０に対して、所定の駆動電圧を供給する。電源６９３は、不図示の安定化電源回路を備える。
【００４１】
測定部２８０Ｂは、ＱＣＭセンサー６０から発振された振動周波数に基づいて、液体現像剤ＬＤ中の溶解樹脂濃度ＣＲを求める。測定部２８０Ｂは、周波数計６９６と、記憶部６９７と、濃度算出部６９８とを備える。測定部２８０Ｂは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成されている。測定部２８０Ｂは、前記ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、周波数計６９６、記憶部６９７および濃度算出部６９８を備えるように機能する。
【００４２】
周波数計６９６は、水晶振動子６１１の振動に応じて回路ユニット６４が出力するクロック信号からノイズをカットし、水晶振動子６１１の出力周波数Ｆを算出する。出力周波数Ｆは、濃度算出部６９８によって、溶解樹脂濃度ＣＲの算出に使用される。なお、周波数計６９６の代わりに各種の演算器が使用されてもよい。最終的に、溶解樹脂濃度ＣＲが、ＰＰＭオーダーで算出されるように、回路ユニット６４から出力されたクロック信号に基づいて、ＱＣＭセンサー６０の発振周波数が解析されればよい。
【００４３】
記憶部６９７は、濃度算出部６９８による溶解樹脂濃度ＣＲの算出のための各種記憶情報を格納する。記憶部６９７は、後記の温度補正値Ｖｔおよび濃度換算値Ｖｄを格納する。
【００４４】
濃度算出部６９８は、周波数計６９６から算出された出力周波数Ｆおよび、記憶部６９７に格納された温度補正値Ｖｔ、濃度換算値Ｖｄ、および液温センサー６９２によって測定された液温Ｔを用いて、溶解樹脂濃度ＣＲを算出する。
【００４５】
＜溶解樹脂濃度ＣＲの検出について＞
本実施形態では、溶解樹脂濃度検出装置２８０の測定対象として、液体現像剤ＬＤが使用される。液体現像剤ＬＤは、電気絶縁性のキャリア液Ｃと、キャリア液Ｃ中に分散された着色粒子Ｐと、を含む。更に、液体現像剤ＬＤは、樹脂材料Ｒを含有する。画像形成装置に使用される上で、該液体現像剤ＬＤ中の着色粒子Ｐの濃度および樹脂材料Ｒの濃度が管理される。なお、本実施形態において使用される液体現像剤ＬＤの成分については、後記で詳述する。
【００４６】
液体現像剤ＬＤ中の着色粒子Ｐは、キャリア液Ｃに溶解されない。このため、着色粒子Ｐの濃度は、キャリア液Ｃ中に分散される固形分濃度Ｄｓとして測定される。固形分濃度Ｄｓは、液体の比重に基づいた公知の濃度測定技術、または、その改良測定技術によって、測定される。一方、液体現像剤ＬＤ中の樹脂材料Ｒは、キャリア液Ｃに溶解される。したがって、液体現像剤ＬＤ中の樹脂材料Ｒの濃度は、溶解樹脂濃度ＣＲとして測定される。キャリア液Ｃの比重と、溶解された樹脂材料Ｒの比重とは、近似している。このため、液体現像剤ＬＤ中の溶解樹脂濃度ＣＲが変化しても、液体現像剤ＬＤの全体の比重は、変化しにくい。したがって、上記のような、液体の比重に基づいた濃度測定技術を、液体現像剤ＬＤ中の溶解樹脂濃度ＣＲの測定に採用することが、困難となる。
【００４７】
また、樹脂材料Ｒが溶解した液体現像剤ＬＤは、無色または白薄色であり、無極性である。更に、樹脂材料Ｒが溶解した液体現像剤ＬＤは、高粘度という特徴を備える。このため、液体現像剤ＬＤ中に回転体を浸漬させ、液体現像剤ＬＤの粘度の変化に応じて、回転体のトルクが変化することを利用し、液体現像剤ＬＤ中の溶解樹脂濃度ＣＲを測定する技術が考えられる。しかしながら、溶解樹脂濃度ＣＲに応じて、液体現像剤ＬＤの粘度は大きく変動する。
【００４８】
表１は、液体現像剤ＬＤの溶解樹脂濃度ＣＲを予め変化させた場合の、各溶解樹脂濃度ＣＲに応じた液体現像剤ＬＤの粘度を示している。このように、液体現像剤ＬＤは、溶解樹脂濃度ＣＲに応じて、粘度が大きく変化する。なお、液体現像剤ＬＤの粘度測定には、「ＪＩＳ−Ｚ８８０３液体の粘度−測定方法」に基づいた回転粘度計を使用した。
【００４９】
【表１】
0005656890.tif 000002
【００５０】
このような液体現像剤ＬＤの粘度の変化があるため、粘度が高い（トルクが大きい）濃度領域では、所望する精度で濃度が検出されたとしても、粘度が低い（トルクが小さい）濃度領域では、所望する精度で濃度が検出されない。また、粘度が極めて高い（トルクが極めて大きい）領域では、回転体の回転数が著しく低下し、濃度検出の精度が落ちてしまう。更に、回転体のトルクが上昇しすぎると、回転体の回転が停止し、濃度検出が困難となる。
【００５１】
本実施形態に係る溶解樹脂濃度検出装置２８０では、回転体が回転する濃度検出装置のように、液体現像剤ＬＤに対して、機械的な作用を施すことがないため、液体現像剤ＬＤの粘度の変化に対応することが可能となる。そして、以下に示すとおり、本実施形態に係る溶解樹脂濃度検出装置２８０は、該液体現像剤ＬＤの粘度の変化を利用する点にも特徴を有する。以下に、本実施形態に係る溶解樹脂濃度検出装置２８０による溶解樹脂濃度ＣＲの測定について詳述する。
【００５２】
図４は、本実施形態に係る溶解樹脂濃度検出装置２８０の溶解樹脂濃度ＣＲおよび周波数計６９６の出力周波数Ｆの関係を示した図である。図５は、溶解樹脂濃度検出装置２８０における周波数計６９６の出力周波数Ｆと、ＱＣＭセンサー６０の浸漬深さＤ３との関係を示した図である。また、図６は、液体現像剤ＬＤの液温Ｔと、液体現像剤ＬＤの粘度ηとの関係を示した図である。図７は、溶解樹脂濃度検出装置２８０における液体現像剤ＬＤの液温Ｔと、周波数計６９６の出力周波数Ｆとの関係を示した図である。更に、図８は、溶解樹脂濃度検出装置２８０が備える発振回路６４１の温度依存性を示した図である。
【００５３】
図４は、検出装置本体２８０Ａの各種条件を一定にし、液体現像剤ＬＤの溶解樹脂濃度ＣＲを予め変化させた場合において、周波数計６９６が検出する出力周波数Ｆを示している。このように、液体現像剤ＬＤの溶解樹脂濃度ＣＲに応じて、ＱＣＭセンサー６０内の水晶振動子６１１の出力周波数Ｆが変化することがわかる。これは、前述のように、液体現像剤ＬＤの粘度が、溶解樹脂濃度ＣＲによって変化することに起因している。そして、溶解樹脂濃度ＣＲと出力周波数Ｆとの間に一定の相関関係が存在する。したがって、水晶振動子６１１の出力周波数Ｆを利用して、液体現像剤ＬＤ中の溶解樹脂濃度ＣＲを検出することが可能となる。
【００５４】
一方、水晶振動子６１１の出力周波数Ｆは、液体現像剤ＬＤに浸漬される水晶振動子６１１の深さに影響されることを本発明者は知見した。図５は、所定の溶解樹脂濃度ＣＲの液体現像剤ＬＤにおいて、ＱＣＭセンサー６０のセンサー電極６１の深さＤ３（図５ではｄ）を変化させた場合の出力周波数Ｆの様子を示している。なお、センサー電極６１の深さＤ３は、図２に示されている。図５によれば、同じ溶解樹脂濃度ＣＲであっても、センサー電極６１が浸漬される深さＤ３に応じて、水晶振動子６１１の出力周波数Ｆが変化することがわかる。該出力周波数Ｆの変化には、センサー電極６１の上方を覆う液体現像剤ＬＤの液高さが影響している。センサー電極６１よりも上方の液高さが増大すれば、水晶振動子６１１の振動エネルギーが多く必要となるためである。
【００５５】
更に、図６は、所定の溶解樹脂濃度ＣＲを供えた液体現像剤ＬＤの液温Ｔを、不図示のヒーターまたは冷却装置によって、変化させた場合の粘度ηの変化を表している。このように、液体現像剤ＬＤの液温Ｔが変化すると、キャリア液Ｃ中の樹脂材料Ｒの流動性が変化し、液体現像剤ＬＤの粘度ηが変化する。そして、図７に示すように、この液体現像剤ＬＤの粘度ηの影響を受け、同一の溶解樹脂濃度ＣＲの液体現像剤ＬＤであっても、液温Ｔが変化すると水晶振動子６１１の出力周波数Ｆが変化してしまう。なお、該出力周波数Ｆの変化には、回路ユニット６４内の発振回路６４１の温度依存性が含まれている可能性があった。しかしながら、図８に示すように、発振回路６４１自体の温度を変化させても、周波数計６９６が検出する出力周波数Ｆは、ほとんど変化しないことがわかった。したがって、上記の液温Ｔの変化に伴う出力周波数Ｆの変化は、液体現像剤ＬＤの粘度ηの変化によるものであることがわかる。
【００５６】
液体現像剤ＬＤにおける溶解樹脂濃度ＣＲを、水晶振動子６１１の振動作用を用いて測定する場合の上記の問題を踏まえ、本実施形態では、ＱＣＭセンサー６０の支持構造および濃度算出部６９８の濃度算出方法に特徴を備える。
【００５７】
前述のとおり、ＱＣＭセンサー６０は、濃度検出槽６９１内の液体現像剤ＬＤ内に浸漬される（図１）。この際、ＱＣＭセンサー６０の直上には、ハウジング６５の底面部６５１が配置される。そして、ＱＣＭセンサー６０の台座部６２が、底面部６５１に当接するように配設される。すなわち、底面部６５１は、液体現像剤ＬＤの中で、ＱＣＭセンサー６０の上方を覆い、かつ、ＱＣＭセンサー６０との深さ方向の距離が一定に保持される。これにより、ＱＣＭセンサー６０のセンサー電極６１と底面部６５１との鉛直方向における距離Ｄ１が常に一定に保持される。このため、ＱＣＭセンサー６０の上方を覆う液体現像剤ＬＤの液高さが常に一定に保持される。この結果、センサー電極６１の浸漬深さによる出力周波数Ｆの変動を抑止することが可能となる。なお、ＱＣＭセンサー６０の上方に存在する液体現像剤の影響を更に回避するためには、図１において、浸漬されるＱＣＭセンサー６０の底面部６５１に対する深さＤ１は、６ｍｍ以上であることが好ましい。また、ＱＣＭセンサー６０を覆う底面部６５１の面積については、底面部６５１の直径が３４ｍｍ以上であることが好ましい。これにより、ＱＣＭセンサー６０の上方が、底面部６５１によって十分覆われる。
【００５８】
濃度算出部６９８は、周波数計６９６が検出する出力周波数Ｆを、溶解樹脂濃度ＣＲに換算する。この際、濃度算出部６９８は、液体現像剤ＬＤの液温によってもたらされる溶解樹脂濃度ＣＲの変動量を補正する。まず、液温センサー６９２によって検出された液体現像剤ＬＤの液温Ｔが、記憶部６９７に格納される。一方、記憶部６９７には、予め、温度補正値Ｖｔが格納されている。温度補正値Ｖｔは、図７に基づいて算出された補正値であり、液温Ｔにおける出力周波数Ｆを、基準液温２５度における換算周波数ＦＣに換算するために使用される。濃度算出部６９８は、検出された液温Ｔおよび出力周波数Ｆから、換算周波数ＦＣを導出する。
【００５９】
また、記憶部６９７には、予め、濃度換算値Ｖｄが格納されている。濃度換算値Ｖｄは、図４の検量線に基づいて、換算周波数ＦＣ（図４における出力周波数Ｆ）を溶解樹脂濃度ＣＲに換算するために使用される。このため、本実施形態では、濃度換算値Ｖｄは、所定の周波数毎に格納されている。濃度算出部６９８は、該濃度換算値Ｖｄに基づいて、上記の換算周波数ＦＣから、液体現像剤ＬＤの溶解樹脂濃度ＣＲを導出する。
【００６０】
このように、本実施形態では、液体現像剤ＬＤ中に浸漬されるＱＣＭセンサー６０の浸漬深さＤ３（Ｄ１）の影響や、液体現像剤ＬＤの液温Ｔの影響を補正した上で、液体現像剤ＬＤの溶解樹脂濃度ＣＲを検出することが可能となる。
【００６１】
＜画像形成装置としての実施形態＞
次に、上記の実施形態に係る溶解樹脂濃度検出装置２８０が組み込まれた画像形成装置について説明する。図９は、溶解樹脂濃度検出装置２８０が組み込まれたカラープリンタ１（画像形成装置）の概略構成図、図１０は、液体現像剤循環装置の部分を除いたカラープリンタ１の概略断面図、図１１は、画像形成部の一つを拡大して示す断面図である。なお、図９乃至図１１に示される画像形成装置はカラープリンタであるが、コピー機、ファクシミリ装置、これらの機能を含む複合機（ＭＦＰ）や、シート上に画像を形成することができる他の装置とすることもできる。
【００６２】
図９に示される如く、カラープリンタ１は、画像形成のための様々なユニットや部品が収納される上側本体部１Ａと、この上側本体部１Ａの下部に配置され、各色用の液体現像剤循環装置ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢが収納される下側本体部１Ｂとから構成されている。ここでは、上側本体部１Ａと下側本体部１Ｂとを結ぶ配管類は図示を省略している。
【００６３】
図１０に示すように、上側本体部１Ａには、画像データに基づいてトナー画像を形成するタンデム式の画像形成部２と、用紙を収容する用紙収納部３と、画像形成部２で形成されたトナー画像を用紙上に転写する二次転写部４と、転写されたトナー画像を用紙上に定着させる定着部５と、定着の完了した用紙を排紙する排出部６と、用紙収納部３から排出部６まで用紙を搬送する用紙搬送部７とが含まれている。
【００６４】
画像形成部２は、中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１のクリーニング部２２と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色にそれぞれ対応した画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、及びＦＢとを備える。
【００６５】
中間転写ベルト２１は、導電性を有し、使用可能な用紙搬送方向に直角な方向の長さが最大の用紙より幅広であって、無端状、すなわちループ状のベルト状部材であり、図９、図１０において時計回りに循環駆動される。中間転写ベルト２１の循環駆動において外側を向く面を以下、表面と称し、他方の面を裏面と称する。
【００６６】
画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、及びＦＢは、中間転写ベルト２１の近傍であって、中間転写ベルト２１のクリーニング部２２と二次転写部４との間に、それぞれ平行に配置される。なお、各画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、ＦＢの配置の順番はこの限りではないが、各色の混色がもたらす完成画像への影響を配慮すると、この配置の順番が好ましい。
【００６７】
画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、及びＦＢは、感光体ドラム１０と、帯電器１１と、ＬＥＤ露光装置１２と、現像装置１４と、一次転写ローラー２０と、クリーニング装置２６と、除電装置１３と、キャリア液除去ローラー３０とを備える。なお、画像形成ユニットのうち、最も二次転写部４に近い位置に位置する画像形成ユニットＦＢには、キャリア液除去ローラー３０が設けられていないが、その他の構成は同一である。
【００６８】
また、各画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、ＦＢに対応して、それぞれ液体現像剤循環装置ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢが設けられ、各色の液体現像剤ＬＤの供給、並びに回収が行われる。液体現像剤循環装置ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢについては後に詳述する。
【００６９】
感光体ドラム１０は、円柱状の部材であって、その表面に帯電（本実施形態ではプラス極性に帯電）したトナーを含むトナー像を担持する。感光体ドラム１０は、図９、図１０において反時計回りに回転される。帯電器１１は、感光体ドラム１０の表面を一様に帯電させる。ＬＥＤ露光装置１２は、ＬＥＤ等の光源を有し、外部の機器から入力される画像データに応じて、一様に帯電した感光体ドラム１０の表面に光を照射する。これにより、感光体ドラム１０の表面には、静電潜像が形成される。
【００７０】
現像装置１４は、トナー及び液体のキャリアを含む液体現像剤ＬＤを、感光体ドラム１０表面の静電潜像に対向するように保持することで、静電潜像にトナーを付着させる。これにより、静電潜像はトナー像として現像される。
【００７１】
図１１を参照して、現像装置１４は、現像容器１４０、現像ローラー１４１、供給ローラー１４２、支持ローラー１４３、供給ローラーブレード１４４、現像クリーニングブレード１４５、現像剤回収装置１４６及び現像ローラー帯電器１４７を含む。
【００７２】
現像容器１４０は、内部にトナー粒子と液体のキャリアとからなる液体現像剤ＬＤの供給を受ける。この液体現像剤ＬＤは、トナーとキャリアとの濃度調整が予め行われた状態で、供給ノズル２７８から現像容器１４０内へ供給される。液体現像剤ＬＤは、供給ローラー１４２と支持ローラー１４３とのニップ部へ向けて供給され、その余剰分は支持ローラー１４３の下方へ落下し、現像容器１４０の底部において貯留される。貯留された液体現像剤ＬＤは、パイプ８２を通して液体現像剤循環装置で回収される（図１２参照）。
【００７３】
支持ローラー１４３は現像容器１４０の略中央に配置され、下方から供給ローラー１４２に当接されてニップ部を形成する。供給ローラー１４２は、支持ローラー１４３の直上ではなく、供給ノズル２７８から離れる方向の斜め上に配置される。供給ローラー１４２の周面には、液体現像剤ＬＤを保持するための溝が設けられている。図１１に点線矢印で示すように、支持ローラー１４３は反時計方向に、供給ローラー１４２は時計方向に回転する。
【００７４】
供給ノズル２７８から供給される液体現像剤ＬＤは、前記ニップ部の回転方向上流側で一時的に滞留される。液体現像剤ＬＤは、両ローラー１４２、１４３の回転に伴って、供給ローラー１４２の前記溝に保持された状態で上方へ運ばれる。供給ローラーブレード１４４は、供給ローラー１４２の周面に圧接され、供給ローラー１４２に保持される液体現像剤ＬＤの量が所定量になるように。液体現像剤ＬＤを規制する。供給ローラーブレード１４４により掻き落とされた余剰の液体現像剤ＬＤは、現像容器１４０の底部で受け取られる。
【００７５】
現像ローラー１４１は、現像容器１４０の上部開口部に、供給ローラー１４２と接するように配置されている。現像ローラー１４１は供給ローラー１４２と同方向に回転される（現像ローラー１４１と供給ローラー１４２とが当接するニップ部では、現像ローラー１４１の表面は供給ローラー１４２の表面と逆方向に移動する）。現像ローラー１４１の周面に、供給ローラー１４２の周面に保持された液体現像剤ＬＤが受け渡される。供給ローラー１４２の液体現像剤の層厚が所定値に規制されているため、現像ローラー１４１の表面に形成される液体現像剤層の層厚も所定値に保たれる。
【００７６】
現像ローラー帯電器１４７は、トナーの帯電極性と同極性の帯電電位を、現像ローラー１４１の表面上に与える。このため、現像ローラー１４１に担持された現像剤層中のトナーが、現像ローラー１４１の表面側に移動され、現像効率が向上する。現像ローラー帯電器１４７は、現像ローラー１４１のうち、供給ローラー１４２との接触部よりも回転方向下流側であって、感光体ドラム１０との接触部よりも上流側において、現像ローラー１４１の周面に対向するように配設される。
【００７７】
現像ローラー１４１は、感光体ドラム１０に当接する。感光体ドラム１０の表面の静電潜像の電位と現像ローラー１４１に印加される現像バイアスとの電位差によって、画像データに応じたトナー像が、感光体ドラム１０表面に形成される。
【００７８】
現像クリーニングブレード１４５は、現像ローラー１４１の感光体ドラム１０との当接部よりも回転方向下流側に接触するように配置され、感光体ドラム１０への現像動作を終えた現像ローラー１４１の表面の液体現像剤ＬＤを除去する。
【００７９】
現像剤回収装置１４６は、現像クリーニングブレード１４５で除去された液体現像剤を回収して、液体現像剤循環装置のパイプ８１へ該液体現像剤ＬＤを送り出す。液体現像剤ＬＤは現像クリーニングブレード１４５の表面に沿って流下するが、液体現像剤ＬＤの粘度が高いため、現像剤回収装置１４６には液体現像剤ＬＤの送り出しを補助する送り出しローラー（不図示）が備えられている。
【００８０】
一次転写ローラー２０は、中間転写ベルト２１の裏面に、感光体ドラム１０と対向して配置されている。一次転写ローラー２０には、図示しない電源からトナー像中のトナーとは逆極性（本実施形態ではマイナス）の電圧が印加される。一次転写ローラー２０は、中間転写ベルト２１と接触している位置で、中間転写ベルト２１にトナーと逆極性の電圧を印加する。中間転写ベルト２１は導電性を有するので、この印加電圧によって、中間転写ベルト２１の表面側及びその周辺にトナーが引き付けられる。中間転写ベルト２１は、トナー像を担持して、シートまで搬送する像担持体として機能する。
【００８１】
クリーニング装置２６は、感光体ドラム１０から中間転写ベルト２１に転写されずに残留した液体現像剤ＬＤをクリーニングする。クリーニング装置２６は、残留現像剤搬送スクリュー２６１と、クリーニングブレード２６２とを備えている。残留現像剤搬送スクリュー２６１は、クリーニングブレード２６２によって掻き取られ、クリーニング装置２６内に収納された残留現像剤をクリーニング装置の外部に搬送するための部材であって、クリーニング装置２６内に配置されている。
【００８２】
クリーニングブレード２６２は、感光体ドラム１０の表面に残留した液体現像剤ＬＤを掻き取るための部材であって、感光体ドラム１０の回転軸方向に延びる板状の部材である。クリーニングブレード２６２は、その端部が感光体ドラム１０の表面に摺接しており、感光体ドラム１０の回転に伴って感光体ドラム１０上に残留した液体現像剤ＬＤを掻き取る。
【００８３】
除電装置１３は、除電用の光源を有し、次の周回における画像形成に備えて、クリーニングブレード２６２による液体現像剤ＬＤの除去後、感光体ドラム１０の表面を光源からの光によって除電する。
【００８４】
キャリア液除去ローラー３０は、感光体ドラム１０の回転軸と平行な回転軸を中心として、感光体ドラム１０と同方向に回転可能な略円柱状の部材である。キャリア液除去ローラー３０は、感光体ドラム１０と中間転写ベルト２１とが接触する位置よりも、二次転写部４が配置されている側に配置されており、中間転写ベルト２１の表面からキャリア液を除去する。
【００８５】
図１０に戻って、用紙収納部３は、トナー像を定着させる用紙を収納する部分であって、上側本体部１Ａの下部に配置されている。また、用紙収納部３は、用紙を収納する給紙カセットを有している。
【００８６】
二次転写部４は、中間転写ベルト２１上に形成されたトナー像を用紙に転写する。二次転写部４は、中間転写ベルト２１を支持する支持ローラー４１と、支持ローラーに対向して配置された二次転写ローラー４２とを有している。
【００８７】
定着部５は、用紙にトナー像を定着させる。定着部５は、二次転写部４の上側に配置されている。また、定着部５は、加熱ローラー５１と、加熱ローラー５１に対向して配置された加圧ローラー５２とを有している。
【００８８】
排出部６は、定着部５でトナー像が定着された用紙が排出される。排出部６は、カラープリンタ１の上部に配置されている。用紙搬送部７は、複数の搬送ローラー対を備え、用紙収納部３から二次転写部４や定着部５、排出部６に用紙を搬送する。
【００８９】
図１２は、一つの液体現像剤循環装置ＬＹの全体の概略を示すブロック図である。他の液体現像剤循環装置ＬＭ、ＬＣ、ＬＢも同じ構成である。この液体現像剤循環装置ＬＹは、感光体ドラム１０へ液体現像剤ＬＤを供給した後に現像クリーニングブレード１４５によって現像ローラー１４１の表面から掻き取られた残留現像剤（トナーとキャリア液との混合物）を循環させ再利用するための装置である。
【００９０】
液体現像剤循環装置ＬＹは、残留現像剤タンク２７１、現像剤収容容器２７２、固形分濃度検出装置２７３、キャリアタンク２７４、トナータンク２７５、ワニスタンク２７９、攪拌装置２７６、現像剤リザーブタンク２７７、液体現像剤供給装置２７８、溶解樹脂濃度検出装置２８０、液体現像剤分離装置２８、複数のポンプＰ１〜Ｐ１５及び制御部５５０を備えている。
【００９１】
残留現像剤タンク２７１は、現像装置１４に第１パイプ８１及び第２パイプ８２を介して接続され、現像装置１４側から回収された液体現像剤ＬＤを収容可能なタンクである。第１パイプ８１及び第２パイプ８２の途中には、それぞれ第１ポンプＰ１及び第５ポンプＰ５が取り付けられている。
【００９２】
感光体ドラム１０へトナーを供給した後に、現像クリーニングブレード１４５によって現像ローラー１４１の表面から掻き取られた液体現像剤は、第１ポンプＰ１の駆動により第１パイプ８１を通して残留現像剤タンク２７１に送られる。また、現像容器１４０内において、供給ローラー１４２から現像ローラー１４１へ供給されずに、現像容器１４０にて貯留された液体現像剤ＬＤは、第５ポンプＰ５の駆動により第２パイプ８２を通して、残留現像剤タンク２７１に送られる。
【００９３】
現像剤収容容器２７２は、残留現像剤タンク２７１と接続されている。現像剤収容容器２７２は、残留現像剤に、現像装置１４で用いられる現像剤よりもトナー濃度が高い現像剤、あるいはキャリア液を加えることで、トナー濃度を適正範囲に調整する。このトナー濃度が調整された液体現像剤ＬＤは、現像装置１４に補給される。現像剤収容容器２７２は、第３パイプ８３を介して、残留現像剤タンク２７１と接続されている。また、この第３パイプ８３には、第２ポンプＰ２が取り付けられている。残留現像剤タンク２７１内の液体現像剤ＬＤは、第２ポンプＰ２の駆動により、第３パイプ８３を通して現像剤収容容器２７２に送られる。
【００９４】
固形分濃度検出装置２７３は、現像剤収容容器２７２内の液体現像剤ＬＤのトナーの濃度を検出する。固形分濃度検出装置２７３は、現像剤収容容器２７２に接続されている環状の第４パイプ８４に、接続されている。この環状の第４パイプ８４には、第４ポンプＰ４が取り付けられている。現像剤収容容器２７２内の液体現像剤ＬＤは、第４ポンプＰ４の駆動により、第４パイプ８４の入口端から固形分濃度検出装置２７３へ導かれ、その後、第４パイプ８４の出口端から現像剤収容容器２７２に戻される。
【００９５】
溶解樹脂濃度検出装置２８０は、現像剤収容容器２７２内の液体現像剤ＬＤ中の溶解樹脂濃度ＣＲを検出する。現像剤収容容器２７２に接続されている環状の第１２パイプ８９２に、溶解樹脂濃度検出装置２８０が接続されている。この環状の第１２パイプ８９２には、第１５ポンプＰ１５が取り付けられている。現像剤収容容器２７２内の液体現像剤ＬＤは、第１５ポンプＰ１５の駆動により第１２パイプ８９２の入口端から溶解樹脂濃度検出装置２８０へ導かれ、その後、第１２パイプ８９２の出口端から現像剤収容容器２７２に戻される。該溶解樹脂濃度検出装置２８０には、本発明の実施形態に係る溶解樹脂濃度検出装置２８０が適用される。すなわち、溶解樹脂濃度検出装置２８０の濃度検出槽６９１（図２）に、環状の第１２パイプ８９２が接続される。
【００９６】
キャリアタンク２７４は、キャリア液を収納する。固形分濃度検出装置２７３により、現像剤収容容器２７２内のトナーの濃度が適正範囲よりも高いと判定された場合に、キャリアタンク２７４から現像剤収容容器２７２内にキャリア液が供給され、容器２７２内の液体現像剤のトナー濃度が下げられる。キャリアタンク２７４と現像剤収容容器２７２とは、第５パイプ８５で接続されており、前記キャリア液の供給は、第５パイプ８５の途中に設けられた第３ポンプＰ３の駆動によって実行される。
【００９７】
トナータンク２７５は、現像装置１４で用いられる現像剤よりもトナー濃度が高い液体現像剤ＬＤを収納する。固形分濃度検出装置２７３により、現像剤収容容器２７２内のトナーの濃度が適正範囲よりも低いと判定された場合に、トナータンク２７５から現像剤収容容器２７２内にトナー濃度が高い液体現像剤ＬＤが供給され、容器２７２内の液体現像剤ＬＤのトナー濃度が上げられる。トナータンク２７５と現像剤収容容器２７２とは第６パイプ８６で接続されており、前記液体現像剤ＬＤの供給は、第６パイプ８６の途中に設けられた第８ポンプＰ８の駆動によって実行される。
【００９８】
ワニスタンク２７９は、現像装置１４で用いられる液体現像剤ＬＤよりも溶解樹脂濃度ＣＲが高い液体現像剤ＬＤを収納する。溶解樹脂濃度検出装置２８０により、現像剤収容容器２７２内の溶解樹脂濃度ＣＲが適正範囲よりも低いと判定された場合に、ワニスタンク２７９から現像剤収容容器２７２内に、溶解樹脂濃度ＣＲが高い液体現像剤ＬＤが、供給される。この結果、現像剤収容容器２７２内の液体現像剤ＬＤの溶解樹脂濃度ＣＲが上げられる。ワニスタンク２７９と現像剤収容容器２７２とは第１１パイプ８９１で接続されており、前記液体現像剤ＬＤの供給は、第１１パイプ８９１の途中に設けられた第１３ポンプＰ１３の駆動によって実行される。
【００９９】
攪拌装置２７６は、現像剤収容容器２７２内の液体現像剤を攪拌するための部材である。この攪拌の目的は、濃度調整のために現像剤収容容器２７２内へ導入されたトナー又はキャリア液が、現像剤収容容器２７２内の既存の液体現像剤と均一に混ざるようにするため、また、現像剤収容容器２７２内に収容されている液体現像剤ＬＤにおいて凝集することがあるトナーを再分散させることである。攪拌装置２７６は、回転軸と、この回転軸の先端に取り付けられた攪拌羽根とを含む。前記回転軸には液面検知部材２７６ａが同軸で組み付けられている。この液面検知部材２７６ａは図略のモータで駆動され、液面検知部材２７６ａが、液体現像剤ＬＤの液面と接触することに伴う前記モータの負荷変化に基づいて、液体現像剤量が検出される。
【０１００】
現像剤リザーブタンク２７７は、現像装置１４に補給する液体現像剤ＬＤを収納するタンクである。現像剤リザーブタンク２７７は、現像剤収容容器２７２と第７パイプ８７１で接続されている。現像剤リザーブタンク２７７は、第７パイプ８７１の途中に設けられた第６ポンプＰ６の駆動によって、現像剤収容容器２７２から液体現像剤ＬＤの供給を受ける。さらに現像剤リザーブタンク２７７は、キャリアタンク２７４と第１直結管路９１０で、また、トナータンク２７５と第２直結管路９２０でそれぞれ接続されている。さらに、現像剤リザーブタンク２７７は、ワニスタンク２７９と第３直結管路９３０で接続されている。第１、第２、第３直結管路９１０、９２０、９３０には第１１ポンプＰ１１、第１２ポンプＰ１２、第１４ポンプＰ１４がそれぞれ配置され、各タンクからキャリア、トナーおよび溶解樹脂を直接的に現像剤リザーブタンク２７７へ供給可能とされている。これら第１、第２、第３直結管路９１０、９２０、９３０からのキャリア、トナー及び溶解樹脂供給系統は、未だ回収液体現像剤が発生していないカラープリンタ１の使用開始時等に、既知の配合比に従って速やかに液体現像剤ＬＤを生成する場合に活用される。
【０１０１】
供給ノズル２７８は、現像剤リザーブタンク２７７に貯留された液体現像剤ＬＤを、現像装置１４（現像容器１４０）へ供給する。供給ノズル２７８と現像剤リザーブタンク２７７とは、第８パイプ８７２で接続されている。前記液体現像剤ＬＤの供給は、第８パイプ８７２に取り付けられた第７ポンプＰ７の駆動によって実行される。
【０１０２】
更に、液体現像剤循環装置ＬＹは、キャリアタンク２７４から現像剤リザーブタンク２７７へ延びる直結管路９１０と、トナータンク２７５から現像剤リザーブタンク２７７へ延びる直結管路９２０と、を備える。これら直結管路９１０、９２０は、液体現像剤ＬＤの循環が行なわれる前に、所定量のキャリア及びトナーを現像剤リザーブタンク２７７に供給するために用いられる。これにより、現像工程を素早く開始させることが可能となる。
【０１０３】
なお、図示は省略しているが、残留現像剤タンク２７１、キャリアタンク２７４、トナータンク２７５及び現像剤リザーブタンク２７７、ワニスタンク２７９の適所には、これらタンク内の液面高さを検知するための液面検出装置が備えられている。
【０１０４】
液体現像剤分離装置２８は、クリーニング装置２６で回収された残留現像剤からトナーと、樹脂材料Ｒが溶解されたキャリア液Ｃと、を分離し、トナーとキャリア液Ｃとを別々に抽出する。クリーニング装置２６および液体現像剤分離装置２８は、第９パイプ８８１によって接続されている。第９パイプ８８１には、第９ポンプＰ９が取り付けられている。第９ポンプＰ９の駆動により、クリーニング装置２６内の残留現像剤は、液体現像剤分離装置２８に送られる。また、液体現像剤分離装置２８およびキャリアタンク２７４は、第１０パイプ８８２によって接続されている。第１０パイプ８８２には、第１０ポンプＰ１０が取り付けられている。液体現像剤分離装置２８で抽出されたキャリア液Ｃは、第１０ポンプＰ１０の駆動によってキャリアタンク２７４へ送られる。
【０１０５】
制御部５５０は、演算処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、各制御プログラム等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、演算処理や制御処理などのデータを一時的に格納するＲＡＭ（Random Access Memory）などを含む。制御部５５０は、第１〜第１２ポンプＰ１〜Ｐ１５の駆動、液面検知部材２７６ａを動作させるモータの駆動等を制御する。
【０１０６】
続いて、カラープリンタ１の動作を説明する。カラープリンタ１に接続されたパーソナルコンピュータ（図略）からの画像形成指示を受けたカラープリンタ１は、作成指示を受けた画像データに対応した各色のトナー像を画像形成ユニットＦＹ，ＦＭ、ＦＣ、ＦＢを用いて形成する。具体的には、感光体ドラム１０上に画像データに基づいた静電潜像が形成され、この静電潜像に現像装置１４からトナーが供給される。このようにして各画像形成ユニットＦＹ，ＦＭ，ＦＣ，ＦＢで形成された画像は中間転写ベルト２１に転写されて、中間転写ベルト２１上で重ね合わされてカラートナー像となる。
【０１０７】
このカラートナー像の形成と同期して、用紙収納部３に収容されている用紙が図示しない給紙装置によって、用紙収納部３から一枚ずつ取り出され、用紙搬送部７に沿って搬送される。そして、用紙は二次転写部４に送り込まれ、二次転写部４で中間転写ベルト２１上のカラートナー像が該用紙に二次転写される。
【０１０８】
カラートナー像が転写された用紙は、さらに定着部５に搬送され、カラートナー像が、熱と圧力により用紙に定着される。さらに用紙は、排出部６によってカラープリンタ１の外部に排紙される。二次転写後、中間転写ベルト２１に残留したトナーは、中間転写ベルト２１のクリーニング部２２によって中間転写ベルト２１から除去される。
【０１０９】
画像形成動作時に感光体ドラム１０に供給されずに現像ローラー１４１上に残留した液体現像剤ＬＤは、現像クリーニングブレード１４５によって掻き取られ、第１パイプ８１を介して残留現像剤タンク２７１に回収される。また、供給ローラー１４２から現像ローラー１４１へ供給されずに現像容器１４０にて回収された液体現像剤ＬＤも、第２パイプ８２を通して残留現像剤タンク２７１に回収される。さらに、クリーニング装置２６で回収された残留現像剤から液体現像剤分離装置２８にて抽出されたキャリア液が、キャリアタンク２７４へ回収される。このような液体循環を実行させるため、第１、第５、第９、第１０ポンプＰ１、Ｐ５、Ｐ９、Ｐ１０は、制御部５５０によって駆動制御される。
【０１１０】
現像剤収容容器２７２内の液体現像剤量が無くなると、制御部５５０は、第２ポンプＰ２を駆動させる。制御部５５０は、残留現像剤タンク２７１に対して、現像剤収容容器２７２に残留現像剤を供給させる。現像剤収容容器２７２が残留現像剤で満たされると、固形分濃度検出装置２７３により液体現像剤ＬＤのトナー濃度が検出される。この検出結果に応じて、制御部５５０は、第３ポンプＰ３又は第８ポンプＰ８を駆動させて、必要量のキャリア液又は高濃度液体現像剤を現像剤収容容器２７２へ供給させる。その後、再度、固形分濃度検出装置２７３により液体現像剤ＬＤのトナー濃度が検出される。そして、トナー濃度が適正範囲ならば、必要に応じて液体現像剤ＬＤは、現像剤リザーブタンク２７７へ供給される。また、同様に、現像剤収容容器２７２中の液体現像剤ＬＤの溶解樹脂濃度ＣＲが、溶解樹脂濃度検出装置２８０によって測定された後、必要量の樹脂成分Ｒが、制御部５５０によって、調整される。
【０１１１】
液体現像剤分離装置２８の内部では、キャリア液とトナー粒子との分離動作が行われる。すなわち、第９パイプ８８１を通して、回収された液体現像剤が液槽５１０へ導入される。キャリア液回収ローラー５４０で分離されたキャリア液は、第１０パイプ８８２を通してキャリアタンク２７４へ送られる。一方、トナー回収ローラー５３０から回収されたトナーは、廃棄タンクに導かれる。このような液体現像剤分離装置２８を備えたカラープリンタ１によれば、トナーとキャリア液との分離速度を高速化することができるので、高速印刷処理に対応することが可能となる。
【０１１２】
＜液体現像剤について＞
次に、上記の実施形態において、溶解樹脂濃度検出装置２８０の測定対象として使用される液体現像剤ＬＤについて説明する。前述のとおり、液体現像剤ＬＤは、電気絶縁性のキャリア液Ｃと、キャリア液Ｃ中に分散された着色粒子Ｐと、を含む。また、液体現像剤ＬＤは、樹脂材料Ｒを含有する。上記の画像形成装置に使用される上で、好ましくは、液体現像剤ＬＤは、測定温度２５℃において、３０〜４００ｍＰａ・ｓの粘度を有する。より好ましくは、液体現像剤の粘度（測定温度２５℃）は、４０〜３００ｍＰａ・ｓであり、さらに好ましくは５０〜２５０ｍＰａ・ｓである。
【０１１３】
＜キャリア液＞
液体キャリアの役割を果たす電気絶縁性のキャリア液Ｃは、液体現像剤ＬＤの電気絶縁性を高める。電気絶縁性のキャリア液Ｃとしては、例えば、２５℃における体積抵抗が１０１２Ω・ｃｍ以上（換言すれば導電率が１．０ｐＳ／ｃｍ以下）の電気絶縁性有機溶剤が好ましい。さらに前記物性に加えて、後述の樹脂材料Ｒを溶解させることができるもの（樹脂材料Ｒの溶解度が相対的に高いもの）が好ましく用いられる。
【０１１４】
また、液体現像剤ＬＤの全体の粘度（測定温度２５℃）が３０〜４００ｍＰａ・ｓとなるように、キャリア液Ｃの粘度・種類・配合量を適宜調整・選択される。液体現像剤ＬＤの粘度は、キャリア液Ｃとして用いられる有機溶剤と後述される樹脂材料Ｒとの組み合わせによっても左右される。したがって、所望の液体現像剤ＬＤの粘度及び選択される樹脂材料Ｒの種類に合わせて有機溶剤の種類及び配合量が適宜決定される。
【０１１５】
このような電気絶縁性の有機溶剤としては、例えば、常温で液体の脂肪族炭化水素や植物油が挙げられる。
【０１１６】
脂肪族炭化水素としては、例えば、液状のｎ−パラフィン系炭化水素、ｉｓｏ−パラフィン系炭化水素、ハロゲン化脂肪族炭化水素、分岐鎖を有する脂肪族炭化水素又はそれらの混合物が好ましい。例えば、脂肪族炭化水素として、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、ヘキサデカン、ヘプタデカン、シクロヘキサン、パークロロエチレン、トリクロロエタンが用いられる。環境対応（ＶＯＣ対策）の観点から、不揮発性の有機溶剤及び揮発性が相対的に低い有機溶剤（例えば、沸点が２００℃以上のもの）が好ましく、例えば、炭素数が１６以上の脂肪族炭化水素を比較的多く含む流動パラフィンが好ましく用いられる。
【０１１７】
上記の実施形態では、樹脂材料Ｒがキャリア液Ｃに溶解する限り、キャリア液Ｃとして、樹脂材料Ｒの溶解度が相対的に高いもの（樹脂材料Ｒの良溶媒）のみを用いてもよく、又は、樹脂材料Ｒの溶解度が相対的に低いもの（樹脂材料Ｒの貧溶媒）を混合して用いてもよい。
【０１１８】
キャリア液Ｃ中の上述の油類の含有量は、液体現像剤ＬＤ中に含まれる樹脂材料Ｒの種類や含有量に依存する。好適な油類の含有量として、例えば、７０〜９５質量％が挙げられる。７０質量％未満では、樹脂材料Ｒをキャリア液Ｃに良好に溶解させることが困難となる。
【０１１９】
上記の実施形態では、液体現像剤ＬＤの導電率は、例えば、２００ｐＳ／ｃｍ以下であることが好ましい。キャリア液Ｃは、単体では、絶縁溶液であるが、着色粒子である顔料や分散剤などが分散されることで、液体現像剤ＬＤは、所定の導電率を有する。したがって、トール油脂肪酸といった油類に樹脂材料Ｒを溶解させることにより得られた溶液（以下、「樹脂溶液」と称される）に高電気抵抗の脂肪族炭化水素を混合することにより、液体現像剤ＬＤの導電率が、例えば２００ｐＳ／ｃｍ以下に調整されることが好ましい。
【０１２０】
＜着色粒子＞
上記の実施形態では、トナーとしての着色粒子Ｐには、顔料そのものが用いられる。尚、上述の画像形成ユニットＦＭに用いられる着色粒子Ｐは、マゼンタ色の色相を有する。上述の画像形成ユニットＦＣに用いられる着色粒子Ｐは、シアン色の色相を有する。上述の画像形成ユニットＦＹに用いられる着色粒子Ｐは、イエロー色の色相を有する。上述の画像形成ユニットＦＢに用いられる着色粒子Ｐは、ブラック色の色相を有する。
【０１２１】
上記の実施形態における顔料としては、例えば、従来公知の有機顔料や無機顔料が特に限定することなく用いられる。
【０１２２】
例えば、黒色顔料としては、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラックといったアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物が挙げられる。黄色顔料としては、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキが挙げられる。橙色顔料としては、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダンスレンブリリアントオレンジＧＫが挙げられる。赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂが挙げられる。紫色顔料としては、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキが挙げられる。青色顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １５：３、コバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣが挙げられる。緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキが挙げられる。
【０１２３】
液体現像剤ＬＤ中の顔料の含有量は、１〜３０質量％が好ましい。より好ましくは、３質量％以上であり、さらに好ましくは、５質量％以上である。また、より好ましくは、２０質量％以下であり、さらに好ましくは、１０質量％以下である。
【０１２４】
液体現像剤ＬＤ中の顔料の平均粒子径すなわち体積基準の中位径（Ｄ５０）は、０．１〜１．０μｍが好ましい。０．１μｍ未満の平均粒子径を有する顔料は、例えば、画像濃度の低下を引き起こす。１．０μｍを超える平均粒子径を有する顔料は、例えば、定着性の低下を引き起こす。ここで、体積基準の中位径（Ｄ５０）とは、一般に、粒度分布が求められている１群の粒子の全体積を１００％として累積カーブを求めたときの累積カーブが５０％となる点の粒子径をいう。
【０１２５】
＜高分子化合物（樹脂材料）＞
上記の実施形態に係る液体現像剤ＬＤに含有される樹脂材料Ｒは、有機高分子化合物である。キャリア液Ｃに溶解性を有する有機高分子化合物として、液体現像剤の粘度を上げ、且つ、画像形成におけるにじみ発生を抑制できる材料が選択される。有機高分子化合物として、環状オレフィン共重合体、スチレン系エラストマー、セルロースエーテル、ポリビニルブチラールが例示される。好ましくは、有機高分子化合物として、スチレン系エラストマーが用いられる。樹脂材料Ｒとしては、単一種の有機高分子化合物が用いられてもよいし、或いは、複数種の有機高分子化合物が用いられてもよい。
【０１２６】
そして、上記の実施形態に係る液体現像剤ＬＤでは、有機高分子化合物は、キャリア液Ｃに溶解される。キャリア液Ｃに溶解している有機高分子化合物は、ゲルの状態であってもよい。有機高分子化合物の種類や分子量によっては、キャリア液Ｃ中で相互に絡み合ったゲル状の有機高分子化合物が得られる。ゲル状の有機高分子化合物は、比較的低い流動性を有する。例えば、有機高分子化合物の濃度が高い場合、有機高分子化合物とキャリア液Ｃとの親和性が低い場合、或いは、気温が低い場合には、ゲル状の有機高分子化合物が得られやすい。一方、キャリア液Ｃ中での相互の絡み合いが少ない有機高分子化合物は、比較的流動性が高い溶液となる。
【０１２７】
液体現像剤ＬＤ中の有機高分子化合物の含有量は、有機高分子化合物の種類応じて、適切に決定される。有機高分子化合物の含有量は、例えば、１〜１０質量％であることが好ましい。
【０１２８】
有機高分子化合物の含有量が１質量％未満であると、液体現像剤ＬＤにおける十分な粘度が得られず、画像形成におけるにじみ発生が十分に抑制できない可能性がある。また、有機高分子化合物の含有量が１０質量％を超えると、シートＳの表面上に留まる有機高分子化合物による被膜の量が多くなり過ぎ、被膜の乾燥性が過度に低下する。この結果、被膜の粘着性（タック性）が過度に大きくなり、画像の耐擦過性が過度に低下する可能性がある。
【０１２９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を取ることができる。
【０１３０】
（１）上記の実施形態では、溶解樹脂濃度検出装置２８０において、平板からなるハウジング６５の底面部６５１が、水平に配設される態様にて説明したが、これに限定されるものではない。たとえば、底面部６５１は、予め所定の角度で、水平面に対して僅かに傾斜した面であってもよい。この場合、液体現像剤ＬＤ中に気泡が発生することがあっても、該気泡はハウジング６５の底部６５１に滞留することなく、底部６５１の斜面に沿って逃がされる。したがって、該気泡が水晶振動子６１１の発振に影響を与えることが抑止される。
【０１３１】
（２）また、上記の実施形態では、ＱＣＭセンサー６０の上方を覆い、ＱＣＭセンサー６０の浸漬深さを一定に保持する規制部材として、ハウジング６５の底面部６５１を用いて説明したが、これに限定されるものではない。たとえば、ハウジング６５（底面部６５１）とは別の部材が、ＱＣＭセンサー６０の上方に、ＱＣＭセンサー６０を覆うように配置される構成であってもよい。
【０１３２】
（３）また、上記の実施形態では、固形分濃度検出装置２７３および溶解樹脂濃度検出装置２８０は、それぞれ異なる環状のパイプを介して、現像剤収容容器２７２の液体現像剤ＬＤの濃度を測定するものとして説明した。しかし、これに限定されるものではなく、固形分濃度検出装置２７３および溶解樹脂濃度検出装置２８０は、同一のパイプを介して現像剤収容容器２７２から採取された液体現像剤ＬＤを測定対象とし、それぞれ固形分濃度および溶解樹脂濃度を検出する態様であってもよい。
【符号の説明】
【０１３３】
１  カラープリンタ（画像形成装置）
２８０  溶解樹脂濃度検出装置（濃度検出装置）
２８０Ａ  検出装置本体
２８０Ｂ  測定部
６０  ＱＣＭセンサー（センサー部）
６１  センサー電極
６１１  水晶振動子
６１２  第１電極部（第１電極）
６１３  第２電極部（第２電極）
６２  台座部
６３ａ  第１リード部
６３ｂ  第２リード部
６４  回路ユニット
６４１  発振回路
６５  ハウジング
６５１  底面部（底部）
６６  シールド（シールド部材）
６９１  濃度検出槽（貯留容器）
６９２  液温センサー（液温検出手段）
６９３  電源
６９４  第１配線部
６９５  第２配線部
６９６  周波数計
６９７  記憶部
６９８  濃度算出部
【図１】
0005656890.tif 000003
【図２】
0005656890.tif 000004
【図３】
0005656890.tif 000005
【図４】
0005656890.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005656890.tif 000010
【図９】
0005656890.tif 000011
【図１０】
0005656890.tif 000012
【図１１】
0005656890.tif 000013
【図１２】
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