(57)【要約】【課題】固形分が含まれる液体の濃度の測定精度を向上することができる固形分濃度測定装置、固形分濃度測定方法および固形分濃度調整装置を提供すること。【解決手段】固形分濃度測定装置２は、超音波発信装置２３により液体トナーに向かって発信された１パルスの超音波を超音波受信センサ２４により受信して所定時間経過後に、超音波発信装置２３により再度１パルスの超音波を発信させる。超音波発信装置２３による１パルスの超音波の発信から受信までの応答時間を計測し、Ｎパルス（Ｎ＞１）ごとに応答時間を積算する。そして、積算されたＮパルス分の応答時間である積算応答時間に基づいて液体トナーの固形分濃度を算出することで、液体トナーの固形分濃度を測定する。【選択図】        図１
2008014930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固形分が含まれる液体の固形分濃度を測定する固形分濃度測定装置において、
前記液体に向かって１パルスごとに超音波を発信する超音波発信手段と、
前記液体を挟んで前記超音波発信手段と対向して配置され、前記発信された１パルスの超音波を受信する超音波受信手段と、
前記超音波受信手段により前記発信された１パルスの超音波を受信して所定時間経過後に、前記超音波発信手段により再度１パルスの超音波を発信させる超音波発信制御手段と、
前記超音波発信手段による１パルスの超音波の発信から受信までの応答時間を計測し、Ｎパルス（Ｎ＞１）ごとに当該応答時間を積算する応答時間積算手段と、
前記積算されたＮパルス分の応答時間である積算応答時間に基づいて前記固形分濃度を算出する濃度算出手段と、
を備えること特徴とする固形分濃度測定装置。
【請求項２】
前記濃度算出手段は、前記超音波発信手段から前記超音波受信手段までの伝播距離および前記積算応答時間に基づいて前記超音波発信手段から前記超音波受信手段までの超音波の伝播速度を算出し、
前記算出された伝播速度に基づいて前記固形分濃度を算出することを特徴とする請求項１に記載の固形分濃度測定装置。
【請求項３】
前記所定時間は、少なくとも前記発信された１パルスの超音波の残響が前記超音波受信手段により受信されなくなるまでの時間であることを特徴とする請求項１または２に記載の固形分濃度測定装置。
【請求項４】
前記固形分が含まれる液体の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、
前記濃度算出手段は、前記検出された温度の変化に応じて算出される固形分濃度を補正することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の固形分濃度測定装置。
【請求項５】
前記濃度算出手段は、前記伝播距離、前記積算応答時間および前記検出された温度に基づいて伝播速度を算出し、
前記伝播速度に基づいて前記固形分濃度を算出することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載の固形分濃度測定装置。
【請求項６】
前記応答時間積算手段は、前記超音波発信手段による１パルスの超音波の発信から受信までの応答時間に基づいた１パルスごと伝播速度が、所定速度領域の範囲内である当該超音波発信手段による１パルスの超音波の発信から受信までの応答時間のみを積算することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載の固形分濃度測定装置。
【請求項７】
前記超音波発信手段および前記超音波受信手段は、インパルス型振動子を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の固形分濃度測定装置。
【請求項８】
前記固形分が含まれる液体は、着色剤を含んだ粒子などを固形分とし、シリコーンオイルをキャリア液とする液体トナーであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の固形分濃度測定装置。
【請求項９】
液体トナーを貯留するトナータンクと、
前記トナータンクに、高濃度液体トナーを供給する高濃度液体トナー供給手段と、
前記トナータンクに、前記シリコーンオイルにより構成される希釈液を供給する希釈液供給手段と、
前記高濃度液体トナーあるいは前記希釈液の少なくとも一方の前記トナータンクへの供給を制御する供給量制御手段と、
前記トナータンク内の液体トナーの固形分濃度を測定する前記請求項８に記載の固形分濃度測定装置と、
を備え、前記供給量制御手段は、前記測定された液体トナーの固形分濃度に基づいて、当該固形分濃度が所定濃度となるように、前記高濃度液体トナーあるいは前記希釈液の少なくとも一方の供給を制御することを特徴とする固形分濃度調整装置。
【請求項１０】
前記希釈液供給手段は、使用されることで前記着色剤を含んだ粒子が消費された前記液体トナーを希釈液として再利用するものであり、
前記希釈液の固形分濃度相当量を測定する前記請求項８に記載の固形分濃度測定装置をさらに備え、
前記供給量制御手段は、前記測定された液体トナーの固形分濃度と前記測定された希釈液の固形分濃度相当量との差である差分固形分濃度に基づいて、当該差分固形分濃度が所定濃度となるように、前記高濃度液体トナーあるいは前記希釈液の少なくとも一方の供給を制御することを特徴とする請求項９に記載の固形分濃度調整装置。
【請求項１１】
前記トナータンク内の前記液体トナーのトナー液量を測定する液量測定手段をさらに備え、
前記供給量制御手段は、前記差分固形分濃度および前記測定された液体トナーのトナー液量に基づいて、当該差分固形分濃度が所定濃度および当該トナー液量が所定液量となるように、前記高濃度液体トナーあるいは前記希釈液の少なくとも一方の供給を制御することを特徴とする請求項１０に記載の固形分濃度調整装置。
【請求項１２】
前記高濃度液体トナー供給手段は、前記高濃度液体トナーを前記トナータンクに供給する高濃度液体トナーポンプを備え、
前記希釈液供給手段は、前記希釈液を前記トナータンクに供給する希釈液ポンプを備え、
前記供給量制御手段は、前記所定濃度と前記差分固形分濃度との濃度誤差および前記所定液量と前記測定されたトナー液量との液量誤差が小さくなるように、前記高濃度液体トナーポンプおよび前記希釈液ポンプの制御量を算出し、当該高濃度液体トナーポンプおよび当該希釈液ポンプの前記算出された制御量に基づいて制御することを特徴とする請求項１０に記載の固形分濃度調整装置。
【請求項１３】
前記供給量制御手段は、前記理想固形分濃度の変化量、あるいは前記測定されたトナー液量の変化量の少なくともいずれか一方に基づいて、前記高濃度液体トナーポンプあるいは希釈液ポンプの少なくとも一方の制御量を算出することを特徴とする請求項１２に記載の固形分濃度調整装置。
【請求項１４】
前記供給量制御手段は、
前記濃度誤差が所定値を超えると、当該濃度誤差が小さくなるように、当該濃度誤差に基づいて算出された濃度誤差基準制御量により前記高濃度液体トナーポンプを制御し、
前記濃度誤差が所定値以下であると、当該液量誤差が小さくなるように、当該液量誤差に基づいて算出された液量誤差基準制御量により前記高濃度液体トナーポンプを制御することを特徴とする請求項１２または１３に記載の固形分濃度調整装置。
【請求項１５】
前記液量誤差基準制御量は、前記濃度誤差が小さくなるように算出された希釈液ポンプの制御量を減算したものであることを特徴とする請求項１４に記載の固形分濃度調整装置。
【請求項１６】
固形分が含まれる液体の固形分濃度を測定する濃度測定方法において、
超音波発信手段により液体に向かって発信された１パルスの超音波を超音波受信手段により受信して所定時間経過後に、前記超音波発信手段により再度１パルスの超音波を発信させる手順と、
前記超音波発信手段による１パルスの超音波の発信から受信までの応答時間を計測し、Ｎパルス（Ｎ＞１）ごとに当該応答時間を積算する手順と、
前記積算されたＮパルス分の応答時間である積算応答時間に基づいて前記固形分濃度を算出する手順と、
を含むこと特徴とする固形分濃度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固形分濃度測定装置、固形分濃度測定方法および固形分濃度調整装置に関し、更に詳しくは、固形分が含まれる液体の固形分濃度を測定する固形分濃度測定装置、固形分濃度測定方法および固形分濃度調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体トナーを用いて画像形成媒体、例えば紙に画像を形成する画像形成装置が提案されている。液体トナーは、固形分が含まれる液体である。液体トナーは、例えば固形分として着色剤を含む粒子などがシリコーンオイル（キャリア液）中に含まれる液体である。この液体トナーでは、トナー粒子などの固形分のシリコーンオイルに対する比率であるトナー濃度（ｗｔ％）、すなわち固形分濃度が重要である。これは、液体トナーの固形分濃度の変化により、紙に形成された画像の品質に多大な影響を与え、安定した品質を維持することが困難となるためである。そこで、従来において、液体トナーの固形分濃度を測定する固形分濃度測定装置が提案されている。
【０００３】
従来の固形分濃度測定装置としては、例えば特許文献１に示すようなものがある。この特許文献１に示す固形分濃度測定装置では、トナータンク内に固形分濃度測定装置を設け、この固形分濃度測定装置が備える濃度検出用ローラにトナータンクに貯留されている液体トナーのトナー層を形成する。そして、光学式のセンサにより、濃度検出用ローラに形成されたトナー層の反射強度を検出し、この反射強度に基づいて固形分濃度を測定するものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２７０９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この特許文献１に示す固形分濃度測定装置では、トナー層の反射強度に基づいて固形分濃度を測定するものであるため、トナー層の状態および濃度検出用ローラの表面状態に大きな影響を受ける。ここで、液体トナーは、温度により粘度が変化するため、温度によって液体トナーの濃度検出用ローラへの転移量が変化する。また、ローラなどの部品精度のばらつきによってローラのニップ圧が変化する。従って、トナー層を均一な膜厚で形成することができない虞がある。また、濃度検出用ローラは、摩耗によりその表面が変化する虞がある。このように、この特許文献１に示す固形分濃度測定装置では、これらの外乱の影響を受けるため、固形分濃度の測定精度が十分ではないという問題があった。
【０００６】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、固形分が含まれる液体の固形分濃度の測定精度を向上することができる固形分濃度測定装置、固形分濃度測定方法および固形分濃度調整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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明では、固形分が含まれる液体の固形分濃度を測定する固形分濃度測定装置において、液体に向かって１パルスごとに超音波を発信する超音波発信手段と、液体を挟んで超音波発信手段と対向して配置され、発信された１パルスの超音波を受信する超音波受信手段と、超音波受信手段により発信された１パルスの超音波を受信して所定時間経過後に、超音波発信手段により再度１パルスの超音波を発信させる超音波発信制御手段と、超音波発信手段による１パルスの超音波の発信から受信までの応答時間を計測し、Ｎパルス（Ｎ＞１）ごとに応答時間を積算する応答時間積算手段と、積算されたＮパルス分の応答時間である積算応答時間に基づいて固形分濃度を算出する濃度算出手段と、を備えること特徴とする。
【０００８】
また、この発明では、上記濃度測定装置において、濃度算出手段は、超音波発信手段から超音波受信手段までの伝播距離および積算応答時間に基づいて超音波発信手段から超音波受信手段までの超音波の伝播速度を算出し、算出された伝播速度に基づいて固形分濃度を算出することを特徴とする。
【０００９】
また、この発明では、上記濃度測定装置において、超音波発信手段および超音波受信手段は、インパルス型振動子を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、この発明では、固形分が含まれる液体の固形分濃度を測定する濃度測定方法において、超音波発信手段により液体に向かって発信された１パルスの超音波を超音波受信手段により受信して所定時間経過後に、超音波発信手段により再度１パルスの超音波を発信させる手順と、超音波発信手段による１パルスの超音波の発信から受信までの応答時間を計測し、Ｎパルス（Ｎ＞１）ごとに応答時間を積算する手順と、積算されたＮパルス分の応答時間である積算応答時間に基づいて固形分濃度を算出する手順と、を含むこと特徴とする。
【００１１】
固形分が含まれる液体の固形分濃度、すなわち液体に対する固形分の比率は、応答時間あるいはこの応答時間と伝播距離とから求められる伝播速度とほぼ比例関係となる。つまり、固形分濃度は、応答時間あるいは伝播速度の変化に応じて変化することとなる。これらの発明によれば、超音波発信手段、例えば発信用インパルス型振動子により発信された１パルスの超音波を超音波受信手段、例えば受信用インパルス型振動子により受信するまでの応答時間をＮパルス分積算した積算応答時間、あるいは伝播距離およびこの積算応答時間に基づいて算出された伝播速度に基づいて固形分濃度を算出することができる。従って、従来の光学式のセンサを用いて固形分が含まれる液体の固形分濃度を測定する場合における外乱の影響を考慮しなくても良いので、固形分が含まれる液体の固形分濃度の測定精度を向上することができる。
【００１２】
上述のように、固形分が含まれる液体の固形分濃度が変化すると応答時間が変化する。ここで、この固形分濃度の変化に応じた応答時間の変化量は、超音波の伝播距離が短いと応答時間が短くなるため、微少なものとなる。従って、伝播距離が短い場合に、短い応答時間の微少な変化量、すなわち微少な時間を正確に計測しなければならず、濃度の測定精度を向上させるのが困難である。しかしながら、この発明によれば、固形分濃度は、超音波発信手段により発信された１パルスの超音波が超音波受信手段により受信されるまでの応答時間をＮパルス分積算した積算応答時間に基づいて算出される。従って、固形分濃度が変化すると積算応答時間の変化量は、応答時間の変化量のＮ倍となるため、積算応答時間の変化が応答時間の変化よりも正確に計測することができる。これにより、伝播距離が短くても、固形分が含まれる液体の固形分濃度の測定精度を向上することができる。
【００１３】
また、この発明では、上記固形分濃度測定装置において、所定時間は、少なくとも発信された１パルスの超音波の残響が超音波受信手段により受信されなくなるまでの時間であることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、超音波発信制御手段は、超音波発信手段により１パルスの超音波が発信された後に、超音波受信手段により最初に超音波を受信してから、少なくとも発信された１パルスの超音波の残響がこの超音波受信手段により受信されなくなる時間まで、１パルスの超音波を再度発信しない。従って、発信された１パルスの超音波ごとの応答時間を正確に計測することができ、積算応答時間を精読良く積算するあるいはこの積算応答時間に基づいて算出された伝播速度を精度良く算出することができる。これにより、固形分が含まれる液体の固形分濃度の測定精度をさらに向上することができる。
【００１５】
また、この発明では、上記固形分濃度測定装置において、固形分が含まれる液体の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、濃度算出手段は、検出された温度の変化に応じて算出される固形分濃度を補正することを特徴とする。
【００１６】
また、この発明では、上記固形分濃度測定装置において、濃度算出手段は、伝播距離、積算応答時間および検出された温度に基づいて伝播速度を算出し、伝播速度に基づいて固形分濃度を算出することを特徴とする。
【００１７】
液体中の音速は、この液体の温度とほぼ比例関係となる。つまり、液体中の音速は、温度が変化すると変化する。従って、固形分が含まれる液体は、温度によって超音波の伝播速度が変化するため、積算応答時間が同じでも温度が異なると、積算応答時間が同じでも算出された固形分濃度が異なってしまう。この発明によれば、検出された温度の変化に応じて算出される固形分濃度を補正する。例えば、固形分濃度を算出する際に、伝播距離、積算応答時間および検出された温度に基づいて温度変化による液体中の音速の変化分を除去した伝播速度を算出し、この伝播速度に基づいて固形分濃度を算出する。従って、固形分濃度の測定中に温度が変化しても、算出された固形分濃度が実際の固形分濃度と異なることを抑制することができる。これにより、固形分が含まれる液体の固形分濃度の測定精度をさらに向上することができる。
【００１８】
また、この発明では、上記固形分濃度測定装置において、応答時間積算手段は、超音波発信手段による１パルスの超音波の発信から受信までの応答時間に基づいた１パルスごと伝播速度が、所定速度領域の範囲内である当該超音波発信手段による１パルスの超音波の発信から受信までの応答時間のみを積算することを特徴とする。
【００１９】
液体には、気泡が含まれる場合がある。液体中と気体中とでその音速は大きく異なるため、液体中の音速は、気泡が含まれるか否かで大きく変化する。従って、超音波は、気泡が含まれていない液体での伝播の場合と、気泡が含まれている液体での伝播の場合とで、伝播速度が変化する。この発明によれば、超音波発信手段による１パルスの超音波の発信から受信までの応答時間に基づいた１パルスごとの伝播速度のうち、所定速度領域の範囲外、例えば超音波が、気泡が含まれていない固形分が含まれる液体での伝播の場合における伝播速度の範囲外である超音波発信手段による１パルスの超音波の発信から受信までの応答時間に基づいた１パルスごとの伝播速度は、積算されない、すなわち固形分濃度の算出に用いない。従って、固形分濃度の測定中に固形分が含まれる液体に気泡が含まれていても、算出された固形分濃度が実際の濃度と異なることを抑制することができる。これにより、固形分が含まれる液体の固形分濃度の測定精度をさらに向上することができる。
【００２０】
また、この発明では、上記固形分濃度測定装置において、固形分が含まれる液体は、着色剤を含んだ粒子などを固形分とし、シリコーンオイルをキャリア液とする液体トナーであることを特徴とする。
【００２１】
また、この発明にかかる固形分濃度調整装置では、液体トナーを貯留するトナータンクと、トナータンクに、高濃度液体トナーを供給する高濃度液体トナー供給手段と、トナータンクに、シリコーンオイルにより構成される希釈液を供給する希釈液供給手段と、高濃度液体トナーあるいは希釈液の少なくとも一方のトナータンクへの供給を制御する供給量制御手段と、トナータンク内の液体トナーの固形分濃度を測定する上記固形分濃度測定装置と、を備え、供給量制御手段は、測定された液体トナー固形分濃度に基づいて、液体トナー固形分濃度が所定濃度となるように、高濃度液体トナーあるいは希釈液の少なくとも一方の供給を制御することを特徴とする。
【００２２】
この発明よれば、固形分濃度調整装置は、固形分濃度測定装置により測定された液体トナーの固形分濃度、すなわち液体トナーに対する着色剤を含む粒子などからなる固形分の比率の測定精度が高いため、固形分濃度を所定濃度に容易に維持することができる。従って、所望の固形分濃度の液体トナーを例えば液体トナーを用いる画像形成装置に供給することができる。
【００２３】
また、この発明では、上記固形分濃度調整装置において、希釈液供給手段は、使用されることで着色剤を含んだ粒子が消費された液体トナーを希釈液として再利用するものであり、希釈液の固形分濃度相当量を測定する上記固形分濃度測定装置をさらに備え、供給量制御手段は、測定された液体トナーの固形分濃度と測定された希釈液の固形分濃度相当量との差である差分固形分濃度に基づいて、差分固形分濃度が所定濃度となるように、高濃度液体トナーあるいは希釈液の少なくとも一方の供給を制御することを特徴とする。
【００２４】
ここで、使用されることで着色剤を含んだ粒子などが消費された液体トナーを希釈液として再利用する場合、希釈液には、着色剤を含んだ粒子以外の超音波の伝播速度に影響を与える残留物質分が含まれる。従って、トナータンクに希釈液が供給されるとトナータンク内の液体トナーの固形分は、高濃度液体トナー供給手段から供給される高濃度液体トナーの固形分、すなわち着色剤を含んだ粒子などからなる固形分に、希釈液の残留物質分を加えたものとなる。つまり、高濃度液体トナーおよび希釈液が供給されたトナータンク内の液体トナーが同一固形分濃度であっても、高濃度液体トナーの固形分における着色剤を含んだ粒子の比率よりも、希釈液が供給されたトナータンク内の液体トナーの固形分における着色剤を含んだ粒子の比率が小さくなる。これにより、測定された液体トナーの固形分濃度は、トナータンク内の液体トナーの固形分における着色剤を含んだ粒子の比率を一定とした際の液体トナーの固形分濃度、すなわち理想固形分濃度とずれる虞がある。
【００２５】
しかしながら、この発明によれば、差分固形分濃度は、測定された液体トナーの固形分濃度と測定された希釈液の固形分濃度相当量との差であるので、トナータンク内の液体トナーの固形分における着色剤を含んだ粒子の比率を一定とした際の理想固形分濃度である。従って、供給量制御手段は、差分固形分濃度が所定濃度となるように、高濃度液体トナーあるいは希釈液の少なくとも一方の供給を制御することで、測定された液体トナーの固形分濃度が理想固形分濃度とずれていても、所望の理想固形分濃度の液体トナーを例えば液体トナーを用いる画像形成装置に供給することができる。
【００２６】
また、この発明では、上記固形分濃度調整装置において、トナータンク内の液体トナーのトナー液量を測定する液量測定手段をさらに備え、供給量制御手段は、差分固形分濃度および測定された液体トナーのトナー液量に基づいて、差分固形分濃度が所定濃度およびトナー液量が所定液量となるように、高濃度液体トナーあるいは希釈液の少なくとも一方の供給を制御することを特徴とする。
【００２７】
また、この発明では、上記固形分濃度調整装置において、高濃度液体トナー供給手段は、高濃度液体トナーをトナータンクに供給する高濃度液体トナーポンプを備え、希釈液供給手段は、希釈液をトナータンクに供給する希釈液ポンプを備え、供給量制御手段は、所定濃度と差分固形分濃度との濃度誤差および所定液量と測定されたトナー液量との液量誤差が小さくなるように、高濃度液体トナーポンプおよび希釈液ポンプの制御量を算出し、高濃度液体トナーポンプおよび希釈液ポンプの算出された制御量に基づいて制御することを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、差分固形分濃度が所定濃度およびトナー液量が所定液量となるように、例えば所定濃度と差分固形分濃度との濃度誤差および所定液量と測定されたトナー液量との液量誤差が小さくなるように、高濃度液体トナーおよび希釈液の供給を制御する。従って、トナータンク内の液体トナーの差分固形分濃度を所望の理想固形分濃度とし、トナータンク内の液体トナーのトナー液量を所望のトナー液量とすることができる。これにより、所望の理想固形分濃度の液体トナーを例えば液体トナーを用いる画像形成装置に安定して供給することができる。
【００２９】
また、この発明では、上記固形分濃度調整装置において、供給量制御手段は、差分固形分濃度の変化量あるいは測定されたトナー液量の変化量の少なくともいずれか一方に基づいて、高濃度液体トナーポンプあるいは希釈液ポンプの少なくとも一方の制御量を算出することを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、例えば差分固形分濃度の変化量あるいは測定されたトナー液量の変化量の増加に伴い、算出される高濃度液体トナーポンプあるいは希釈液ポンプの少なくとも一方の制御量を減少することができる。従って、高濃度液体トナー供給制御あるいは希釈液供給制御のオーバーシュートやアンダーシュートを抑制することができる。
【００３１】
また、この発明では、上記固形分濃度調整装置において、供給量制御手段は、濃度誤差が所定値を超えると、濃度誤差が小さくなるように、濃度誤差に基づいて算出された濃度誤差基準制御量により高濃度液体トナーポンプを制御し、濃度誤差が所定値以下であると、液量誤差が小さくなるように、液量誤差に基づいて算出された液量誤差基準制御量により高濃度液体トナーポンプを制御することを特徴とする。
【００３２】
この発明によれば、濃度誤差が大きいと、トナータンク内の液体トナーの理想固形分濃度を所望の理想固形分濃度としてから、トナータンク内の液体トナーのトナー液量を所望のトナー液量にする。従って、トナータンク内の液体トナーを所望の理想固形分濃度に維持しながら増量することできる。これにより、例えば液体トナーを用いる画像形成装置に所望の理想固形分濃度の液体トナーを大量に供給することができる。
【００３３】
また、この発明では、上記固形分濃度調整装置において、液量誤差基準制御量は、濃度誤差が小さくなるように算出された希釈液ポンプの制御量を減算したものであることを特徴とする。
【００３４】
この発明によれば、高濃度液体トナーポンプは、濃度誤差が小さくなるように算出された希釈液ポンプの制御量を減算した液量誤差基準制御量で制御される。従って、濃度誤差および液量誤差が小さくなるように、高濃度液体トナーポンプおよび希釈液ポンプを制御することで、理想固形分濃度の制御とトナー液量の制御を同時に行っても、互いの制御による理想固形分濃度およびトナー液量の変化を抑制することができる。つまり、理想固形分濃度の制御とトナー液量の制御を同時に行った際に、互いの制御の干渉を抑制することができる。従って、トナータンク内の液体トナーを所望の理想固形分濃度にすることと、トナー液量を所望のトナー液量にすることを同時に素早く行うことができる。
【発明の効果】
【００３５】
この発明にかかる固形分濃度測定装置、固形分濃度測定方法および固形分濃度調整装置は、超音波発信手段による１パルスの超音波の発信から受信までの応答時間をＮパルス分積算した積算応答時間に基づいて固形分濃度を算出するので、固形分が含まれる液体の固形分濃度の測定精度を向上することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの或いは実質的に同一のものが含まれる。また、下記実施例では、固形分が含まれる液体として、少なくとも着色剤を含む粒子であるトナー粒子が含まれるシリコーンオイルをキャリア液とする液体トナーについて説明するがこの発明はこれに限定されるものではない。なお、この液体トナーは、画像形成媒体、例えば紙に画像を形成する画像形成装置に供給されるものである。ここで、画像形成装置とは、プリンタ、複写機、印刷機などの画像形成媒体に画像を形成することができるものが含まれる。
【実施例１】
【００３７】
図１は、この発明の実施例１にかかる固形分濃度測定装置を備える固形分濃度調整装置の構成例を示す図である。図２は、音速と温度との関係を示す図である。図３は、温度テーブルの構成例を示す図である。図４は、伝播速度と固形分濃度との関係を示す図である。図５は、固形分濃度テーブルの構成例を示す図である。
【００３８】
図１に示すように、実施例１にかかる固形分濃度調整装置１−１は、この発明にかかる固形分濃度測定装置２と、トナータンク３と、高濃度液体トナー供給装置４と、希釈液供給装置５とにより構成されている。
【００３９】
固形分濃度測定装置２は、この実施例１ではトナータンク３内に貯留されている液体トナーの液体トナー固形分濃度を測定するものである。この固形分濃度測定装置２は、固形分濃度測定ユニット２１と、循環用ポンプ２２と、超音波発信装置２３と、超音波受信センサ２４と、温度センサ２５と、制御装置２６とにより構成されている。なお、２７，２８は、循環用チューブである。
【００４０】
固形分濃度測定ユニット２１は、超音波発信装置２３と超音波受信センサ２４との間に、トナータンク３から供給された液体トナーを循環させるものである。この固形分濃度測定ユニット２１は、トナータンク３と別個に配置されている。固形分濃度測定ユニット２１は、この実施例１では、空間部２１ａが形成される円筒形状である。この空間部２１ａは、長手方向の両端部が閉塞されている。ここで、空間部２１ａは、その両端部近傍に循環用チューブ２７，２８の一端がそれぞれ連通されている。なお、この循環用チューブ２７，２８の他端は、トナータンク３にそれぞれ連通している。つまり、固形分濃度測定ユニット２１は、循環用チューブ２７,２８により、トナータンク３と連通している。
【００４１】
循環用ポンプ２２は、トナータンク３と固形分濃度測定ユニット２１と間で、液体トナーを循環させるものである。この循環用ポンプ２２は、この実施例１では、循環用チューブ２７の途中に配置されている。従って、循環用ポンプ２２が駆動することで、トナータンク３の液体トナーが循環用チューブ２７を介して、この循環用ポンプ２２に吸引される。循環用ポンプ２２から吐出された液体トナーは、この循環用チューブ２７を介して固形分濃度測定ユニット２１の空間部２１ａに供給される。なお、この空間部２１ａに供給された液体トナーは、循環用チューブ２８を介してトナータンク３に戻される。また、循環用ポンプ２２の駆動・停止の駆動停止制御は、制御装置２６により行われる。
【００４２】
超音波発信装置２３は、超音波発信手段である。この超音波発信装置２３は、図示は省略するが超音波を発信するインパルス型振動子と、このインパルス型振動子に発信駆動電圧を印加する駆動回路を備えるものである。この超音波発信装置２３は、固形分濃度測定ユニット２１に対して、固形分濃度測定ユニット２１の空間部２１ａを通過する液体トナーに向かってインパルス型振動子が超音波を発信できるように配置されている。ここで、超音波発信装置２３により超音波を発信する超音波発信制御は、制御装置２６の後述する超音波発信制御部２６ｄにより行われる。
【００４３】
超音波受信センサ２４は、超音波受信手段である。この超音波受信センサ２４は、図示は省略するが超音波を受信するインパルス型振動子を備えるものである。この超音波受信センサ２４は、固形分濃度測定ユニット２１に対して、固形分濃度測定ユニット２１の空間部２１ａを挟んで超音波発信装置２３と対向して配置されている。つまり、超音波受信センサ２４は、液体トナーを挟んで超音波発信装置２３と対向する。ここで、超音波受信センサ２４により超音波が受信されると、受信電圧が制御装置２６に出力される。ここで、液体トナーは、トナータンク３と固形分濃度測定ユニット２１との間を循環するので、この固形分濃度測定ユニット２１の空間部２１ａでのトナーの滞留や、超音波発信装置２３および超音波受信センサ２４へのトナーの固着を抑制することができる。従って、液体トナーのトナー濃度、すなわち固形分が含まれる液体の固形分濃度の測定精度の低下を抑制することができる。
【００４４】
温度センサ２５は、温度検出手段である。この温度センサ２５は、液体トナーの温度Ｔを検出するものである。温度センサ２５は、固形分濃度測定ユニット２１の空間部２１ａの長手方向における一端に取り付けられている。この温度センサ２５は、プローブ２５ａと、白金温度センサ２５ｂとにより構成されている。プローブ２５ａは円筒形状であり、その先端近傍に白金温度センサ２５ｂが設けられている。温度センサ２５は、プローブ２５ａが空間部２１ａに挿入され、白金温度センサ２５ｂが超音波発信装置２３および超音波受信センサ２４の近傍に位置する。従って、白金温度センサ２５ｂは、プローブ２５ａの先端近傍に設けられるので、固形分濃度測定ユニット２１の外部気温の影響を抑制することができる。また、白金温度センサ２５ｂは、超音波発信装置２３および超音波受信センサ２４の近傍に位置するので、超音波が伝播する液体トナー、すなわち超音波発信装置２３と超音波受信センサ２４との間の液体トナーの温度を検出することができる。これらにより、温度センサ２５は、液体トナーの温度Ｔを精度良く検出することができる。
【００４５】
制御装置２６は、固形分濃度測定装置２を備える固形分濃度調整装置１−１を運転制御するものである。この制御装置２６は、固形分濃度測定方法を含む固形分濃度調整方法を実行するものである。この制御装置２６には、超音波受信センサ２４により受信された超音波の受信電圧、温度センサ２５により検出された温度などが入力される。この制御装置２６は、これら入力データおよび記憶部２６ｃに格納されている後述する温度テーブルおよび固形分濃度テーブルなどから固形分濃度を算出する。そして制御装置２６は、この算出された固形分濃度に基づいて高濃度液体トナー供給装置４により高濃度液体トナーをトナータンク３に供給する高濃度液体トナー供給制御や希釈液供給装置５により希釈液をトナータンク３に供給する希釈液供給制御を行う。
【００４６】
また、この制御装置２６は、入出力部（Ｉ／Ｏ）２６ａと、処理部２６ｂと、記憶部２６ｃとにより構成されている。処理部２６ｂは、メモリおよびＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成されている。この処理部２６ｂは、少なくとも超音波発信制御部２６ｄと、超音波受信部２６ｅと、パルスカウント部２６ｆと、応答時間積算部２６ｇと、伝播速度算出部２６ｈと、濃度算出部２６ｉと、供給量制御部２６ｊとを有している。処理部２６ｂは、後述する固形分濃度測定方法を含む固形分濃度調整方法に基づくプログラムをメモリにロードして実行することにより、この固形分濃度測定方法を含む固形分濃度調整方法などを実現させるものであっても良い。記憶部２６ｃは、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような読み出しのみが可能なメモリ、あるいはＲＡＭ（Random Access Memory）のような読み書きが可能なメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。この記憶部２６ｃには、温度テーブルおよび固形分濃度テーブルが格納されている。
【００４７】
処理部２６ｂの超音波発信制御部２６ｄは、超音波発信制御手段である。超音波発信制御部２６ｄは、超音波発信装置２３により１パルスごとに超音波を発信させるものである。これにより、超音波発信装置２３の発信回路により１パルス分の発信駆動電圧がインパルス型振動子に印加され、このインパルス型振動子が１パルスの超音波を発信する。
【００４８】
処理部２６ｂの超音波受信部２６ｅは、制御装置２６に出力された超音波受信センサ２４により受信された超音波の受信電圧に基づいて、超音波発信装置２３から発信された１パルスの超音波を受信したか否かを判断するものである。
【００４９】
処理部２６ｂのパルスカウント部２６ｆは、超音波発信装置２３により超音波が１パルス発信されるごとにカウントするものである。
【００５０】
処理部２６ｂの応答時間積算部２６ｇは、超音波発信装置２３による１パルスの超音波の発信から超音波受信センサ２４によるこの発信された１パルスの超音波の受信までの応答時間ｔを１パルスごとに計測するものである。そして、応答時間積算部２６ｇは、Ｎパルス（Ｎ＞１）ごとに、この計測した応答時間ｔを積算するものである。
【００５１】
処理部２６ｂの伝播速度算出部２６ｈは、濃度算出手段の一部である。この伝播速度算出部２６ｈは、超音波発信装置２３から超音波受信センサ２４までの伝播距離Ｄ、上記応答時間積算部２６ｇにより積算されたＮパルス分の応答時間である積算応答時間Ｘおよび温度センサ２５により検出された温度Ｔに基づいて超音波発信装置２３から超音波受信センサ２４までの超音波の伝播速度Ｓを算出するものである。この実施例１では、伝播速度算出部２６ｈは、積算応答時間Ｘと記憶部２３ｃに格納されている温度テーブルとに基づいて伝播速度Ｓを算出する。
【００５２】
ここで、温度（℃）を考慮しない伝播速度（ｍ／ｓ）は、積算応答時間Ｘと、伝播距離Ｄと、この積算応答時間Ｘを積算するためのパルス数Ｎとの式Ｄ／（Ｘ／Ｎ）により算出することができる。しかし、図２に示すように、液体トナーの液体であるシリコーンオイルは、このシリコーンオイルの温度の上昇に伴い、シリコーンオイル中の音速が減少する。シリコーンオイル中の音速の変化は、このシリコーンオイルの温度の変化に比例する。つまり、固形分が含まれる液体である液体トナーは、温度Ｔによって超音波の伝播速度が変化することとなる。従って、積算応答時間Ｘが同じでも温度Ｔが変化すると、積算応答時間Ｘが同じでも算出された固形分濃度Ｃとが異なることとなる。温度テーブルは、図３に示すように、検出された温度Ｔ（Ｔ１,Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４…）と、積算された積算応答時間Ｘ（Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４…）とから温度変化によるシリコーンオイル中の音速の変化分を除去した超音波の伝播速度Ｓ（Ｓ11，Ｓ12，Ｓ13，Ｓ14，Ｓ21…）を算出できるものである。この温度テーブルは、上記シリコーンオイルの温度と音速との関係を考慮して、積算された積算応答時間Ｘが一定で検出された温度Ｔが増加すると、温度変化によるシリコーンオイル中の音速の変化分を除去した超音波の伝播速度Ｓ（以下、単に「伝播速度Ｓ」と称する）が上記式Ｄ／（Ｘ／Ｎ）により算出できる伝播速度よりも増加するように設定されている。また、温度テーブルは、検出された温度Ｔが一定で積算された積算応答時間Ｘが増加すると、伝播速度Ｓが増加するようにも設定されている。なお、この温度テーブルは、予め固形分濃度測定装置２により、固形分濃度Ｃが一定で温度Ｔを変化させた場合における伝播速度を計測することで作成することができる。
【００５３】
伝播速度算出部２６ｈは、図１に示すように、伝播距離Ｄ、積算応答時間Ｘおよび検出された温度Ｔに基づいて伝播速度Ｓを算出し、濃度算出部２６ｉにより、この伝播速度Ｓに基づいて固形分濃度Ｃを算出する。つまり、伝播速度算出部２６ｈは、検出された温度Ｔの変化に応じて算出される固形分濃度Ｃを補正する。従って、固形分濃度測定装置２による固形分濃度Ｃの測定中に、温度Ｔが変化しても、算出された固形分濃度Ｃが液体トナーの実際の濃度と異なることを抑制することができる。これにより、液体トナーの固形分濃度、すなわち固形分が含まれる液体の固定分濃度の測定精度を向上することができる。
【００５４】
処理部２６ｂの濃度算出部２６ｉは、濃度算出手段である。この濃度算出部２６ｉは、積算応答時間Ｘに基づいて、ここでは上記伝播速度算出部２６ｈにより算出された伝播速度Ｓに基づいて、固形分が含まれる液体である液体トナーの固形分濃度Ｃを算出するものである。この実施例では、濃度算出部２６ｉは、伝播速度Ｓと記憶部２３ｃに格納されている固形分濃度テーブルとに基づいて固形分濃度Ｃを算出する。
【００５５】
ここで、図４に示すように、液体トナーの伝播速度Ｓの上昇に伴い着色剤を含んだ粒子などからなる固形分のシリコーンオイルに対する比率である固形分濃度Ｃ（ｗｔ％）が増加する。固形分濃度Ｃの変化は、この液体トナーの伝播速度Ｓの変化に比例する。固形分濃度テーブルは、図５に示すように、算出された伝播速度Ｓ（Ｓ11，Ｓ12，Ｓ13，Ｓ14，Ｓ21…）から固形分濃度Ｃ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４…）を算出できるものである。この固形分濃度テーブルは、上記固形分濃度Ｃと伝播速度Ｓとの関係を考慮して、算出された伝播速度Ｓが増加すると、固形分濃度Ｃが比例して増加するように設定されている。なお、この固形分濃度Ｃは、予め固形分濃度測定装置２により、温度Ｔが一定で固形分濃度Ｃを変化させた場合における伝播速度Ｓを計測することで作成することができる。
【００５６】
処理部２６ｂの供給量制御部２６ｊは、供給量制御手段である。この供給量制御部２６ｊは、高濃度液体トナー供給装置４による高濃度液体トナーあるいは希釈液供給装置５による希釈液のトナータンク３への供給を制御するものである。ここで、供給量制御部２６ｊは、固形分濃度測定装置２により測定された液体トナーの固形分濃度、すなわち濃度算出部２６ｉにより算出された固形分濃度Ｃに基づいて、固形分濃度Ｃが所定濃度となるように、高濃度液体トナー供給装置４あるいは希釈液供給装置５により、トナータンク３に高濃度液体トナーあるいは希釈液を供給させる。
【００５７】
ここで、上記固形分濃度測定方法を含む固形分濃度調整方法を実行する制御プログラムは、必ずしも単一的に構成されるものに限られず、コンピュータシステムにすでに記憶されているプログラム、例えばＯＳ（Operating System）に代表される別個のプログラムと協働してその機能を達成するものであっても良い。また、処理部２６ｂの機能を実現するための制御プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶して、この記録媒体に記録された制御プログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりこの発明にかかる固形分濃度調整装置１−１による固形分濃度Ｃの制御および固形分濃度測定装置２による固形分濃度Ｃの測定を実行しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器などのハードウェアを含むものとする。
【００５８】
トナータンク３は、液体トナーを貯留するものである。このトナータンク３は、画像形成装置１０と接続されている。トナータンク３に貯留されている液体トナーは、適宜、この画像形成装置１０に供給される。
【００５９】
高濃度液体トナー供給装置４は、高濃度液体トナー供給手段である。この高濃度液体トナー供給装置４は、実施例１では、通常の液体トナーよりも固形分濃度が高い高濃度液体トナーをトナータンク３に供給するものである。高濃度液体トナー供給装置４は、図示は省略するが高濃度液体トナーを貯留する高濃度液体トナータンクと、この高濃度液体トナータンクとトナータンク３と連通する連通チューブの開閉を行う高濃度液体トナー用バルブとにより構成されている。高濃度液体トナー供給装置４は、この高濃度液体トナー用バルブを開弁することで、トナータンク３に高濃度液体トナーを供給する。なお、この高濃度液体トナー用バルブのバルブ開閉制御、すなわち高濃度液体トナー供給制御は、制御装置２６の供給量制御部２６ｊにより行われる。
【００６０】
希釈液供給装置５は、希釈液供給手段である。この希釈液供給装置５は、実施例１では、通常の液体トナーよりも固形分濃度が低い低濃度液体トナーあるいは液体のみ、すなわちシリコーンオイルのみをトナータンク３に供給するものである。希釈液供給装置５は、図示は省略するが希釈液を貯留する希釈液トナータンクと、この希釈液タンクとトナータンク３と連通する連通チューブの開閉を行う希釈液用バルブとにより構成されている。希釈液供給装置５は、この希釈液用バルブを開弁することで、トナータンク３に希釈液を供給する。なお、この希釈液用バルブのバルブ開閉制御、すなわち希釈液供給制御は、制御装置２６の供給量制御部２６ｊにより行われる。
【００６１】
攪拌装置６は、トナータンク３に貯留されている液体トナーを攪拌するものである。この攪拌装置６は、トナータンク３内に配置された攪拌翼６ａを動作させることで、トナータンク３に貯留されている液体トナーを攪拌し、トナータンク３内の液体トナーの濃度を均一にするものである。この攪拌装置６により液体トナーの攪拌は、例えば上記高濃度液体トナーあるいは上記希釈液を供給された際などに行われる。なお、この攪拌装置６によるトナータンク３内の液体トナーの攪拌制御は、制御装置２６により行われる。
【００６２】
次に、実施例１にかかる固形分濃度調整装置１−１の動作、すなわち固形分濃度測定方法を含む固形分濃度調整方法について説明する。図６は、実施例１にかかる固形分濃度測定方法を含む固形分濃度調整方法のフロー図である。図７は、発信駆動電圧と受信電圧との関係を示す図である。
【００６３】
まず、制御装置２６は、画像形成装置１０の運転制御に伴い循環用ポンプ２２の駆動を行う。つまり、制御装置２６は、固形分濃度調整装置１−１により液体トナーの固形分濃度Ｃを測定する際には、循環用ポンプ２２を駆動させる。これにより、トナータンク３と固形分濃度測定ユニット２１との間で液体トナーの循環が行われる。
【００６４】
次に、処理部２６ｂの超音波発信制御部２６ｄは、超音波発信装置２３により超音波を１パルス発信させる（ステップＳＴ１）。ここでは、超音波発信制御部２６ｄは、超音波発信装置２３の発信回路により１パルス分の発信駆動電圧をインパルス型振動子に印加し、このインパルス型振動子により液体トナーに向かってパルスの超音波を発信させる。
【００６５】
次に、処理部２６ｂのパルスカウント部２６ｆは、上記超音波発信装置２３により超音波が発信されると、パルスカウントを行う（ステップＳＴ２）。例えば、超音波発信装置２３により第１パルスの超音波が発信されるとカウント、すなわちパルスカウントし、カウント数ｎ＝１とする。
【００６６】
次に、処理部２６ｂの応答時間積算部２６ｇは、応答時間の積算を開始する（ステップＳＴ３）。ここでは、応答時間積算部２６ｇは、超音波発信装置２３による１パルスの超音波が発信されると、応答時間ｔの計測を開始する。
【００６７】
次に、処理部２６ｂの超音波受信部２６ｅは、超音波受信センサ２４により超音波が受信されたか否かを判断する（ステップＳＴ４）。ここでは、超音波受信部２６ｅは、超音波発信装置２３により発信された１パルスの超音波を超音波受信部２６ｅが受信することで、制御装置２６に出力される受信電圧が所定電圧以上となったか否かで、超音波受信センサ２４により超音波が受信されたか否かを判断する。なお、超音波受信部２６ｅは、超音波受信センサ２４により超音波を受信したと判断するまで、この超音波を受信されたか否かの判断を繰り返す。
【００６８】
次に、処理部２６ｂの応答時間積算部２６ｇは、超音波受信部２６ｅにより超音波を受信されたと判断すると、応答時間の積算を停止する（ステップＳＴ５）。ここでは、応答時間積算部２６ｇは、超音波発信装置２３による１パルスの超音波が発信された後、超音波受信部２６ｅが最初に超音波を受信すると応答時間の積算を停止する。従って、応答時間積算部２６ｇは、図７に示すように、超音波発信手段による１パルスの超音波の発信から受信までの応答時間ｔを計測する。
【００６９】
次に、処理部２６ｂの応答時間積算部２６ｇは、上記算出された応答時間ｔから１パルスの伝播速度Ｓｔを算出する（ステップＳＴ６）。ここでは、上記超音波発信装置２３により超音波が発信されるごと、すなわち１パルスごとの応答時間ｔに基づいて１パルスごとの伝播速度Ｓｔを算出する。
【００７０】
次に、処理部２６ｂの応答時間積算部２６ｇは、上記算出された１パルスごとの伝播速度Ｓｔが、下限速度Ｓｔmin以上で、かつ上限速度Ｓｔmax以下であるか否かを判断する（ステップＳＴ７）。
【００７１】
次に、処理部２６ｂのパルスカウント部２６ｆは、上記算出された１パルスごとの伝播速度Ｓｔが、下限速度Ｓｔmin以上で、かつ上限速度Ｓｔmax以下でないと判断すると、カウント数ｎを０とする（ステップＳＴ８）。ここでは、パルスカウント部２６ｆは、上記超音波発信装置２３により超音波が発信されるごとに行うパルスカウントによるカウント数ｎをリセットする。つまり、応答時間積算部２６ｇは、１パルスの超音波の発信から受信までの応答時間ｔに基づいた１パルスごと伝播速度Ｓｔが下限速度Ｓminから上限速度Ｓmaxまで、すなわち所定速度領域の範囲内である超音波発信手段による１パルスの超音波の発信から受信までの応答時間のみを積算することとなる。
【００７２】
ここで、トナータンク３に貯留されている液体トナーには、気泡が含まれる場合がある。一般に、液体中と気体中とでその音速は大きく異なるため、液体トナー中の音速は、気泡が含まれるか否かで大きく変化することとなる。そこで、所定速度領域を発信された超音波が気泡および液体、ここでは気泡が含まれている液体トナーでの伝播の場合における伝播速度Ｓが含まれない領域とする。従って、応答時間積算部２６ｇは、算出された伝播速度Ｓのうち、所定速度領域の範囲内、すなわち発信された超音波が、気泡が含まれていない液体トナーのみでの伝播の場合における伝播速度Ｓの範囲外のものは、固形分濃度Ｃの算出に用いない。これにより、固形分濃度測定装置２による固形分濃度Ｃの測定中に、測定対象である液体トナーに気泡が含まれても、算出された固形分濃度Ｃが実際の固形分濃度と異なることを抑制することができ、液体トナーの固形分濃度Ｃ、すなわち固形分が含まれる液体の固定分濃度の測定精度を向上することができる。また、下限速度Ｓｔmin以上で、かつ上限速度Ｓｔmax以下であるか否か、すなわち所定速度領域であるか否かの判断は、算出された１パルスごとの伝播速度Ｓｔごとに行われるので、気泡が含まれた液体トナーの応答時間ｔが積算応答時間Ｘに含まれることを確実に抑制することができる。これによっても、液体トナーの固形分濃度Ｃ、すなわち固形分が含まれる液体の固定分濃度の測定精度を向上することができる。
【００７３】
次に、処理部２６ｂのパルスカウント部２６ｆは、上記算出された１パルスごとの伝播速度Ｓｔが、下限速度Ｓｔmin以上で、かつ上限速度Ｓｔmax以下であると判断すると、カウント数ｎがＮであるか否かを判断する（ステップＳＴ９）。ここでは、パルスカウント部２６ｆは、上記超音波発信装置２３により超音波が発信されるごとに行うパルスカウントによるカウント数ｎがＮ、すなわち超音波発信装置２３により超音波がＮパルス分発信されたか否かを判断する。ここで、Ｎは１よりも大きい値であり、例えば数十から数百程度である。
【００７４】
次に、処理部２６ｂの超音波発信制御部２６ｄは、パルスカウント部２６ｆによりカウント数ｎがＮでないと判断されると、超音波受信部２６ｅにより超音波を受信されたと判断されてから所定時間経過したか否かを判断する（ステップＳＴ１０）。ここでは、超音波発信制御部２６ｄは、超音波発信装置２３による１パルスの超音波の発信回数がＮ回に到達していない、すなわち超音波発信装置２３により超音波がＮパルス分発信されていないと、超音波受信部２６ｅにより超音波を受信されたと判断されてから所定時間経過したか否かを判断する。ここで、所定時間は、少なくとも発信された１パルスの超音波の残響が超音波受信センサ２４により受信されなくなるまでの時間である。なお、超音波発信制御部２６ｄは、超音波受信部２６ｅにより超音波を受信されたと判断されてから所定時間経過したと判断するまで、この判断を繰り返す。
【００７５】
ここで、超音波発信装置２３は、後述のように１パルスごとに超音波を発信する。この超音波発信装置２３により１パルスの超音波が発信されると、空間部２１ａのうち、この超音波発信装置２３と超音波受信センサ２４との間で、超音波の残響が発生する。超音波受信センサ２４は、図７に示すように、発信された超音波を受信した後に、この超音波の残響によっても、超音波を受信したとして、制御装置２６に所定電圧以上の受信電圧を出力する。従って、応答時間積算部２６ｇは、超音波の残響が発生している状態では、超音波発信装置２３により１パルスの超音波を発信しても、超音波受信センサ２４がこの超音波の残響を受信してしまうため、応答時間を正確に計測することができなくなる。しかし、超音波発信制御部２３ｄは、超音波発信装置２３による１パルスの超音波の発信後、超音波受信センサにより最初に超音波を受信してから少なくとも発信された１パルスの超音波の残響がこの超音波受信センサ２４により受信されなくなるまでの間、１パルスの超音波を再度発信しない。従って、発信された１パルスの超音波ごとの応答時間ｔを正確に計測することができる。これにより、積算応答時間Ｘを精度良く算出することができ、この積算応答時間Ｘに基づいて算出された伝播速度をも精度良く算出することができ、液体トナーの固形分濃度Ｃ、すなわち固形分が含まれる液体の固形分濃度の測定精度を向上することができる。
【００７６】
次に、処理部２６ｂの超音波発信制御部２６ｄは、超音波受信部２６ｅにより超音波を受信されたと判断されてから所定時間経過したと判断すると、パルスカウント部２６ｆがカウント数ｎがＮであると判断する（ステップＳＴ９）まで、超音波発信装置２３により再び超音波を１パルス発信させ（ステップＳＴ１）、パルスカウント部２６ｆがパルスカウントを行い（ステップＳＴ２）、応答時間積算部２６ｇが応答時間の積算を再開し（ステップＳＴ３）、超音波受信部２６ｅが超音波受信センサ２４により超音波が受信されたと判断し（ステップＳＴ４）、応答時間積算部２６ｇが応答時間の積算を再度停止し（ステップＳＴ５）し、応答時間積算部２６ｇが１パルスの伝播速度Ｓｔを算出し（ステップＳＴ６）、算出された１パルスごとの伝播速度Ｓｔが下限速度Ｓｔmin以上で、かつ上限速度Ｓｔmax以下であるか否かを判断する（ステップＳＴ７）ことを繰り返す。従って、応答時間積算部２６ｇにより積算された応答時間である積算応答時間Ｘは、図７に示すように、気泡が含まれていない液体トナーの応答時間ｔである第１パルスから第ｎパルスまでの応答時間ｔ1からｔnの合計となる。
【００７７】
次に、処理部２６ｂの伝播速度算出部２６ｈは、図６に示すように、パルスカウント部２６ｆによりカウント数ｎがＮであると判断されると、温度Ｔを取得する（ステップＳＴ１１）。ここでは、温度センサ２５により検出され、制御装置２６に出力された液体トナーの温度Ｔを取得する。
【００７８】
次に、処理部２６ｂの伝播速度算出部２６ｈは、温度テーブルを取得する（ステップＳＴ１２）。ここでは、記憶部２６ｃに格納されている図３に示す温度テーブルを取得する。
【００７９】
次に、処理部２６ｂの伝播速度算出部２６ｈは、積算応答時間Ｘと温度Ｔと温度テーブルとに基づいて伝播速度Ｓを算出する（ステップＳＴ１３）。つまり、濃度測定手段の一部である伝播速度算出部２６ｈは、温度テーブルを用いることで、伝播距離Ｄ、積算応答時間Ｘおよび検出された温度Ｔに基づいて伝播速度Ｓを算出する。
【００８０】
次に、処理部２６ｂの濃度算出部２６ｉは、固形分濃度テーブルを取得する（ステップＳＴ１４）。ここでは、記憶部２６ｃに格納されている図５に示す固形分濃度テーブルを取得する。
【００８１】
次に、処理部２６ｂの濃度算出部２６ｉは、温度一定時における伝播速度Ｓと固形分濃度テーブルとに基づいて固形分濃度Ｃを算出する（ステップＳＴ１５）。つまり、濃度測定手段である濃度算出部２６ｉは、固形分濃度テーブルを用いることで、積算応答時間Ｘに基づいて、すなわち伝播距離Ｄおよびこの積算応答時間に基づいて液体トナーの固形分濃度Ｃを算出する。
【００８２】
以上のように、超音波発信装置２３により発信された１パルスの超音波を超音波受信センサ２４により受信するまでの応答時間ｔをＮパルス分積算した積算応答時間Ｘ、あるいは伝播距離Ｄおよびこの積算応答時間Ｘに基づいて算出された伝播速度Ｓに基づいて、固形分濃度Ｃを算出することができる。従って、従来の光学式のセンサを用いて液体トナーの固形分濃度を測定する場合における外乱の影響を考慮しなくても良いので、液体トナーの固形分濃度Ｃ、すなわち固形分が含まれる液体の固形分濃度の測定精度を向上することができる。
【００８３】
また、伝播距離Ｄが短い、例えば数ｍｍ程度の場合、液体トナーの固形分濃度の変化に応じた応答時間ｔの変化量は、微少なものとなるが、固形分濃度測定装置２では、この応答時間ｔをＮパルス分積算した積算応答時間Ｘに基づいて固形分濃度Ｃを算出する。従って、固形分濃度Ｃが変化すると積算応答時間Ｘの変化量を、応答時間ｔの変化量のＮ倍とすることができるので、積算応答時間Ｘの変化は、応答時間ｔの変化よりも正確に計測することができる。これにより、伝播距離Ｄが短くても、計測精度の高い構成部品を必要とせずに、固形分濃度Ｃの測定精度を向上することができる。
【００８４】
次に、処理部２６ｂの供給量制御部２６ｊは、濃度算出部２６ｉにより算出された固形分濃度Ｃが所定濃度Ｃ１であるか否かを判断する（ステップＳＴ１６）。ここで、所定濃度Ｃ１とは、例えば画像形成装置１０によりトナー画像を転写した画像形成媒体の安定した品質を維持することができる濃度をいう。この所定濃度Ｃ１は、予め設定され記憶部２６ｃに格納されていても良いし、画像形成装置１０の作動ごとに、ユーザーが設定しても良い。つまり、供給量制御部２６ｊは、トナータンク３に貯留されている液体トナーの固形分濃度Ｃが画像形成装置１０によりトナー画像を転写した画像形成媒体の安定した品質を維持することができる固形分濃度であるか否かを判断する。なお、固形分濃度調整装置１−１は、処理部２６ｂの供給量制御部２６ｊが濃度算出部２６ｉにより算出された固形分濃度Ｃが所定濃度Ｃ１であると判断すると、１制御周期の動作を終了する。
【００８５】
次に、処理部２６ｂの供給量制御部２６ｊは、濃度算出部２６ｉにより算出された固形分濃度Ｃが所定濃度Ｃ１でないと判断すると、この固形分濃度ＣがＣ１未満であるか否かを判断する（ステップＳＴ１７）。ここでは、供給量制御部２６ｊは、濃度算出部２６ｉにより算出された固形分濃度Ｃが所定濃度Ｃ１よりも薄いか否かを判断する。
【００８６】
次に、処理部２６ｂの供給量制御部２６ｊは、濃度算出部２６ｉにより算出された固形分濃度Ｃが所定濃度Ｃ１未満であると判断すると、高濃度液体トナーをトナータンク３に供給する（ステップＳＴ１８）。ここでは、供給量制御部２６ｊは、高濃度液体トナー供給装置４に対して高濃度液体トナー供給制御を行うことで、図示しない高濃度トナー用バルブを開弁し、図示しない高濃度液体トナータンクに貯留されている高濃度液体トナーをトナータンク３に供給する。なお、高濃度液体トナー供給装置４による高濃度液体トナーの供給量は、一定であっても良いし、濃度算出部２６ｉにより算出された固形分濃度Ｃと所定濃度Ｃ１との差に基づいて変化させても良い。
【００８７】
次に、処理部２６ｂの供給量制御部２６ｊは、濃度算出部２６ｉにより算出された固形分濃度Ｃが所定濃度Ｃ１以上であると判断すると、希釈液をトナータンク３に供給する（ステップＳＴ１９）。ここでは、供給量制御部２６ｊは、希釈液供給装置５に対して希釈液供給制御を行うことで、図示しない希釈液用バルブを開弁し、図示しない希釈液タンクに貯留されている希釈液をトナータンク３に供給する。なお、希釈液供給装置５による希釈液の供給量は、一定であっても良いし、濃度算出部２６ｉにより算出された固形分濃度Ｃと所定濃度Ｃ１との差に基づいて変化させても良い。
【００８８】
以上のように、固形分濃度調整装置１−１は、固形分濃度測定装置２により測定された液体トナーの固形分濃度Ｃの測定精度が高いため、固形分濃度Ｃを所定濃度Ｃ１に容易に維持することができる。従って、所望の固形分濃度Ｃの液体トナーを画像形成装置１０に供給することができる。これにより、画像形成装置１０は、トナー画像を転写した画像形成媒体の安定した品質を維持することできる。
【００８９】
また、上記実施例では、固形分濃度測定装置２は、トナータンク３内の液体トナーの固形分濃度Ｃを測定するが、この発明はこれに限定されるものではない。例えば、固形分濃度測定装置２の固形分濃度測定ユニット２１は、トナータンク３と画像形成装置１０との間に配置しても良い。つまり、固形分濃度測定装置２は、トナータンク３から画像形成装置１０に供給される液体トナーの固形分濃度を測定しても良い。
【実施例２】
【００９０】
次に、実施例２にかかる固形分濃度調整装置１−２について説明する。図８は、この発明の実施例２にかかる固形分濃度測定装置を備える固形分濃度調整装置の構成例を示す図である。図９は、液体トナー用の固形分濃度測定装置の固形分測定制御装置を示す図である。図１０は、希釈液用の固形分濃度測定装置の固形分測定制御装置を示す図である。図１１は、供給量制御装置を示す図である。なお、実施例２にかかる固形分濃度調整装置１−２の基本構成のうち、実施例１にかかる固形分濃度調整装置１−１の基本構成と同一あるいはほぼ同一の部分は、省略あるいは簡略化して説明する。
【００９１】
図８に示すように、実施例２にかかる固形分濃度調整装置１−２は、この発明にかかる液体トナー用の固形分濃度測定装置２０と、トナータンク３０と、コンクトナー供給装置４０と、リサイクルキャリア供給装置５０と、この発明にかかる希釈液用の固形分濃度測定装置６０と、供給量制御装置７０と、トナー液量センサ８０とにより構成されている。なお、９０は、攪拌装置である。
【００９２】
固形分濃度測定装置２０は、実施例２ではトナータンク３内に貯留されている液体トナーの固形分濃度Ｃｒを測定するものである。固形分濃度測定装置２０の基本的構成は、実施例１にかかる固形分濃度測定装置２の基本的構成と同一であり、固形分濃度測定ユニット２０１と、循環用ポンプ２０２と、超音波発信装置２０３と、超音波受信センサ２０４と、温度センサ２０５と、固形分濃度測定制御装置２０６とにより構成されている。なお、２０７，２０８は、循環用チューブである。
【００９３】
固形分濃度測定ユニット２０１は、実施例１にかかる固形分濃度測定ユニット２１と同様であり、超音波発信装置２０３と超音波受信センサ２０４との間に、トナータンク３０から供給された液体トナーを循環させるものである。固形分濃度測定ユニット２０１は、循環用チューブ２０７,２０８により、トナータンク３０と連通している。
【００９４】
循環用ポンプ２０２は、トナータンク３０と固形分濃度測定ユニット２０１と間で、液体トナーを循環させるものである。循環用ポンプ２０２の駆動・停止の駆動停止制御は、例えば固形分濃度測定制御装置２０６により行われる。
【００９５】
超音波発信装置２０３は、超音波発信手段である。超音波発信装置２０３は、図示は省略するが超音波を発信するインパルス型振動子と、インパルス型振動子に発信駆動電圧を印加する駆動回路を備えるものである。超音波発信装置２０３により超音波を発信する超音波発信制御は、固形分濃度測定制御装置２０６の後述する超音波発信制御部２０６ｄにより行われる。
【００９６】
超音波受信センサ２０４は、超音波受信手段である。超音波受信センサ２０４は、図示は省略するが超音波を受信するインパルス型振動子を備えるものである。超音波受信センサ２０４により超音波が受信されると、受信電圧が固形分濃度測定制御装置２０６に出力される。
【００９７】
温度センサ２０５は、温度検出手段である。温度センサ２０５は、トナータンク３０内の液体トナーの温度Ｔｒを検出するものである。温度センサ２０５により検出されたトナータンク３０内の液体トナーの温度Ｔｒは、固形分濃度測定制御装置２０６に出力される。
【００９８】
固形分濃度測定制御装置２０６は、固形分濃度測定装置２０を制御することで、トナータンク３０内の液体トナーの固形分濃度Ｃｒを測定するものである。また、固形分濃度測定制御装置２０６は、図９に示すように、入出力部（Ｉ／Ｏ）２０６ａと、処理部２０６ｂと、記憶部２０６ｃとにより構成されている。処理部２０６ｂは、少なくとも超音波発信制御部２０６ｄと、超音波受信部２０６ｅと、パルスカウント部２０６ｆと、応答時間積算部２０６ｇと、伝播速度算出部２０６ｈと、液体トナー固形分濃度算出部２０６ｉとを有している。なお、固形分濃度測定制御装置２０６は、供給量制御装置７０と接続されており、固形分濃度測定装置２０により測定されたトナータンク３０内の液体トナーの固形分濃度Ｃｒが供給量制御装置７０に出力される。固形分濃度測定制御装置２０６は、画像形成装置１００の運転制御に伴い循環用ポンプ２０２の駆動を行う。
【００９９】
処理部２０６ｂの超音波発信制御部２０６ｄは、超音波発信制御手段である。超音波発信制御部２０６ｄは、超音波発信装置２０３により１パルスごとに超音波を発信させるものである。
【０１００】
処理部２０６ｂの超音波受信部２０６ｅは、固形分濃度測定制御装置２０６に出力された超音波受信センサ２０４により受信された超音波の受信電圧に基づいて、超音波発信装置２０３から発信された１パルスの超音波を受信したか否かを判断するものである。
【０１０１】
処理部２０６ｂのパルスカウント部２０６ｆは、超音波発信装置２０３により超音波が１パルス発信されるごとにカウントするものである。
【０１０２】
処理部２０６ｂの応答時間積算部２０６ｇは、超音波発信装置２０３による１パルスの超音波の発信から超音波受信センサ２０４による発信された１パルスの超音波の受信までの応答時間ｔを１パルスごとに計測するものである。そして、応答時間積算部２０６ｇは、Ｎパルス（Ｎ＞１）ごとに、計測した応答時間ｔを積算するものである。
【０１０３】
処理部２０６ｂの伝播速度算出部２０６ｈは、濃度算出手段の一部である。伝播速度算出部２０６ｈは、超音波発信装置２０３から超音波受信センサ２０４までの伝播距離Ｄ、上記応答時間積算部２０６ｇにより積算されたＮパルス分の応答時間である積算応答時間Ｘｒおよび温度センサ２０５により検出された温度Ｔｒに基づいて超音波発信装置２０３から超音波受信センサ２０４までの超音波の伝播速度Ｓｒを算出するものである。実施例２では、伝播速度算出部２０６ｈは、積算応答時間Ｘｒと記憶部２０６ｃに格納されている図示しない温度テーブルとに基づいて伝播速度Ｓｒを算出する。ここで、温度テーブルは、実施例１における温度テーブルと同様の構成である。
【０１０４】
処理部２０６ｂの液体トナー固形分濃度算出部２０６ｉは、濃度算出手段である。液体トナー固形分濃度算出部２０６ｉは、積算応答時間Ｘｒに基づいて、ここでは上記伝播速度算出部２０６ｈにより算出された伝播速度Ｓｒに基づいて、固形分が含まれる液体、ここでは、固形分がコンクトナー供給装置４０から供給される高濃度液体トナーの固形分（着色剤を含んだ粒子などからなる固形分）に、後述する希釈液の固形分（大部分が着色剤を含んだ粒子を除いたもので構成される固形分）を加えた液体トナーの固形分濃度Ｃｒを算出するものである。実施例２では、液体トナー固形分濃度算出部２０６ｉは、伝播速度Ｓｒと記憶部２０６ｃに格納されている固形分濃度テーブルとに基づいて固形分濃度Ｃｒを算出する。ここで、固形分濃度テーブルは、実施例１における固形分濃度テーブルと同様の構成である。
【０１０５】
トナータンク３０は、液体トナーを貯留するものである。トナータンク３０は、図８に示すように、画像形成装置１００と接続されている。トナータンク３０に貯留されている液体トナーは、適宜、画像形成装置１００に供給される。
【０１０６】
コンクトナー供給装置４０は、高濃度液体トナー供給手段である。コンクトナー供給装置４０は、実施例２では、通常の液体トナーよりも固形分における着色剤を含んだ粒子の比率を一定とした際の理想固形分濃度が高い、すなわち着色剤を含んだ粒子を多く含む高濃度液体トナーをトナータンク３０に供給するものである。コンクトナー供給装置４０は、コンクトナータンク４１と、第２ポンプ４２と、連通チューブ４３とにより構成されている。コンクトナータンク４１は、予め供給された高濃度液体トナーを貯留するものである。第２ポンプ４２は、高濃度液体トナーポンプであり、コンクトナータンク４１に貯留される高濃度液体トナーをトナータンク３０に連通チューブ４３を介して供給するものである。第２ポンプ４２は、供給量制御装置７０と接続されており、供給量制御装置７０の後述する第２ポンプ制御部７９により制御される。なお、第２ポンプ制御部７９は、後述する第２ポンプ制御量算出部７７により算出された第２ポンプの制御量Ｐｒに基づいて第２ポンプ４２を制御する。第２ポンプ４２は、算出され制御量Ｐｒがプラスであると駆動し、マイナスであると駆動しない。
【０１０７】
リサイクルキャリア供給装置５０は、希釈液供給手段である。リサイクルキャリア供給装置５０は、使用されることで着色剤を含んだ粒子が消費されたトナータンク３０に貯留されていた液体トナーを希釈液として再利用するものである。つまり、リサイクルキャリア供給装置５０は、実施例２では、通常の液体トナーよりも使用されることで着色剤を含んだ粒子が消費され、残留物質が含まれる希釈液をトナータンク３０に供給するものである。リサイクルキャリア供給装置５０は、リサイクルキャリアタンク５１と、第１ポンプ５２と、リサイクル装置５３と、連通チューブ５４，５５，５６とにより構成されている。リサイクルキャリアタンク５１は、希釈液を貯留するものである。第１ポンプ５２は、希釈液ポンプであり、リサイクルキャリアタンク５１に貯留される希釈液をトナータンク３０に連通チューブ５６を介して供給するものである。第１ポンプ５２は、供給量制御装置７０と接続されており、供給量制御装置７０の後述する第１ポンプ制御部７８により制御される。なお、第１ポンプ制御部７８は、後述する第１ポンプ制御量算出部７６により算出された第１ポンプの制御量Ｐｃに基づいて第１ポンプ５２を制御する。第１ポンプ５２は、算出され制御量Ｐｃがプラスであると駆動し、マイナスであると駆動しない。ここで、実施例２では、第１ポンプ５２は、第２ポンプ４２と同一性能のポンプである。リサイクル装置５３は、連通チューブ５４を介して画像形成装置１００により使用された液体トナー（トナータンク３０に貯留されていた液体トナー）を導入し、連通チューブ５４を介してリサイクルキャリアタンク５１に導入される前に、使用された液体トナーに含まれる着色剤を含んだ粒子を除去するものである。なお、リサイクル装置５３による液体トナーに含まれる着色剤を含んだ粒子、すなわちトナー粒子の除去の方法は、例えばトナー粒子が帯電している場合には、図示しない電極板を配置して、電極板をトナー粒子が帯電している電極と反対の電極に帯電させ、電極板によりトナー粒子を吸引することで行う。
【０１０８】
固形分濃度測定装置６０は、実施例２ではリサイクルキャリアタンク５１内に貯留されている希釈液の固形分濃度相当量Ｃｃを測定するものである。固形分濃度測定装置６０の基本的構成は、固形分濃度測定装置５０の基本的構成と同一であり、固形分濃度測定ユニット６０１と、循環用ポンプ６０２と、超音波発信装置６０３と、超音波受信センサ６０４と、温度センサ６０５と、固形分濃度測定制御装置６０６とにより構成されている。なお、６０７，６０８は、循環用チューブである。
【０１０９】
固形分濃度測定ユニット６０１は、超音波発信装置６０３と超音波受信センサ６０４との間に、リサイクルキャリアタンク５１から供給された希釈液を循環させるものである。固形分濃度測定ユニット６０１は、循環用チューブ６０７，６０８により、リサイクルキャリアタンク５１と連通している。
【０１１０】
循環用ポンプ６０２は、リサイクルキャリアタンク５１と固形分濃度測定ユニット６０１との間で、希釈液を循環させるものである。循環用ポンプ６０２の駆動・停止の駆動停止制御は、例えば固形分濃度測定制御装置６０６により行われる。
【０１１１】
超音波発信装置６０３は、超音波発信手段である。超音波発信装置６０３は、図示は省略するが超音波を発信するインパルス型振動子と、インパルス型振動子に発信駆動電圧を印加する駆動回路を備えるものである。超音波発信装置６０３により超音波を発信する超音波発信制御は、固形分濃度測定制御装置６０６の後述する超音波発信制御部６０６ｄにより行われる。
【０１１２】
超音波受信センサ６０４は、超音波受信手段である。超音波受信センサ６０４は、図示は省略するが超音波を受信するインパルス型振動子を備えるものである。超音波受信センサ６０４により超音波が受信されると、受信電圧が固形分濃度測定制御装置６０６に出力される。
【０１１３】
温度センサ６０５は、温度検出手段である。温度センサ６０５は、リサイクルキャリアタンク５１内の希釈液の温度Ｔｃを検出するものである。温度センサ６０５により検出されたリサイクルキャリアタンク５１内の希釈液の温度Ｔｃは、固形分濃度測定制御装置６０６に出力される。
【０１１４】
固形分濃度測定制御装置６０６は、固形分濃度測定装置６０を制御することで、リサイクルキャリアタンク５１内の希釈液の固形分濃度相当量Ｃｃを測定するものである。また、固形分濃度測定制御装置６０６は、図１０に示すように、入出力部（Ｉ／Ｏ）６０６ａと、処理部６０６ｂと、記憶部６０６ｃとにより構成されている。処理部６０６ｂは、少なくとも超音波発信制御部６０６ｄと、超音波受信部６０６ｅと、パルスカウント部６０６ｆと、応答時間積算部６０６ｇと、伝播速度算出部６０６ｈと、希釈液固形分濃度算出部６０６ｉとを有している。なお、固形分濃度測定制御装置６０６は、供給量制御装置７０と接続されており、固形分濃度測定装置６０により測定されたリサイクルキャリアタンク５１内の希釈液の固形分濃度相当量Ｃｃが供給量制御装置７０に出力される。固形分濃度測定制御装置６０６は、画像形成装置１００の運転制御に伴い循環用ポンプ６０２の駆動を行う。
【０１１５】
処理部６０６ｂの超音波発信制御部６０６ｄは、超音波発信制御手段である。超音波発信制御部６０６ｄは、超音波発信装置６０３により１パルスごとに超音波を発信させるものである。
【０１１６】
処理部６０６ｂの超音波受信部６０６ｃは、固形分濃度測定制御装置６０６に出力された超音波受信センサ６０４により受信された超音波の受信電圧に基づいて、超音波発信装置６０３から発信された１パルスの超音波を受信したか否かを判断するものである。
【０１１７】
処理部６０６ｂのパルスカウント部６０６ｆは、超音波発信装置６０３により超音波が１パルス発信されるごとにカウントするものである。
【０１１８】
処理部６０６ｂの応答時間積算部６０６ｇは、超音波発信装置６０３による１パルスの超音波の発信から超音波受信センサ６０４による発信された１パルスの超音波の受信までの応答時間ｔを１パルスごとに計測するものである。そして、応答時間積算部６０６ｇは、Ｎパルス（Ｎ＞１）ごとに、計測した応答時間ｔを積算するものである。
【０１１９】
処理部６０６ｂの伝播速度算出部６０６ｈは、濃度算出手段の一部である。伝播速度算出部６０６ｈは、超音波発信装置６０３から超音波受信センサ６０４までの伝播距離Ｄｃ、上記応答時間積算部６０６ｇにより積算されたＮパルス分の応答時間である積算応答時間Ｘｒおよび温度センサ６０５により検出された温度Ｔｃに基づいて超音波発信装置６０３から超音波受信センサ６０４までの超音波の伝播速度Ｓｃを算出するものである。実施例２では、伝播速度算出部６０６ｈは、積算応答時間Ｘｃと記憶部６０３ｃに格納されている図示しない温度テーブルとに基づいて伝播速度Ｓｃを算出する。ここで、温度テーブルは、実施例１における温度テーブルと同様の構成である。
【０１２０】
処理部６０６ｂの希釈液固形分濃度算出部６０６ｉは、濃度算出手段である。希釈液固形分濃度算出部６０６ｉは、積算応答時間Ｘｃに基づいて、ここでは上記伝播速度算出部６０６ｈにより算出された伝播速度Ｓｃに基づいて、固形分が含まれる液体、ここでは、画像形成装置１００により着色剤を含んだ粒子が消費され、リサイクル装置５３によりさらに着色剤を含んだ粒子が除去されることで、着色剤を含んだ粒子が消費された液体トナー、すなわち固形分の大部分が着色剤を含んだ粒子を除いた残留物質で構成される液体トナーである希釈液の固形分濃度相当量Ｃｃを算出するものである。実施例２では、液体トナー固形分濃度算出部２０６ｉは、伝播速度Ｓｃと記憶部６０３ｃに格納されている固形分濃度テーブルとに基づいて固形分濃度相当量Ｃｃを算出する。ここで、固形分濃度テーブルは、実施例２における固形分濃度テーブルと同様の構成である。
【０１２１】
供給量制御装置７０は、供給量制御手段であり、固形分濃度測定装置２０、６０を備える固形分濃度調整装置１−２を運転制御するものである。供給量制御装置７０は、固形分濃度測定方法を含む固形分濃度調整方法を実行するものである。供給量制御装置７０には、液体トナー用の固形分濃度測定装置２０により測定されたトナータンク３０内の液体トナーの固形分濃度Ｃｒ、希釈液用の固形分濃度測定装置６０により測定されたリサイクルキャリアタンク５１内の希釈液の固形分濃度相当量Ｃｃ、トナー液量センサ８０により測定されたトナータンク３０内の液体トナーのトナー液量Ｆなどが入力される。供給量制御装置７０は、これら入力データに基づいて、第１ポンプ５２の制御量Ｐｃおよび第２ポンプ４２の制御量Ｐｒを算出し、第１ポンプ５２および第２ポンプ４２を算出された制御量Ｐｃ，Ｐｒに基づいて制御するものである。つまり、供給量制御装置７０は、測定されたトナータンク３０内の液体トナーの固形分濃度Ｃｒ、測定されたリサイクルキャリアタンク５１内の希釈液の固形分濃度相当量Ｃｃ、測定されたトナータンク３０内の液体トナーのトナー液量Ｆに基づいて、高濃度液体トナーあるいは希釈液のトナータンク３０への供給の制御、すなわち、高濃度液体トナー供給制御および希釈液供給制御を行うものである。供給量制御装置７０は、実施例２では、固形分濃度Ｃｒと固形分濃度相当量Ｃｃとの差である差分固形分濃度Ｃｘが所定濃度である目標理想固形分濃度Ｃｔとなるように、トナー液量Ｆが所定液量である目標トナー液量Ｆｔとなるように、算出された制御量Ｐｃ，Ｐｒに基づいて第１ポンプ５２および第２ポンプ４２の制御を行うものである。
【０１２２】
また、供給量制御装置７０は、図１１に示すように、入出力部（Ｉ／Ｏ）７１と、処理部７２と、記憶部７３とにより構成されている。処理部７２は、メモリおよびＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成されている。処理部７２は、少なくとも目標値取得部７４と、差分固形分濃度算出部７５と、第１ポンプ制御量算出部７６と、第２ポンプ制御量算出部７７と、第１ポンプ制御部７８と、第２ポンプ制御部７９とにより構成されている。処理部７２は、後述する固形分濃度測定方法を含む固形分濃度調整方法に基づくプログラムをメモリにロードして実行することにより、固形分濃度測定方法を含む固形分濃度調整方法などを実現させるものであっても良い。記憶部７３は、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような読み出しのみが可能なメモリ、あるいはＲＡＭ（Random Access Memory）のような読み書きが可能なメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。
【０１２３】
処理部７２の目標値取得部７４は、トナータンク３０内の液体トナーの理想固形分濃度およびトナー液量Ｆの目標値を取得するものである。目標値取得部７４は、実施例２では、例えば供給量制御装置７０と接続されている図示しない入力手段により入力された目標理想固形分濃度Ｃｔである所定濃度および目標トナー液量Ｆｔである所定液量を取得する。
【０１２４】
処理部７２の差分固形分濃度算出部７５は、トナータンク３０内の液体トナーの固形分濃度とリサイクルキャリアタンク５１内の希釈液の固形分濃度相当量との差を算出するものである。差分固形分濃度算出部７５は、実施例２では、液体トナー用の固形分濃度測定装置２０により測定された液体トナーの固形分濃度Ｃｒと希釈液用の固形分濃度測定装置６０により測定された希釈液の固形分濃度相当量Ｃｃとの差を差分固形分濃度Ｃｘとして算出する。
【０１２５】
ここで、トナータンク３０内に貯留されている液体トナーは、コンクトナー供給装置４０により供給された高濃度液体トナーと、リサイクルキャリア供給装置５０により供給された希釈液とを混合したものとなる。つまり、トナータンク３０内の液体トナーの固形分は、コンクトナー供給装置４０から供給される高濃度液体トナーの固形分、すなわち着色剤を含んだ粒子などからなる固形分に、リサイクルキャリア供給装置５０から供給された希釈液の固形分、すなわち着色剤を含んだ粒子が消費されて残った残留物質分を加えたものとなる。つまり、高濃度液体トナーおよび希釈液が混合されたトナータンク内の液体トナーは、同一固形分濃度であっても、高濃度液体トナーの固形分における着色剤を含んだ粒子の比率よりも、固形分における着色剤を含んだ粒子の比率が小さくなる。従って、測定されたトナータンク３０内の液体トナーの固形分濃度Ｃｒは、トナータンク３０内の液体トナーの固形分における着色剤を含んだ粒子の比率を一定（高濃度液体トナーの固形分における着色剤を含んだ粒子の比率）とした際の液体トナーの固形分濃度、すなわち理想固形分濃度とずれる虞がある。そこで、差分固形分濃度算出部７５は、測定された液体トナーの固形分濃度Ｃｒと測定された希釈液の固形分濃度相当量Ｃｃとの差を算出し、差を差分固形分濃度とする。つまり、差分固形分濃度算出部７５は、コンクトナー供給装置４０から供給される高濃度液体トナーの固形分にリサイクルキャリア供給装置５０から供給された希釈液の残留物質分が加えられたトナータンク３０内の液体トナーの固形分濃度をコンクトナー供給装置４０から供給される高濃度液体トナーの固形分のみが含まれる液体トナーの固形分濃度、すなわち理想固形分濃度に変換するものある。従って、差分固形分濃度算出部７５により算出された差分固形分濃度Ｃｘをトナータンク３０内の液体トナーの理想固形分濃度とすることができる。
【０１２６】
差分固形分濃度算出部７５は、差分固形分濃度Ｃｘを以下の数式１で算出する。ｋは、比例係数であり、液体トナーの種類、例えば、画像形成装置１００で用いる各色に対応して異なる。これは、各色の液体トナーでは、含まれる着色剤を含んだ粒子の組成などがことなり、固形分量係数および固形分量定数が異なるからである。
【０１２７】
【数１】
2008014930.tif 000003
【０１２８】
処理部７２の第１ポンプ制御量算出部７６は、第１ポンプ５２を制御するための制御量、例えば第１ポンプ５２の回転速度、回転数を算出するものである。第１ポンプ制御量算出部７６は、実施例２では、目標理想固形分濃度Ｃｔと差分固形分濃度Ｃｘとの差である濃度誤差ΔＣ（Ｃｔ−Ｃ（ｉ））が小さくなるように、第１ポンプ５２の制御量Ｐｃを算出するものである。第１ポンプ制御量算出部７６は、濃度誤差ΔＣがマイナス、すなわち差分固形分濃度Ｃｘが目標理想固形分濃度Ｃｔよりも濃い場合に、第１ポンプ５２を駆動することができるように第１ポンプ５２の制御量Ｐｃをプラス側に算出するものである。第１ポンプ５２の制御量Ｐｃは、以下の数式２により算出される。Ｋ１，Ｋ２は、制御量換算整数であり、第１ポンプ５２の制御量Ｐｃが例えば回転速度である場合は、回転速度換算係数である。
【０１２９】
【数２】
2008014930.tif 000004
【０１３０】
上記数式２では、濃度誤差ΔＣを累積することで、第１ポンプ５２の制御量Ｐｃを算出することとなる。第１ポンプ５２の吐出量のばらつきや、希釈液に空気が混入するなどの第１ポンプ５２により希釈液の供給に不備が生じると、濃度誤差ΔＣが小さくならないため、算出される制御量Ｐｃがプラス側に増加し続け、第１ポンプ５２による希釈液のトナータンク３０への供給量が増加し、素早く濃度誤差ΔＣを小さくすることができる。また、上記数式２では、差分固形分濃度Ｃｘの変化量（Ｃ（ｉ）−Ｃ（ｉ−１））の増加に伴い、算出される制御量Ｐｃが減少し、第１ポンプ５２による希釈液のトナータンク３０への供給量が減少する。つまり、第１ポンプ制御量算出部７６は、差分固形分濃度Ｃｘの変化量に基づいて、第１ポンプ５２の制御量Ｐｃを算出する。これにより、希釈液供給制御のオーバーシュートやアンダーシュートを抑制することができる。
【０１３１】
処理部７２の第２ポンプ制御量算出部７７は、第２ポンプ４２を制御するための制御量、例えば第２ポンプ４２の回転速度、回転数を算出するものである。第２ポンプ制御量算出部７７は、実施例２では、目標理想固形分濃度Ｃｔと差分固形分濃度Ｃｘとの差である濃度誤差ΔＣおよび目標トナー液量Ｆｔとトナー液量Ｆとの差である液量誤差ΔＦが小さくなるように、第２ポンプ４２の制御量Ｐｃを算出するものである。第２ポンプ制御量算出部７７は、濃度誤差ΔＣがプラス、すなわち差分固形分濃度Ｃｘが目標理想固形分濃度Ｃｔよりも薄い場合および液量誤差ΔＦがプラス、すなわちトナー液量Ｆが目標トナー液量Ｆｔよりも少ない場合に、第２ポンプ４２を駆動することができるように第２ポンプ４２の制御量Ｐｒをプラス側に算出するものである。具体的には、第２ポンプ制御量算出部７７は、濃度誤差ΔＣを基準とした第２ポンプ４２の制御量である濃度誤差基準制御量Ｐｒｃおよび液量誤差ΔＦを基準とした第２ポンプ４２の制御量である液量誤差基準制御量Ｐｒｆを算出し、算出された濃度誤差基準制御量Ｐｒｃ、あるいは液量誤差基準制御量Ｐｒｆのいずれかを第２ポンプ４２の制御量Ｐｒとして選択するものである。
【０１３２】
濃度誤差基準制御量Ｐｒｃは、濃度誤差ΔＣが小さくなるように、以下の数式３により算出される。
【０１３３】
【数３】
2008014930.tif 000005
【０１３４】
上記数式３では、濃度誤差ΔＣを累積することで、濃度誤差基準制御量Ｐｒｃを算出することとなる。第２ポンプ４２の吐出量のばらつきや、高濃度液体トナーに空気が混入するなどの第２ポンプ４２により高濃度液体トナーの供給に不備が生じると、濃度誤差ΔＣが小さくならないため、算出される濃度誤差基準制御量Ｐｒｃがプラス側に増加し続け、第２ポンプ４２による高濃度液体トナーのトナータンク３０への供給量が増加し、素早く濃度誤差ΔＣを小さくすることができる。また、上記数式３では、差分固形分濃度Ｃｘの変化量（Ｃ（ｉ）−Ｃ（ｉ−１））の増加に伴い、算出される濃度誤差基準制御量Ｐｒｃが減少し、第２ポンプ４２による高濃度液体トナーのトナータンク３０への供給量が減少する。つまり、第２ポンプ制御量算出部７７は、差分固形分濃度Ｃｘの変化量に基づいて、第２ポンプ４２の制御量Ｐｒの１つである濃度誤差基準制御量Ｐｒｃを算出する。これにより、高濃度液体トナー供給制御のオーバーシュートやアンダーシュートを抑制することができる。
【０１３５】
液量誤差基準制御量Ｐｒｆは、液量誤差ΔＦが小さくなるように、以下の数式４により算出される。Ｋ３，Ｋ４は、制御量換算整数であり、第２ポンプ４２の制御量Ｐｒの１つである液量誤差基準制御量Ｐｒｆが例えば回転速度である場合は、回転速度換算係数である。
【０１３６】
【数４】
2008014930.tif 000006
【０１３７】
上記数式４では、液量誤差ΔＦを累積することで、液量誤差基準制御量Ｐｒｆを算出することとなる。第２ポンプ４２の吐出量のばらつきや、高濃度液体トナーに空気が混入するなどの第２ポンプ４２により高濃度液体トナーの供給に不備が生じると、液量誤差ΔＦが小さくならないため、算出される液量誤差基準制御量Ｐｒｆがプラス側に増加し続け、第２ポンプ４２による高濃度液体トナーのトナータンク３０への供給量が増加し、素早く液量誤差ΔＦを小さくすることができる。また、上記数式４では、トナータンク３０内の液体トナーの変化量、すなわち測定されたトナー液量Ｆの変化量（Ｆ（ｉ）−Ｆ（ｉ−１））の増加に伴い、算出される液量誤差基準制御量Ｐｒｆが減少し、第２ポンプ４２による高濃度液体トナーのトナータンク３０への供給量が減少する。つまり、第２ポンプ制御量算出部７７は、測定されたトナー液量Ｆの変化量に基づいて、第２ポンプ４２の制御量Ｐｒの１つである液量誤差基準制御量Ｐｒｆを算出する。これにより、高濃度液体トナー供給制御のオーバーシュートやアンダーシュートを抑制することができる。さらに、上記数式４では、第１ポンプ５２の制御量Ｐｃが減算されている。つまり、第２ポンプ４２は、濃度誤差ΔＣが小さくなるように算出された第１ポンプ５２の制御量Ｐｃを減算した液量誤差基準制御量Ｐｒｆに基づいて第２ポンプ制御部７９により制御される。
【０１３８】
また、第２ポンプ制御量算出部７７は、濃度誤差ΔＣに基づいて算出された濃度誤差基準制御量Ｐｒｃあるいは算出された液量誤差基準制御量Ｐｒｆのいずれかを選択し、第２ポンプ４２の制御量Ｐｒとするものである。第２ポンプ制御量算出部７７は、濃度誤差ΔＣが所定値Ｃｓを超えると、濃度誤差基準制御量Ｐｒｃを選択し、第２ポンプ４２の制御量Ｐｒとし、濃度誤差ΔＣが所定値Ｃｓ以下であると、液量誤差基準制御量Ｐｒｆを選択し、第２ポンプ４２の制御量Ｐｒとする。つまり、第２ポンプ制御量算出部７７は、濃度誤差ΔＣが所定値Ｃｓを超えると、濃度誤差ΔＣが小さくなるように、濃度誤差基準制御量Ｐｒｃに基づいて第２ポンプ４２を制御し、濃度誤差ΔＣが所定Ｃｓ値以下であると、液量誤差ΔＦが小さくなるように、液量誤差基準制御量Ｐｒｆに基づいて第２ポンプ４２を制御する。
【０１３９】
処理部７２の第１ポンプ制御部７８は、第１ポンプ５２を制御するものである。第１ポンプ制御部７８は、第１ポンプ制御量算出部７６により算出された第１ポンプの制御量Ｐｃに基づいて第１ポンプ５２を制御する。
【０１４０】
処理部７２の第２ポンプ制御部７９は、第２ポンプ４２を制御するものである。第２ポンプ制御部７９は、第２ポンプ制御量算出部７７により算出された第２ポンプの制御量Ｐｒに基づいて第２ポンプ４２を制御する。つまり、実施例２にかかる固形分濃度調整装置１−２では、第１ポンプ制御部７８が第１ポンプの制御量Ｐｃに基づいて第１ポンプ４２を制御することで希釈液供給制御を行い、第２ポンプ制御部７９が第２ポンプの制御量Ｐｒに基づいて第１ポンプ４２を制御することで高濃度液体トナー供給制御を行い、トナータンク３０内の液体トナーの理想固形分濃度を目標理想固形分濃度に近づける。つまり、濃度誤差ΔＣを小さくする理想固形分濃度の制御およびトナータンク３０内の液体トナーのトナー液量Ｆを目標トナー液量Ｆｔに近づける、すなわち液量誤差ΔＦを小さくするトナー液量の制御を行うものである。
【０１４１】
トナー液量センサ８０は、液量測定手段であり、トナータンク３０内の液体トナーのトナー液量Ｆを測定するものである。トナー液量センサ８０は、トナータンク３０内に設けられている。トナー液量センサ８０は、供給量制御装置７０と接続されており、トナー液量センサ８０により測定されたトナータンク３０内の液体トナーのトナー液量Ｆが供給量制御装置７０に出力される。
【０１４２】
次に、実施例２にかかる固形分濃度調整装置１−２の動作、すなわち固形分濃度測定方法を含む固形分濃度調整方法について説明する。図１２は、実施例２にかかる固形分濃度調整方法のフロー図である。図１３は、液体トナーの固形分濃度測定方法のフロー図である。図１４は、希釈液の固形分濃度測定方法のフロー図である。なお、図１３に示す液体トナーの固形分濃度測定方法および図１４に示す希釈液の固形分濃度測定方法の基本的手順は、図６に示す実施例１にかかる固形分濃度測定方法の基本的手順と同様であるので、省略あるいは簡略化して説明する。
【０１４３】
まず、供給量制御装置７０の処理部７２の目標値取得部７４は、図１２に示すように、目標値（Ｃｔ，Ｆｔ）を取得する（ＳＴ１０１）。ここでは、目標値取得部７４は、目標値として、例えば入力手段により入力され、記憶部７３に記憶された所定濃度である目標理想固形分濃度Ｃｔおよび所定液量である目標トナー液量Ｆｔを取得する。
【０１４４】
次に、固形分濃度Ｃｒ，Ｃｃ、トナー液量Ｆを測定する（ステップＳＴ１０２）。ここでは、固形分濃度測定装置２０によりトナータンク３０内の液体トナーの固形分濃度Ｃｒを測定し、固形分濃度測定装置６０によりリサイクルキャリアタンク５１内の希釈液の固形分濃度相当量Ｃｃを測定し、トナー液量センサ８０によりトナータンク３０内の液体トナーのトナー液量Ｆを測定する。なお、測定された固形分濃度Ｃｒ，Ｃｃ、測定されたトナー液量Ｆは、供給量制御装置７０に出力される。
【０１４５】
固形分濃度測定装置２０によりトナータンク３０内の液体トナーの固形分濃度Ｃｒを測定する場合、処理部２０６ｂの超音波発信制御部２０６ｄは、図１３に示すように、超音波発信装置２０３により超音波を１パルス発信させる（ステップＳＴ２０１）。次に、パルスカウント部２０６ｆは、上記超音波発信装置２０３により超音波が発信されると、パルスカウントを行う（ステップＳＴ２０２）。次に、応答時間積算部２０６ｇは、応答時間の積算を開始する（ステップＳＴ２０３）。次に、超音波受信部２０６ｅは、超音波受信センサ２０４により超音波が受信されたか否かを判断する（ステップＳＴ２０４）。次に、応答時間積算部２０６ｇは、超音波受信部２０６ｅにより超音波を受信されたと判断すると、応答時間の積算を停止する（ステップＳＴ２０５）。次に、応答時間積算部２０６ｇは、上記算出された応答時間ｔから１パルスの伝播速度Ｓｔを算出する（ステップＳＴ２０６）。次に、応答時間積算部２０６ｇは、上記算出された１パルスごとの伝播速度Ｓｔが、下限速度Ｓｔmin以上で、かつ上限速度Ｓｔmax以下であるか否かを判断する（ステップＳＴ２０７）。次に、パルスカウント部２０６ｆは、上記算出された１パルスごとの伝播速度Ｓｔが、下限速度Ｓｔmin以上で、かつ上限速度Ｓｔmax以下でないと判断すると、カウント数ｎを０とする（ステップＳＴ２０８）。次に、パルスカウント部２０６ｆは、上記算出された１パルスごとの伝播速度Ｓｔが、下限速度Ｓｔmin以上で、かつ上限速度Ｓｔmax以下であると判断すると、カウント数ｎがＮであるか否かを判断する（ステップＳＴ２０９）。次に、超音波発信制御部２０６ｄは、パルスカウント部２０６ｆによりカウント数ｎがＮでないと判断されると、超音波受信部２０６ｅにより超音波を受信されたと判断されてから所定時間経過したか否かを判断する（ステップＳＴ２１０）。応答時間積算部２０６ｇにより積算された応答時間である積算応答時間Ｘは、気泡が含まれていない液体トナーの応答時間ｔである第１パルスから第ｎパルスまでの応答時間ｔ1からｔnの合計となる（図７参照）。次に、伝播速度算出部２０６ｈは、パルスカウント部２０６ｆによりカウント数ｎがＮであると判断されると、温度Ｔｒを取得する（ステップＳＴ２１１）。伝播速度算出部２０６ｈは、温度テーブルを取得する（ステップＳＴ２１２）。次に、伝播速度算出部２０６ｈは、積算応答時間Ｘｒと温度Ｔｒと温度テーブルとに基づいて伝播速度Ｓｒを算出する（ステップＳＴ２１３）。次に、液体トナー固形分濃度算出部２０６ｉは、固形分濃度テーブルを取得する（ステップＳＴ２１４）。次に、液体トナー固形分濃度算出部２０６ｉは、温度一定時における伝播速度Ｓｒと固形分濃度テーブルとに基づいて固形分濃度Ｃｒを算出する（ステップＳＴ２１５）。つまり、濃度測定手段である液体トナー固形分濃度算出部２０６ｉは、固形分濃度テーブルを用いることで、積算応答時間Ｘｒに基づいて、すなわち伝播距離Ｄｒおよびこの積算応答時間に基づいて液体トナーの固形分濃度Ｃｒを算出する。これにより、固形分濃度測定装置２０によりトナータンク３０内の液体トナーの固形分濃度Ｃｒが測定される。
【０１４６】
固形分濃度測定装置６０によりリサイクルキャリアタンク５１内の希釈液の固形分濃度相当量Ｃｃを測定する場合、処理部６０６ｂの超音波発信制御部６０６ｄは、図１４に示すように、超音波発信装置６０３により超音波を１パルス発信させる（ステップＳＴ３０１）。次に、パルスカウント部６０６ｆは、上記超音波発信装置６０３により超音波が発信されると、パルスカウントを行う（ステップＳＴ３０２）。次に、応答時間積算部６０６ｇは、応答時間の積算を開始する（ステップＳＴ３０３）。次に、超音波受信部６０６ｅは、超音波受信センサ６０４により超音波が受信されたか否かを判断する（ステップＳＴ３０４）。次に、応答時間積算部６０６ｇは、超音波受信部６０６ｅにより超音波を受信されたと判断すると、応答時間の積算を停止する（ステップＳＴ３０５）。次に、応答時間積算部６０６ｇは、上記算出された応答時間ｔから１パルスの伝播速度Ｓｔを算出する（ステップＳＴ３０６）。次に、応答時間積算部６０６ｇは、上記算出された１パルスごとの伝播速度Ｓｔが、下限速度Ｓｔmin以上で、かつ上限速度Ｓｔmax以下であるか否かを判断する（ステップＳＴ３０７）。次に、パルスカウント部６０６ｆは、上記算出された１パルスごとの伝播速度Ｓｔが、下限速度Ｓｔmin以上で、かつ上限速度Ｓｔmax以下でないと判断すると、カウント数ｎを０とする（ステップＳＴ３０８）。次に、パルスカウント部６０６ｆは、上記算出された１パルスごとの伝播速度Ｓｔが、下限速度Ｓｔmin以上で、かつ上限速度Ｓｔmax以下であると判断すると、カウント数ｎがＮであるか否かを判断する（ステップＳＴ３０９）。次に、超音波発信制御部６０６ｄは、パルスカウント部６０６ｆによりカウント数ｎがＮでないと判断されると、超音波受信部６０６ｅにより超音波を受信されたと判断されてから所定時間経過したか否かを判断する（ステップＳＴ３１０）。応答時間積算部６０６ｇにより積算された応答時間である積算応答時間Ｘは、気泡が含まれていない液体トナーの応答時間ｔである第１パルスから第ｎパルスまでの応答時間ｔ1からｔnの合計となる（図７参照）。次に、伝播速度算出部６０６ｈは、パルスカウント部６０６ｆによりカウント数ｎがＮであると判断されると、温度Ｔｃを取得する（ステップＳＴ３１１）。伝播速度算出部６０６ｈは、温度テーブルを取得する（ステップＳＴ３１２）。次に、伝播速度算出部６０６ｈは、積算応答時間Ｘｃと温度Ｔｃと温度テーブルとに基づいて伝播速度Ｓｃを算出する（ステップＳＴ３１３）。次に、希釈液固形分濃度算出部６０６ｉは、固形分濃度テーブルを取得する（ステップＳＴ３１４）。次に、希釈液固形分濃度算出部６０６ｉは、温度一定時における伝播速度Ｓｃと固形分濃度テーブルとに基づいて固形分濃度相当量Ｃｃを算出する（ステップＳＴ３１５）。つまり、濃度測定手段である希釈液固形分濃度算出部６０６ｉは、固形分濃度テーブルを用いることで、積算応答時間Ｘｃに基づいて、すなわち伝播距離Ｄｃおよびこの積算応答時間に基づいて希釈液の固形分濃度相当量Ｃｃを算出する。これにより、固形分濃度測定装置６０によりリサイクルキャリアタンク５１内の希釈液の固形分濃度相当量Ｃｃが測定される。
【０１４７】
次に、処理部７２の差分固形分濃度算出部７５は、図１２に示すように、差分固形分濃度Ｃｘを算出する（ステップＳＴ１０３）。ここでは、差分固形分濃度算出部７５は、液体トナー用の固形分濃度測定装置２０により測定され、供給量制御装置７０に出力された液体トナーの固形分濃度Ｃｒと、希釈液用の固形分濃度測定装置６０により測定され、供給量制御装置７０に出力された希釈液の固形分濃度相当量Ｃｃと、上記数式１とから差分固形分濃度Ｃｘを算出する。
【０１４８】
次に、第１ポンプ制御量算出部７６は、第１ポンプ５２の制御量Ｐｃを算出する（ステップＳＴ１０４）。ここでは、第１ポンプ制御量算出部７６は、上記目標値取得部７４により取得された目標理想固形分濃度Ｃｔと、差分固形分濃度算出部７５により算出された差分固形分濃度Ｃｘと、上記数式２とから第１ポンプ５２の制御量Ｐｃを算出する。ここで、第１ポンプ５２の制御量Ｐｃは、濃度誤差ΔＣがマイナス、すなわち差分固形分濃度Ｃｘが目標理想固形分濃度Ｃｔよりも高く、トナータンク３０内の液体トナーの理想固形分濃度が目標理想固形分濃度Ｃｔよりも濃い場合にプラス側に算出され、液体トナーの理想固形分濃度が目標理想固形分濃度Ｃｔよりも薄い場合にマイナス側に算出される。
【０１４９】
次に、第２ポンプ制御量算出部７７は、濃度誤差基準制御量Ｐｒｃ、液量誤差基準制御量Ｐｒｆを算出する（ステップＳＴ１０５）。ここでは、第２ポンプ制御量算出部７７は、上記目標値取得部７４により取得された目標理想固形分濃度Ｃｔと、差分固形分濃度算出部７５により算出された差分固形分濃度Ｃｘと、上記数式３とから第２ポンプ４２の制御量Ｐｒの１つである濃度誤差基準制御量Ｐｒｃを算出する。ここで、濃度誤差基準制御量Ｐｒｃは、濃度誤差ΔＣがプラス、すなわち差分固形分濃度Ｃｘが目標理想固形分濃度Ｃｔよりも低く、トナータンク３０内の液体トナーの理想固形分濃度が目標理想固形分濃度Ｃｔよりも薄い場合にプラス側に算出され、液体トナーの理想固形分濃度が目標理想固形分濃度Ｃｔよりも濃い場合にプラス側に算出される。また、第２ポンプ制御量算出部７７は、上記目標値取得部７４により取得された目標トナー液量Ｆｔと、トナー液量センサ８０により測定され、供給量制御装置７０に出力されたトナー液量Ｆと、第１ポンプ制御量算出部７６により算出された第１ポンプ５２の制御量Ｐｃと、上記数式４とから第２ポンプ４２の制御量Ｐｒの１つである液量誤差基準制御量Ｐｒｆを算出する。ここで、液量誤差基準制御量Ｐｒｆは、液量誤差ΔＦがプラス、すなわちトナータンク３０内の液体トナーのトナー液量Ｆが目標トナー液量Ｆよりも少ない場合にプラス側に算出され、液体トナーのトナー液量Ｆが目標トナー液量Ｆよりも多い場合にマイナス側に算出される。
【０１５０】
次に、第２ポンプ制御量算出部７７は、濃度誤差ΔＣが所定値Ｃｓを超えると否かを判断する（ステップＳＴ１０６）。ここでは、第２ポンプ制御量算出部７７は、濃度誤差ΔＣ、すなわちトナータンク３０内の液体トナーの理想固形分濃度が所定値Ｃｓを超えると否かを判断する。ここで、所定値Ｃｓとは、トナータンク３０内の液体トナーを用いて、画像形成装置１００により画像形成媒体に画像を形成する際に、画質に液量を与えない理想固形分濃度をいう。
【０１５１】
次に、第２ポンプ制御量算出部７７は、濃度誤差ΔＣが所定値Ｃｓを超えると判断すると、濃度誤差基準制御量Ｐｒｃを第２ポンプ４２の制御量Ｐｒ（＝Ｐｒｃ）とする（ステップＳＴ１０７）。
【０１５２】
また、第２ポンプ制御量算出部７７は、濃度誤差ΔＣが所定値Ｃｓ以下であると判断すると、液量誤差基準制御量Ｐｒｆを第２ポンプ４２の制御量Ｐｒ（＝Ｐｒｆ）とする（ステップＳＴ１０８）。
【０１５３】
次に、第１ポンプ制御部７８および第２ポンプ制御部７９は、第１ポンプ５２の制御量Ｐｃおよび第２ポンプ４２の制御量Ｐｒに基づいて第１ポンプ５２および第２ポンプ４２をそれぞれ制御する（ステップＳＴ１０９）。従って、第１ポンプ５２および第２ポンプ４２は、第１ポンプ５２の制御量Ｐｃおよび第２ポンプ４２の制御量Ｐｒに基づいて第１ポンプ制御部７８および第２ポンプ制御部７９により制御される。基本的には、トナータンク３０内の液体トナーの理想固形分濃度が目標理想固形分濃度Ｃｔよりも濃い場合には、第１ポンプ５２の制御量Ｐｃがプラス側、第２ポンプ４２の制御量Ｐｒがマイナス側となるので、第１ポンプ５２のみが駆動し、リサイクルキャリア供給装置５０から希釈液がトナータンク３０に供給され、トナータンク３０内の液体トナーの理想固形分濃度が薄くなる。一方、トナータンク３０内の液体トナーの理想固形分濃度が目標理想固形分濃度Ｃｔよりも薄い場合には、第１ポンプ５２の制御量Ｐｃがマイナス側、第２ポンプ４２の制御量Ｐｒがプラス側となるので、第２ポンプ４２のみが駆動し、コンクトナー供給装置４０から高濃度液体トナーがトナータンク３０に供給され、トナータンク３０内の液体トナーの理想固形分濃度が濃くなる。また、トナータンク３０内の液体トナーのトナー液量Ｆが目標トナー液量Ｆｔよりも少ない場合には、第２ポンプ４２の制御量Ｐｒがプラス側となるので、第２ポンプ４２が駆動し、コンクトナー供給装置４０から高濃度液体トナーがトナータンク３０に供給され、トナータンク３０内の液体トナーが増量する。
【０１５４】
以上のように、実施例２にかかる固形分濃度調整装置１−２では、目標理想固形分濃度Ｃｔと差分固形分濃度Ｃｘとの濃度誤差ΔＣおよび目標トナー液量Ｆｔと測定されたトナー液量Ｆとの液量誤差ΔＦが小さくなるように、高濃度液体トナーおよび希釈液の供給を制御する。ここで、差分固形分濃度算出部７５により算出された差分固形分濃度Ｃｘは、上述のように、トナータンク３０内の液体トナーの理想固形分濃度であるので、トナータンク３０内の液体トナーの理想固形分濃度が所定濃度である目標理想固形分濃度Ｃｔおよびトナー液量Ｆが所定液量である目標トナー液量Ｆｔとなるように、高濃度液体トナーおよび希釈液の供給を制御することができる。従って、上記実施例１にかかる固形分濃度調整装置１−１の効果に加え、供給量制御装置７０は、差分固形分濃度Ｃｘが目標理想固形分濃度Ｃｔとなるように、高濃度液体トナーあるいは希釈液の供給を制御することで、測定された液体トナーの固形分濃度Ｃｒが理想固形分濃度とずれていても、目標理想固形分濃度Ｃｔの液体トナーを画像形成装置１００に供給することができる。また、トナータンク３０内の液体トナーの理想固形分濃度を所望の理想固形分濃度、すなわち目標理想固形分濃度Ｃｔとし、トナータンク３０内の液体トナーのトナー液量Ｆを所望のトナー液量、すなわち目標トナー液量Ｆｔとすることができる。これにより、目標理想固形分濃度Ｃｔの液体トナーを画像形成装置１００に安定して供給することができる。
【０１５５】
また、濃度誤差ΔＣが所定値Ｃｓを超える、すなわち濃度誤差ΔＣが大きいと、差分固形分濃度Ｃｘであるトナータンク３０内の液体トナーの理想固形分濃度を所望の理想固形分濃度、すなわち目標理想固形分濃度Ｃｔとしてから、トナータンク３０内の液体トナーのトナー液量Ｆを所望のトナー液量、すなわち目標トナー液量Ｆｔにする。これにより、トナータンク３０内の液体トナーを目標理想固形分濃度Ｃｔに維持しながら増量することができるので、画像形成装置１００に目標理想固形分濃度Ｃｔの液体トナーを大量に供給することができ、画像形成装置１００の長時間運転が可能となる。
【０１５６】
また、液量誤差ΔＦがあり、濃度誤差ΔＣが所定値Ｃｓを超える場合、第２ポンプ４２は、第２ポンプの制御量Ｐｒである濃度誤差ΔＣが小さくなるように算出された第１ポンプ５２の制御量Ｐｃを減算した液量誤差基準制御量Ｐｒｆで制御される。従って、濃度誤差ΔＣおよび液量誤差ΔＦが小さくなるように、第１ポンプ５２および第２ポンプ４２を制御することで、理想固形分濃度の制御とトナー液量の制御を同時に行っても、互いの制御によるトナータンク３０内の液体トナーの理想固形分濃度およびトナー液量の変化を抑制することができる。つまり、理想固形分濃度の制御とトナー液量の制御を同時に行った際に、互いの制御の干渉を抑制することができる。従って、トナータンク３０内の液体トナーを目標理想固形分濃度Ｃｔにすることと、トナー液量を目標トナー液量Ｆｔにすることを同時に素早く行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５７】
以上のように、この発明にかかる固形分濃度測定装置、固形分濃度測定方法および固形分濃度調整装置は、液体トナーを用いる固形分濃度測定装置、固形分濃度測定方法および固形分濃度調整装置に有用であり、特に、固形分が含まれる液体の固形分濃度の測定精度を向上するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１５８】
【図１】この発明の実施例１にかかる固形分濃度測定装置を備える固形分濃度調整装置の構成例を示す図である。
【図２】音速と温度との関係を示す図である。
【図３】温度テーブルの構成例を示す図である。
【図４】伝播速度と固形分濃度との関係を示す図である。
【図５】固形分濃度テーブルの構成例を示す図である。
【図６】実施例１にかかる固形分濃度測定方法を含む固形分濃度調整方法のフロー図である。
【図７】発信駆動電圧と受信電圧との関係を示す図である。
【図８】この発明の実施例２にかかる固形分濃度測定装置を備える固形分濃度調整装置の構成例を示す図である。
【図９】液体トナー用の固形分濃度測定装置の固形分測定制御装置を示す図である。
【図１０】希釈液用の固形分濃度測定装置の固形分測定制御装置を示す図である。
【図１１】供給量制御装置を示す図である。
【図１２】実施例２にかかる固形分濃度調整方法のフロー図である。
【図１３】液体トナーの固形分濃度測定方法のフロー図である。
【図１４】希釈液の固形分濃度測定方法のフロー図である。
【符号の説明】
【０１５９】
１−１、１−２  固形分濃度調整装置
２  固形分濃度測定装置
２１  固形分濃度測定ユニット
２２  循環用ポンプ
２３  超音波発信装置（超音波発信手段）
２４  超音波受信センサ（超音波受信手段）
２５  温度センサ（温度検出手段）
２５ａ  プローブ
２５ｂ  白金温度センサ
２６  制御装置
２６ａ  入出力部（Ｉ／Ｏ）
２６ｂ  処理部
２６ｃ  記憶部
２６ｄ  超音波発信制御部（超音波発信制御手段）
２６ｅ  超音波受信部
２６ｆ  パルスカウント部
２６ｇ  応答時間積算部（応答時間積算手段）
２６ｈ  伝播速度算出部（伝播速度算出手段）
２６ｉ  濃度算出部（濃度算出手段）
２６ｊ  供給量制御部（供給量制御手段）
２７，２８  循環用チューブ
３  トナータンク
４  高濃度液体トナー供給装置（高濃度液体トナー供給手段）
５  希釈液供給装置（希釈液供給手段）
６  攪拌装置
１０  画像形成装置
２０，６０  固形分濃度測定装置
２０１，６０１  固形分濃度測定ユニット
２０２，６０２  循環用ポンプ
２０３，６０３  超音波発信装置（超音波発信手段）
２０４，６０４  超音波受信センサ（超音波受信手段）
２０５，６０５  温度センサ（温度検出手段）
２０５ａ，６０５ａ  プローブ
２０５ｂ，６０５ｂ  白金温度センサ
２０６，６０６  固形分濃度制御装置
２０６ａ，６０６ａ  入出力部（Ｉ／Ｏ）
２０６ｂ，６０６ｂ  処理部
２０６ｃ，６０６ｃ  記憶部
２０６ｄ，６０６ｄ  超音波発信制御部（超音波発信制御手段）
２０６ｅ，６０６ｅ  超音波受信部
２０６ｆ，６０６ｆ  パルスカウント部
２０６ｇ，６０６ｇ  応答時間積算部（応答時間積算手段）
２０６ｈ，６０６ｈ  伝播速度算出部（伝播速度算出手段）
２０６ｉ  液体トナー固形分濃度算出部（濃度算出手段）
６０６ｉ  希釈液固形分濃度算出部（濃度算出手段）
２０７，２０８，６０７，６０８  循環用チューブ
３０  トナータンク
４０  コンクトナー供給装置（高濃度液体トナー供給手段）
４１  コンクトナータンク
４２  第２ポンプ（高濃度液体トナーポンプ）
４３  連通チューブ
５０  リサイクルキャリア供給装置（希釈液供給手段）
５１  リサイクルキャリアタンク
５２  第１ポンプ（希釈液ポンプ）
５３  リサイクル装置
５４，５５，５６  連通チューブ
７０  供給量制御装置
７１  入出力部（Ｉ／Ｏ）
７２  処理部
７３  記憶部
７４  目標値取得部
７５  差分固形分濃度算出部
７６  第１ポンプ制御量算出部
７７  第２ポンプ制御量算出部
７８  第１ポンプ制御部
７９  第２ポンプ制御部
８０  トナー液量センサ（液量測定手段）
１００  画像形成装置
Ｃ，Ｃｒ，Ｃｃ  固形分濃度
Ｃｘ  差分固形分濃度（理想固形分濃度）
Ｃｔ  目標理想固形分濃度
Ｆ  トナー液量
Ｆｔ  目標トナー液量
Ｓ，Ｓｒ，Ｓｃ  温度一定時における伝播速度
Ｔ，Ｔｒ，Ｔｃ  温度
ｔ  応答時間
Ｘ，Ｘｒ，Ｘｃ  積算応答時間
Ｐｃ，Ｐｒ  制御量
Ｐｒｃ  濃度誤差基準制御量
Ｐｒｆ  液量誤差基準制御量
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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