(57)【要約】【課題】収容部の液位を把握した上で、液体現像剤を目標の濃度とし、画質を悪化させることがない現像装置、画像形成装置を提供する。【解決手段】本発明の現像装置は、トナー及びキャリアを含む液体現像剤を収容する収容部と、前記収容部に設けられる第１電極４２１Ｙと、前記収容部に設けられる第２電極４２２Ｙと、前記第１電極４２１Ｙにより検出される第１静電容量と、前記第２電極４２２Ｙにより検出される第２静電容量とに基づいて、前記収容部にされている液体現像剤の液位を算出する算出部と、を有することを特徴とする。【選択図】図３
2012220808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー及びキャリアを含む液体現像剤を収容する収容部と、
前記収容部に設けられる第１電極、及び前記収容部に設けられる第２電極を有して静電容量を検出する静電容量検出部と、
前記第１電極を用いて検出される第１静電容量と、前記第２電極を用いて検出される第２静電容量とに基づいて、前記収容部にされる液体現像剤の液位を算出する算出部と、
を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
潜像が形成される潜像担持体と、
前記潜像担持体を露光して前記潜像を前記潜像担持体に形成する露光部と、
トナー及びキャリアを含む液体現像剤を収容する収容部と、前記収容部に設けられる第１電極、及び前記収容部に設けられる第２電極を有して静電容量を検出する静電容量検出部と、を有して液体現像剤を貯留する現像剤貯留部と、
前記現像剤貯留部の前記収容部に収容された液体現像剤が供給される現像剤容器、及び前記現像剤容器に収容された液体現像剤を担持して前記潜像担持体に形成された前記潜像を現像する現像剤担持体を有する現像部と、
前記第１電極と前記対向電極との間で検出される第１静電容量と、前記第２電極と前記対向電極との間で検出される第２静電容量とに基づいて、前記収容部にされる液体現像剤の液位を算出する算出部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記静電容量検出部は、前記第１電極及び前記第２電極と対向する対向電極を有する請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第２電極は、前記第１電極の鉛直方向の下方に配されるとともに、液体現像剤を介して前記対向電極と対向する請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１電極は、液体現像剤を介して前記対向電極と対向し、
前記第２電極は、前記第１電極の鉛直方向の上方に配されるとともに、液体現像剤を介することなく前記対向電極と対向する請求項３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体上に形成した潜像をトナー及びキャリアからなる液体現像剤によって現像する現像装置、及び現像装置によるトナー及びキャリアからなる現像剤で現像された像をさらに記録媒体に転写して、転写された像を融着し定着して画像形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体溶媒中に固体成分からなるトナーを分散させた高粘度の液体現像剤を用いて潜像を現像し、静電潜像を可視化する湿式画像形成装置が種々提案されている。この湿式画像形成装置に用いられる現像剤は、シリコーンオイルや鉱物油、食用油等からなる電気絶縁性を有し高粘度の有機溶剤（キャリア液）中に固形分（トナー粒子）を懸濁させたものであり、このトナー粒子は、粒子径が１μｍ前後と極めて微細である。このような微細なトナー粒子を使用することにより、湿式画像形成装置では、粒子径が７μｍ程度の粉体トナー粒子を使用する乾式画像形成装置に比べて高画質化が可能である。
【０００３】
上記のような液体現像剤を用いた画像形成装置の現像部においては、液体現像剤の残量等を把握するために、液体現像剤を収容する収容部における液体現像剤の液位を検出する技術が種々提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１（特開２００１−１９４２０８号公報）には、基板と、前記基板に所定間隔離隔されるように支持される第１電極板と、前記基板から前記第１電極板の高さ程度まで延在され、前記第１電極板の外周面と対応する開口部をもつ第２電極板とを具備し、検出対象の溶液が貯蔵された容器の一側で所定の検知位置に設けられた電極部と、前記第１電極板及び前記第２電極板により測定される静電容量の変化から前記検知位置上での前記溶液の有無を検出する貯水レベル検出部とを具備することを特徴とする貯水レベル検出器が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１９４２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の技術においては、液体を貯えた容器の外部に静電容量式の貯水レベル検出器及び貯水レベル測定器を有して構造となっており、この貯水レベル検出器は容器外に配置したために感度が低く、液体の有無が判断できるのみであった。このため、適切な補給剤の量を判断できず、不適切な量の補給剤を補給し、目標の濃度や液位に到達するまでに時間がかかったり、現像剤濃度が大きく変動したりすることで、画質を悪化させていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためのもので、本発明に係る現像装置は、トナー及びキャリアを含む液体現像剤を収容する収容部と、前記収容部に設けられる第１電極、及び前記収容部に設けられる第２電極を有して静電容量を検出する静電容量検出部と、前記第１電極を用いて検出される第１静電容量と、前記第２電極を用いて検出される第２静電容量とに基づいて、前記収容部にされる液体現像剤の液位を算出する算出部と、を有することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る画像形成装置は、潜像が形成される潜像担持体と、前記潜像担持体を露光して前記潜像を前記潜像担持体に形成する露光部と、トナー及びキャリアを含む液体現像剤を収容する収容部と、前記収容部に設けられる第１電極、及び前記収容部に設け
られる第２電極を有して静電容量を検出する静電容量検出部と、を有して液体現像剤を貯留する現像剤貯留部と、前記現像剤貯留部の前記収容部に収容された液体現像剤が供給される現像剤容器、及び前記現像剤容器に収容された液体現像剤を担持して前記潜像担持体に形成された前記潜像を現像する現像剤担持体を有する現像部と、前記第１電極と前記対向電極との間で検出される第１静電容量と、前記第２電極と前記対向電極との間で検出される第２静電容量とに基づいて、前記収容部にされる液体現像剤の液位を算出する算出部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る画像形成装置は、前記静電容量検出部は、前記第１電極及び前記第２電極と対向する対向電極を有する。
【０００９】
また、本発明に係る画像形成装置は、前記第２電極は、前記第１電極の鉛直方向の下方に配されるとともに、液体現像剤を介して前記対向電極と対向する。
【００１０】
また、本発明に係る画像形成装置は、前記第１電極は、液体現像剤を介して前記対向電極と対向し、前記第２電極は、前記第１電極の鉛直方向の上方に配されるとともに、液体現像剤を介することなく前記対向電極と対向する。
【００１１】
以上、本発明の現像装置及び画像形成装置においては、第２電極により検出される第２静電容量をリファレンス値とし、第１電極により得られる静電容量から液体現像剤の液位を求めるようにしているので、温度や濃度による液体現像剤の誘電率の変化を織り込んだ上で液位が求められる。このような本発明の現像装置及び画像形成装置によれば、収容部の液位を把握した上で、液体現像剤が目標の濃度となるように、適切な量の補充を行うことができ、画質を悪化させることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置を構成する主要構成要素を示す図である。
【図２】画像形成部及び現像装置の主要構成要素を示す断面図である。
【図３】現像装置における濃度調整用タンクの構成の概略を示す断面図である。
【図４】静電容量式液位センサーの測定原理を説明する図である。
【図５】静電容量式液位センサーの測定原理から求められる液位と静電容量との関係を示す図である。
【図６】液体現像剤の誘電率εdevと温度との関係の概略を示す図である。
【図７】液体現像剤の誘電率εdevと濃度との関係の概略を示す図である。
【図８】濃度調整用タンク中の液体現像剤の液位を算出するためのブロック構成を示す図である。
【図９】濃度調整用タンク中の液体現像剤の液位を算出するためのフローチャートを示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る現像装置の静電容量式液位センサー４１０Ｙを説明する図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る現像装置の静電容量式液位センサー４１０Ｙを説明する図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係る現像装置の静電容量式液位センサー４１０Ｙを説明する図である。
【図１３】第４実施形態における濃度調整用タンク４００Ｙ中の液体現像剤の液位を算出するためのブロック構成を示す図である。
【図１４】第４実施形態における濃度調整用タンク中の液体現像剤の液位を算出するためのフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置を構成する主要構成要素を示した図である。画像形成装置の中央部に配置された各色の画像形成部に対し、現像装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、画像形成装置の下部に配置され、転写ベルト４０、２次転写部（２次転写ユニット）６０は、画像形成装置の上部に配置されている。
【００１４】
画像形成部は、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、コロナ帯電器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、露光ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ等を備えている。コロナ帯電器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋによって、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを一様に帯電させ、入力された画像信号に基づいて露光ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋに搭載される各露光ヘッドを駆動することで、帯電された感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上に静電潜像を形成する。
【００１５】
現像装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、概略、現像ローラー２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）からなる各色の液体現像剤を貯蔵する現像剤容器（リザーバ）３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ、これら各色の液体現像剤を現像剤容器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋから現像ローラー２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋに塗布する塗布ローラーであるアニロックスローラー３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ等を備え、各色の液体現像剤により感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上に形成された静電潜像を現像する。
【００１６】
転写ベルト４０は、エンドレスのベルトであり、駆動ローラー４１とテンションローラー４２との間に張架され、一次転写部５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋで感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと当接しながら駆動ローラー４１により回転駆動される。一次転写部５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと転写ベルト４０を挟んで一次転写ローラー５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋが対向配置され、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋとの当接位置を転写位置として、現像された感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上の各色のトナー像を転写ベルト４０上に順次重ねて転写し、フルカラーのトナー像を形成する。
【００１７】
２次転写ユニット６０は、２次転写ローラー６１が転写ベルト４０を挟んでベルト駆動ローラー４１と対向配置され、さらに２次転写ローラークリーニングブレード６２からなるクリーニング装置が配置される。そして、２次転写ローラー６１を配置した転写位置において、転写ベルト４０上に形成された単色のトナー像やフルカラーのトナー像をシート材搬送経路Ｌにて搬送される用紙、フィルム、布等の記録媒体に転写する。
【００１８】
さらに、経路シート材搬送経路Ｌの下流には、定着ユニット９０が配置され、用紙等の記録媒体上に転写された単色のトナー像やフルカラーのトナー像を用紙等の記録媒体に融着させ定着させる。
【００１９】
また、テンションローラー４２は、ベルト駆動ローラー４１と共に転写ベルト４０を張架しており、転写ベルト４０のテンションローラー４２に張架されている箇所で、転写ベルトクリーニングブレード４６からなるクリーニング装置が当接・配置されている。
【００２０】
次に、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の画像形成部及び現像装置について説明する。図２は画像形成部及び現像装置の主要構成要素を示した断面図である。各色の画像形成部及び現像装置の構成は同様であるので、以下、イエロー（Ｙ）の画像形成部及び現像装置に基づいて説明する。
【００２１】
画像形成部は、感光体１０Ｙの外周の回転方向に沿って、感光体クリーニングブレード
１８Ｙ、コロナ帯電器１１Ｙ、露光ユニット１２Ｙ、現像装置３０Ｙの現像ローラー２０Ｙ、感光体スクイーズローラー１３Ｙ、感光体スクイーズローラー１３Ｙ’が配置されている。また、感光体スクイーズローラー１３Ｙ、１３Ｙ’には、付属構成として感光体スクイーズローラークリーニングブレード１４Ｙ、１４Ｙ’からなるクリーニング装置が配置されている。
【００２２】
現像装置３０Ｙにおける現像ローラー２０Ｙの外周には、クリーニングブレード２１Ｙ、弾性ローラー１６Ｙ、トナー圧縮コロナ発生器２２Ｙが配置されている。弾性ローラー１６Ｙには、アニロックスローラー３２Ｙが当接しており、アニロックスローラー３２Ｙには、現像ローラー２０Ｙへ供給する液体現像剤の量を調整する規制ブレード３３Ｙが当接している。
【００２３】
弾性ローラー１６Ｙには、現像ローラー２０Ｙに供給されずに弾性ローラー１６Ｙ上に残った液体現像剤を掻き落とす弾性ローラークリーニングブレード１７Ｙが当接している。
【００２４】
液体現像剤容器３１Ｙは、仕切り部３３０Ｙによって供給貯留部３１０Ｙ及び回収貯留部３２０Ｙの２つの空間に仕切られており、供給貯留部３１０Ｙには液体現像剤供給用のオーガ３４Ｙが、また、回収貯留部３２０Ｙには液体現像剤回収用の回収オーガ３２１Ｙが収容されている。
【００２５】
また、転写ベルト４０に沿って、感光体１０Ｙと対向する位置に一次転写部の一次転写ローラー５１Ｙが配置されている。
【００２６】
感光体１０Ｙは、現像ローラー２０Ｙの幅より広く、外周面に感光層が形成された円筒状の部材からなる感光体ドラムであり、例えば図２に示すように時計回りの方向に回転する。該感光体１０Ｙの感光層は、有機感光体又はアモルファスシリコン感光体等で構成される。コロナ帯電器１１Ｙは、感光体１０Ｙと現像ローラー２０Ｙとのニップ部より感光体１０Ｙの回転方向の上流側に配置され、図示しない電源装置から電圧が印加され、感光体１０Ｙをコロナ帯電させる。露光ユニット１２Ｙは、コロナ帯電器１１Ｙより感光体１０Ｙの回転方向の下流側において、コロナ帯電器１１Ｙによって帯電された感光体１０Ｙ上に光を照射し、感光体１０Ｙ上に潜像を形成する。
【００２７】
なお、画像形成プロセスの始めから終わりまでで、より前段に配置されるローラーなどの構成は、後段に配置されるローラーなどの構成より上流にあるものと定義する。
【００２８】
現像装置３０Ｙの供給貯留部３１０Ｙにおいては、キャリア内にトナーを概略重量比２５％程度に分散した状態の液体現像剤を貯留する。一方、現像装置３０Ｙの回収貯留部３２０Ｙには、アニロックスローラー３２Ｙに供給されなかった液体現像剤や、感光体スクイーズローラークリーニングブレード１４Ｙ、１４Ｙ’で掻き落とされた液体現像剤、クリーニングブレード２１Ｙにより現像ローラー２０Ｙから掻き落とされた液体現像剤、弾性ローラークリーニングブレード１７Ｙにより弾性ローラー１６Ｙから掻き落とされた液体現像剤などを回収する回収オーガ３２１Ｙも備えられている。
【００２９】
また、現像装置３０Ｙには、コンパクション作用を施すトナー圧縮コロナ発生器２２Ｙが設けられている。このトナー圧縮コロナ発生器２２Ｙは、現像効率を向上させるために、現像ローラー２０Ｙ上の液体現像剤に対してバイアス電圧の印加を行い、液体現像剤中のトナーを圧縮状態とする。
【００３０】
また現像装置３０Ｙは、前記の液体現像剤を担持する現像ローラー２０Ｙ、液体現像剤
を現像ローラー２０Ｙに供給する弾性ローラー１６Ｙと、この弾性ローラー１６Ｙに液体現像剤を塗布ローラーであるアニロックスローラー３２Ｙと、現像ローラー２０Ｙに塗布する液体現像剤量を規制する規制ブレード３３Ｙと、液体現像剤を攪拌、搬送しつつアニロックスローラー３２Ｙに供給するオーガ３４Ｙ、現像ローラー２０Ｙに担持された液体現像剤をコンパクション状態にするトナー圧縮コロナ発生器２２Ｙ、現像ローラー２０Ｙのクリーニングを行う現像ローラークリーニングブレード２１Ｙを有する。なお、コンパクション状態とは、液体現像剤中のトナー成分を現像ローラー２０Ｙ表面側に圧縮状態にすることをいう。
【００３１】
現像剤容器３１Ｙに収容されている液体現像剤は、従来一般的に使用されているＩｓｏｐａｒ（商標：エクソン）をキャリアとした低濃度（１〜３ｗｔ％程度）かつ低粘度の、常温で揮発性を有する揮発性液体現像剤ではなく、高濃度かつ高粘度の、常温で不揮発性を有する不揮発性液体現像剤である。
【００３２】
すなわち、本発明における液体現像剤は、熱可塑性樹脂中へ顔料等の着色剤を分散させた平均粒径１μｍの固形子を、有機溶媒、シリコーンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナー固形分濃度を約２５％とした高粘度（ＨＡＡＫＥ
ＲｈｅｏＳｔｒｅｓｓ  ＲＳ６００を用いて、２５℃の時のせん断速度が１０００（１／ｓ）のときの粘弾性が３０〜３００ｍＰａ・ｓ程度）の液体現像剤である。
【００３３】
より詳細を記すと、本発明における液体現像剤は、０．５〜１，０００ｍＰａ・ｓ（２５℃）の粘度を有する液状シリコーン油中に、少なくともバインダー樹脂を分散したもので、ＨＡＡＫＥ  ＲｈｅｏＳｔｒｅｓｓ  ＲＳ６００を用いて２５℃での剪断速度が１０００（１／ｓ）の時の粘弾性が３０ｍＰａ・ｓ〜３００ｍＰａ・ｓ（２５℃）の粘度を有するものである。
【００３４】
液状シリコーン油は、低揮発性キャリア液であり、直鎖状構造の液状シリコーン、環状構造の液状シリコーン、分岐鎖状構造の液状シリコーン、またはそれらの組合せからなる群より選択される。
【００３５】
液状シリコーン油としては、米国ダウ・コーニング社によるＤＣ  ２００  Ｆｌｕｉｄ（２０ｃＳｔ）、ＤＣ  ２００  Ｆｌｕｉｄ（１００ｃＳｔ）、ＤＣ  ２００  Ｆｌｕｉｄ（５０ｃＳｔ）、ＤＣ  ３４５  Ｆｌｕｉｄ等が例示される。
【００３６】
また、顔料としては、ニグロシン、フタロシアニンブルー、キナクリドン等の有機系着色剤、また、カーボンブラック、酸化鉄等の無機系着色剤が例示され、また、バインダー樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリアクリレート、ポリエステル、またはこれらのコポリマー、アルキド樹脂、ロジン、ロジンエステル、変性エポキシ樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、環化ゴム、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、ポリエチレン等が例示される。
【００３７】
顔料とバインダー樹脂は液状シリコーン油中に直接分散されてもよいが、好ましくは顔料とバインダー樹脂を溶融混練し、バインダー樹脂で被覆された顔料とされるとよい。
【００３８】
樹脂被覆顔料としては、エポキシ樹脂で被覆されたＡｒａｌｄｉｔｅ  ６０８４（チバ・ガイギー社によるＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １５：３）、Ｔｉｎｔａｃａｒｂ  ４３５（キャボット・コーポレーション社によるＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌａｃｋ  ７）、Ｉｒｇａｌｉｔｅ  Ｒｕｂｉｎｅ  ＫＢ４Ｎ（チバ・ガイギー社によるＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ５７）、Ｍｏｎｏｌｉｔｅ  Ｙｅｌｌｏｗ（ＩＣＩオーストラリアによるＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １）等が挙げられる。これらの被
覆顔料は、適宜の割合で混合した後、溶融混練−粉砕して、マスターバッチとし、後述する液体現像剤の製造に使用するとよい。また、エポキシ樹脂を被覆した顔料の溶融混練に際してアルキル化ポリビニルピロリドンを添加してエポキシ樹脂と反応させ、被覆樹脂を変性エポキシ樹脂としたマスターバッチとしてもよい。
【００３９】
分散剤としては、ビニル基、カルボン酸基、ヒドロキシル基、アミン基から選ばれる官能基を有するポリシロキサンであり、直鎖状ポリシロキサン、環状ポリシロキサン、分岐鎖状ポリシロキサン、またそれらの組合せより選択される。例えばＥｌａｓｔｓｉｌ  Ｍ４６４０Ａ（ワッカー・ケミカル社製、ビニル官能基を有するポリシロキサンポリマー）、Ｆｉｎｉｓｈ  ＷＲ１１０１（ワッカー・ケミカル社製、アミン官能基を有するポリシロキサンポリマー）であり、粘度が９０，０００ｍＰａ・ｓ以下のものが例示される。官能基を有するポリシロキサンは、官能基に介して着色樹脂粒子の表面に結合または吸着し、それによって、液状シリコーン油との相溶性を着色粒子に与えるものである。
【００４０】
また、本発明の液体現像剤には、必要に応じて金属石鹸、脂肪酸、レシチン等の電荷制御剤を含むことができ、例えばＮｕｘｔｒａ  ６％  Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ（クリアノバ社製、オクタン酸ジルコニウム）等が例示される。
【００４１】
本発明の液体現像剤は、上記で得たマスターバッチと分散剤と液状シリコーン油とをボールミルで微粉砕、混合して調製され、３０〜３００ｍＰａ・ｓ（２５℃）の粘度を有するものとされるとよい。トナー固形分濃度は、４０質量％以下、好ましくは１０〜２５質量％とするとよい。本実施形態においては、液体現像剤として、トナー固形分濃度が２５質量％のものが、現像剤容器３１Ｙに収容されている。
【００４２】
なお、本発明の液体現像剤は、特表２００３−５０８８２６に記載される液体現像剤を使用してもよく、詳細はその記載が参照されるが、本発明にあっては、その液体現像剤におけるバインダー樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）が４０℃〜７０℃のものが好ましい。
【００４３】
アニロックスローラー３２Ｙは、弾性ローラー１６Ｙに対して液体現像剤を供給し、塗布する塗布ローラーとして機能するものである。このアニロックスローラー３２Ｙは、円筒状の部材であり、表面に液体現像剤を担持し易いように表面に微細且つ一様に螺旋状に彫刻された溝による凹凸面が形成されたローラーである。このアニロックスローラー３２Ｙにより、現像剤容器３１Ｙから現像ローラー２０Ｙへと液体現像剤が供給される。装置動作時においては、図２に示すように、オーガ３４Ｙが反時計回り回転し、アニロックスローラー３２Ｙに液体現像剤を供給し、アニロックスローラー３２Ｙは時計回りに回転して、反時計回りに回転する弾性ローラー１６Ｙに液体現像剤を塗布する。アニロックスローラー３２Ｙによって弾性ローラー１６Ｙに塗布された液体現像剤は、反時計回りに回転する現像ローラー２０Ｙに供給される。
【００４４】
規制ブレード３３Ｙは、厚さ２００μｍ程度の金属ブレードであり、アニロックスローラー３２Ｙの表面に当接し、アニロックスローラー３２Ｙによって坦持搬送されてきた液体現像剤の膜厚、量を規制し、弾性ローラー１６Ｙに供給する液体現像剤の量を調整する。
【００４５】
現像ローラー２０Ｙは、円筒状の部材であり、回転軸を中心に図２に示すように反時計回りに回転する。該現像ローラー２０Ｙは鉄等金属製の内芯の外周部に、ポリウレタンゴム、シリコンゴム、ＮＢＲ等の弾性層を設け、さらにこの弾性層にＰＦＡやウレタンコートの被覆を設けたものである。現像ローラークリーニングブレード２１Ｙは、現像ローラー２０Ｙの表面に当接するゴム等で構成され、現像ローラー２０Ｙが感光体１０Ｙと当接する現像ニップ部より現像ローラー２０Ｙの回転方向の下流側に配置されて、現像ローラ
ー２０Ｙに残存する液体現像剤を掻き落として除去するものである。ここで、掻き落とされた液体現像剤は、現像装置３０Ｙの回収貯留部３２０Ｙに落下する。
【００４６】
弾性ローラー１６Ｙについても、鉄等金属製の内芯の外周部に、ポリウレタンゴム、シリコンゴム、ＮＢＲ等の弾性層を設け、さらにこの弾性層にＰＦＡやウレタンコートの被覆を設けたものである。また、弾性ローラークリーニングブレード１７Ｙは、弾性ローラー１６Ｙに残存する液体現像剤を掻き落として除去する。ここで、掻き落とされた液体現像剤は、現像装置３０Ｙの回収貯留部３２０Ｙに落下する。
【００４７】
トナー圧縮コロナ発生器２２Ｙは、現像ローラー２０Ｙ表面の帯電バイアスを増加させる電界印加手段であり、現像ローラー２０Ｙによって搬送される液体現像剤は、図２に示すようにトナー圧縮コロナ発生器２２Ｙによって、トナー圧縮部位でトナー圧縮コロナ発生器２２Ｙ側から現像ローラー２０Ｙに向かって電界が印加される。
【００４８】
現像ローラー２０Ｙに担持されてトナー圧縮された液体現像剤は、現像ローラー２０Ｙが感光体１０Ｙに当接する現像ニップ部において、所望の電界印加によって、感光体１０Ｙの潜像に対応し移動し、これを現像する。そして、現像残りの現像剤は、現像ローラークリーニングブレード２１Ｙによって掻き落として除去され現像剤容器３１Ｙ内の回収貯留部３２０Ｙに滴下して再利用される。
【００４９】
一次転写の上流側に配置される感光体スクイーズ装置は、感光体１０Ｙに対向して現像ローラー２０Ｙの下流側に配置して感光体１０Ｙに現像されたトナー像の余剰現像剤を回収するものであり、図２に示すように表面に弾性体を被覆して感光体１０Ｙに摺接して回転する弾性ローラー部材から成る感光体スクイーズローラー１３Ｙ、１３Ｙ’と、該感光体スクイーズローラー１３Ｙ、１３Ｙ’に押圧摺接して表面をクリーニングするクリーニングブレード１４Ｙ、１４Ｙ’とから構成され、感光体１０Ｙに現像された液体現像剤から余剰なキャリア及び本来不要なカブリトナーを回収し、顕像内のトナー粒子比率を上げる機能を有する。一次転写前の感光体スクイーズ装置として、本実施形態では複数の感光体スクイーズローラー１３Ｙ、１３Ｙ’を設けているが、ひとつの感光体スクイーズローラーによって構成しても良い。また、液体現像剤の状態などに応じて、複数の感光体スクイーズローラー１３Ｙ、１３Ｙ’のうち一方が当離接するように構成しても良い。
【００５０】
一次転写部５０Ｙでは、感光体１０Ｙに現像された現像剤像を一次転写ローラー５１Ｙにより転写ベルト４０へ転写する。ここで、感光体１０Ｙと転写ベルト４０は等速度で移動する構成であり、回転及び移動の駆動負荷を軽減するとともに、感光体１０Ｙの顕像トナー像への外乱作用を抑制している。
【００５１】
一次転写の下流側において、感光体１０Ｙと当接している感光体クリーニングブレード１８Ｙは、感光体１０Ｙ上の転写されずに残った液体現像剤をクリーニングする。この感光体クリーニングブレード１８Ｙによって掻き落とされた液体現像剤は、現像剤貯留基体２８０Ｙに落下する。現像剤貯留基体２８０Ｙには回転する回収オーガ２８１Ｙが設けられており、回収オーガ２８１Ｙの回転に伴い、現像剤貯留基体２８０Ｙに貯留している液体現像剤はリサイクル現像剤回収管２８５Ｙに導かれ、リサイクル現像剤回収管２８５Ｙを経てバッファタンク５３０Ｙに到達する。
【００５２】
現像装置３０Ｙは、現像剤容器３１Ｙにおける供給貯留部３１０Ｙに対し、キャリアにトナーを概略重量比２５％に分散した液体現像剤を供給する濃度調整用タンク４００Ｙが設けられている。濃度調整用タンク４００Ｙと供給貯留部３１０Ｙとの間には液体現像剤供給管３７０Ｙが設けられており、この液体現像剤供給管３７０Ｙの途中に配されている液体現像剤供給ポンプ３７５Ｙの駆動により濃度調整用タンク４００Ｙ中の濃度が調整さ
れた液体現像剤が、供給貯留部３１０Ｙに供給されるようになっている。
【００５３】
また、濃度調整用タンク４００Ｙと、現像容器３１Ｙにおける回収貯留部３２０Ｙとの間には液体現像剤回収管３７１Ｙが設けられており、各クリーニングブレードにより掻き落とされた液体現像剤が貯留されている回収貯留部３２０Ｙにおいて、回収オーガ３２１Ｙが回転すると、液体現像剤は液体現像剤回収管３７１Ｙに導かれ、濃度調整用タンク４００Ｙに落下する。
【００５４】
高濃度現像剤タンク５１０Ｙは、トナー固形分濃度約３５％以上の高濃度液体現像剤を貯蔵するタンクであり、キャリア液タンク５２０Ｙはキャリア原液を貯蔵するタンクである。
【００５５】
高濃度現像剤タンク５１０Ｙと濃度調整用タンク４００Ｙとの間には高濃度現像剤供給管５１１Ｙが設けられており、高濃度現像剤供給管５１１Ｙ中の高濃度現像剤供給ポンプ５１３Ｙが駆動されることで、高濃度現像剤タンク５１０Ｙから濃度調整用タンク４００Ｙに高濃度液体現像剤を供給することができるようになっている。濃度調整用タンク４００Ｙ内の液体現像剤のトナー固形分濃度が２５％を下回った場合、高濃度現像剤供給ポンプ５１３Ｙが駆動されることで、濃度調整用タンク４００Ｙに高濃度液体現像剤を供給し、濃度を高めるようにすることができる。
【００５６】
キャリア液タンク５２０Ｙと濃度調整用タンク４００Ｙとの間にはキャリア液供給管５２１Ｙが設けられており、キャリア液供給管５２１Ｙ中のキャリア液供給ポンプ５２３Ｙが駆動されることで、キャリア液タンク５２０Ｙから濃度調整用タンク４００Ｙにキャリア液の原液を供給することができるようになっている。濃度調整用タンク４００Ｙ内の液体現像剤のトナー固形分濃度が２５％を上回った場合、キャリア液供給ポンプ５２３Ｙが駆動されることで、濃度調整用タンク４００Ｙにキャリア液の原液を供給し、濃度を低めるようにすることができる。
【００５７】
また、現像剤貯留基体２８０Ｙから回収された液体現像剤が貯留されているバッファタンク５３０Ｙと、濃度調整用タンク４００Ｙとの間にはリサイクル現像剤供給管５３１Ｙが設けられており、リサイクル現像剤供給管５３１Ｙ中のリサイクル現像剤供給ポンプ５３３Ｙが駆動されることで、バッファタンク５３０Ｙから濃度調整用タンク４００Ｙにリサイクルした液体現像剤を供給することができるようになっている。
【００５８】
バッファタンク５３０Ｙに貯留されている液体現像剤は、２次転写が行われた後の感光体１０Ｙから掻き落とされた液体現像剤であるので、トナー固形分濃度が極めて低い（トナー固形分濃度約３％程度）、キャリアリッチなものである。したがって、濃度調整用タンク４００Ｙ内の液体現像剤のトナー固形分濃度が２５％を上回ったとき、キャリア液タンク５２０Ｙから濃度調整用タンク４００Ｙにキャリア液を供給する代わりに、バッファタンク５３０Ｙから濃度調整用タンク４００Ｙに液体現像剤を供給すると、キャリア液タンク５２０Ｙ中のキャリア液の原液を節約することが可能となる場合がある。
【００５９】
次に、濃度調整用タンク４００Ｙの構成についてより詳しく説明する。図３は現像装置における濃度調整用タンクの構成の概略を示す断面図である。濃度調整用タンク４００Ｙは、現像装置３０Ｙにおける現像プロセスで用いる液体現像剤を調製するために利用されるタンクである。
【００６０】
この濃度調整用タンク４００Ｙは、液体現像剤を貯留しておく収容部４０１Ｙと、この収容部４０１Ｙを覆うと共に、各配管、軸部４０６Ｙ、支持部材４５１Ｙなどが挿通される蓋部４０２Ｙを有している。
【００６１】
この蓋部４０２Ｙにはモーター４０５Ｙが取り付けられている。モーター４０５Ｙの回転軸である軸部４０６Ｙは蓋部４０２Ｙから収容部４０１Ｙ内に挿通されている。軸部４０６Ｙには、液体現像剤に浸ることが想定される位置に攪拌翼４０７Ｙが取り付けられており、モーター４０５Ｙの作動に伴い、攪拌翼４０７Ｙが回転し収容部４０１Ｙ中の液体現像剤が攪拌されるようになっている。
【００６２】
この濃度調整用タンク４００Ｙの収容部４０１Ｙの側面には、濃度調整用タンク４００Ｙ内の液体現像剤の液位を検出するために用いられる静電容量式液位センサー４１０Ｙが設けられている。静電容量式液位センサー４１０Ｙを構成する共通電極４２９Ｙは、取り付け基台４１１Ｙ、４１２Ｙ、４１３Ｙによって、濃度調整用タンク４００Ｙ内の側壁部における鉛直方向にわたって設けられている。この共通電極４２９Ｙにおける鉛直方向上方においては、共通電極４２９Ｙは第１電極４２１Ｙと対向し、共通電極４２９Ｙと第１電極４２１Ｙとでコンデンサ（以下、第１コンデンサという）を構成する。また、共通電極４２９Ｙにおける鉛直方向下方においては、共通電極４２９Ｙは第２電極４２２Ｙと対向し、共通電極４２９Ｙと第２電極４２２Ｙとでコンデンサ（以下、第２コンデンサという）を構成する。第１スペーサー４３１Ｙは共通電極４２９Ｙと第１電極４２１Ｙとの間の位置規制を行うものであり、第２スペーサー４３２Ｙ共通電極４２９Ｙと第１電極４２１Ｙ、第２電極４２２Ｙとの間の位置規制を行う。
【００６３】
本実施形態においては、このように共通電極４２９Ｙをグランド電極として、鉛直上方部及び鉛直下方部において２つのコンデンサが形成されることとなる。共通電極４２９Ｙと第１電極４２１Ｙとで形成される鉛直上方部の第１コンデンサは、濃度調整用タンク４００Ｙ内の液体現像剤の液位を検出するために、また、共通電極４２９Ｙと第２電極４２２Ｙとで形成される鉛直下方部の第２コンデンサは液体現像剤の誘電率をリファレンス値として取得するために用いられる。
【００６４】
なお、共通電極４２９Ｙ、第１電極４２１Ｙ、第２電極４２２Ｙのいずれの電極も不図示のリード線が配されており、それぞれのコンデンサの静電容量を測定することができるようになっている。
【００６５】
共通電極４２９Ｙ、第１電極４２１Ｙ、第２電極４２２Ｙには、ステンレス（ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０）、鉄、アルミ（Ａ５０５２、Ａ６０６３）などの材質のものを用いる。なお、共通電極４２９Ｙ、第１電極４２１Ｙ、第２電極４２２Ｙの表面には、ポリテトラフルオロエチレン（商品名テフロン）などのコーティングを施しても良い。
【００６６】
また、電極間の間隔を決定する部材である第１スペーサー４２３Ｙ、第２スペーサー４２４Ｙに用いる材質としては、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール樹脂などの絶縁体を挙げることができる。
【００６７】
図５は共通電極４２９Ｙと第１電極４２１Ｙとで形成される鉛直上方部の第１コンデンサの測定原理から求められる液位と静電容量との関係を示す図である。濃度調整用タンク４００Ｙにおける液位と、共通電極４２９Ｙと第１電極４２１Ｙとで形成される鉛直上方部の第１コンデンサＣの静電容量には、図示するように１次式の関係がある。
【００６８】
ところで、本実施形態で用いられる液体現像剤の誘電率εdevは温度によって変化があることがわかった。この変化に基づいて、共通電極４２９Ｙと第１電極４２１Ｙとで形成される鉛直上方部の第１コンデンサＣの静電容量は、温度の変化に応じて図６に示すように変化する。図６における温度と誘電率εdevとの関係式は、２次式で近似することがで
きる。
【００６９】
また、本実施形態で用いられる液体現像剤の誘電率εdevは、キャリア液中に分散されているトナー固形分濃度に応じて変化する。図７は液体現像剤の誘電率εdevと濃度との関係の概略を示す図である。図７に示すように、液体現像剤の濃度が上昇すると、液体現像剤の誘電率εdevも上昇する傾向があることがわかる。
【００７０】
以上のように、静電容量式液位センサー４１０Ｙにおいては、第１コンデンサＣにおける誘電率εdevが液体現像剤の温度と濃度によって変化するので、液位を算出する際においては、温度と濃度に応じた誘電率εdevの変化に基づいた補正を行うようにする。
【００７１】
ここで、共通電極４２９Ｙと第２電極４２２Ｙとで形成される鉛直下方部の第２コンデンサによって取得されるリファレンス値からは、液体現像剤の誘電率εdevを求めることができるので、液体現像剤の温度や濃度の変化に含めた正確な誘電率εdevを取得することができる。この誘電率εdevを利用して、共通電極４２９Ｙと第１電極４２１Ｙとにより得られる静電容量から液体現像剤の液位を算出することで、正確な液位を算出することが可能となる。
【００７２】
このように本発明の現像装置及び画像形成装置においては、共通電極４２９Ｙと第２電極４２２Ｙとにより得られる静電容量をリファレンス値とし、共通電極４２９Ｙと第１電極４２１Ｙとにより得られる静電容量から液体現像剤の液位を求めるようにしているので、温度や濃度による液体現像剤の誘電率の変化を織り込んだ上で液位が求められる。このような本発明の現像装置及び画像形成装置によれば、収容部の液位を把握した上で、液体現像剤が目標の濃度となるように、適切な量の補充を行うことができ、画質を悪化させることがない。
【００７３】
図４は共通電極４２９Ｙと第１電極４２１Ｙとで形成される鉛直上方部の第１コンデンサにより濃度調整用タンク４００Ｙ内の液体現像剤の液位を検出する際の測定原理を説明する図である。共通電極４２９Ｙ、第１電極４２１Ｙ、第２電極４２２Ｙとは同じ幅の電極が用いられており、その電極幅はｗである。また、第１電極４２１Ｙの電極長さはｌ1であり、第２電極４２２Ｙの電極長さはｌ2である。また、共通電極４２９Ｙと第１電極４２１Ｙとは間隔ｄをもって対向配置されている。同様に、共通電極４２９Ｙと第２電極４２２Ｙとは間隔ｄをもって対向配置されている。また、液位Ｌとしては便宜上、第１電極４２１Ｙの下端部を基点としている。また、空気の誘電率をεair、液体現像剤の誘電率をεdevとする。
【００７４】
共通電極４２９Ｙと第１電極４２１Ｙとで形成される第１コンデンサの静電容量をＣ１とし、また、共通電極４２９Ｙと第２電極４２２Ｙとで形成される第２コンデンサの静電容量をＣ２とする。第１コンデンサについては液位の計測のために、また、第２コンデンサについては液体現像剤の誘電率εdevを取得するために用いるものである。
【００７５】
本実施形態においては、静電容量式液位センサー４１０Ｙが、第１電極４２１Ｙ（液位測定）、第２電極４２２Ｙ（濃度リファレンス）、共通電極４２９Ｙ（グランド）から構成され、液体現像剤濃度による誤差を排除できる濃度算出例である。これは、温度変化が少なく、濃度変化による誤差が支配的と考えられる場合に好適に利用することができる。
【００７６】
第２電極４２２Ｙの静電容量測定値Ｃ２から、液体現像剤の誘電率εdevは下式（１）によって求めることができる。
【００７７】
【数１】
2012220808.tif 000003
一方、第１電極４２１Ｙに関連する第１コンデンサＣ１の静電容量算出式は下式（２）のように表すことができる。
【００７８】
【数２】
2012220808.tif 000004
以上から液位Ｌは下式（３）により求めることができる。
【００７９】
【数３】
2012220808.tif 000005
ただし、
【００８０】
【数４】
2012220808.tif 000006
【００８１】
【数５】
2012220808.tif 000007
である。
【００８２】
ここで、第１電極４２１Ｙが全長に渡り空気中にあるときの静電容量をＣ０とする。また、ΔＣ１はＣ０を基準とした静電容量Ｃ１の増加量である。第２電極４２２Ｙの測定により（１）式から得られたεdevを（３）式に代入すれば、第１電極４２１Ｙに関連する静電容量測定値Ｃ１から液位Ｌを正確に算出することができる。
【００８３】
以上のように、濃度が変化すると現像剤誘電率εdevが変化し、第１電極４２１Ｙに係る１つの電極対の電容量測定値のみでは液位Ｌを正確に求められない。しかし、本実施形態においては、第２電極４２２Ｙから得られる静電容量をリファレンス値として使用することで現像剤誘電率εdevを算出できるため、液位Ｌを正確に算出可能となる。
【００８４】
次に、以上のように構成される現像装置３０Ｙにおける制御例について説明する。図８
は濃度調整用タンク４００Ｙ中の液体現像剤の液位を算出するためのブロック構成を示す図である。図８において、マイクロコンピューター６５０は、ＣＰＵとＣＰＵ上で動作するプログラムを保持するＲＯＭとＣＰＵのワークエリアであるＲＡＭなどからなる汎用の情報処理装置である。このマイクロコンピューター６５０には、液位算出部６５１、静電容量−液位算出テーブル６５２、濃度算出部６５３、液位・濃度制御部６５４などの各処理部・記憶部が仮想的に設けられているものとみなすことができる。
【００８５】
静電容量式液位センサー４１０Ｙを構成する第１電極４２１Ｙと第２電極４２２Ｙからの入力はそれぞれ静電容量測定回路６１０、静電容量測定回路６２０に入力され、それぞれの静電容量データが生成される。静電容量測定回路としては、例えば電極に対して所定時間既知電流を流して、コンデンサのチャージを行い、その後の電極間の電圧を計測することで静電容量を取得する構成のものを用いることができる。
【００８６】
マイクロコンピューター６５０に対しては、共通電極４２９Ｙと第１電極４２１Ｙとで形成される第１コンデンサによって検出された静電容量データ、及び、共通電極４２９Ｙと第２電極４２２Ｙとで形成される第２コンデンサによって検出された静電容量データ（リファレンスデータ）がそれぞれ静電容量測定回路６１０、静電容量測定回路６２０から入力される。また、マイクロコンピューター６５０に対しては、濃度センサー４６０Ｙからの濃度データが入力される。
【００８７】
マイクロコンピューター６５０における液位算出部６５１では、静電容量−液位算出テーブル６５２を参照しつつ、静電容量測定回路６１０、静電容量測定回路６２０から入力された静電容量データに基づいて、液位を算出する。静電容量−液位算出テーブル６５２は、２つの静電容量データと、液位データの組み合わせを記憶するテーブルであり、このテーブルは先に説明した式（１）乃至（５）に基づいて作成されている。
【００８８】
濃度センサー４６０Ｙからのデータは濃度算出部６５３で処理され、液位・濃度制御部６５４に入力される。濃度センサー４６０Ｙと濃度算出部６５３については、例えば、特開２００９−７５５５８に開示されている、透過式濃度センサーを使用し濃度を検出する方法などを用いることができる。
【００８９】
液位算出部６５１から出力される液位データと、濃度算出部６５３から出力される濃度データは、液位・濃度制御部６５４に入力される。
【００９０】
液位・濃度制御部６５４は、液位算出部６５１が算出した液位データと濃度算出部６５３が算出した濃度データに基づき、濃度調整用タンク４００Ｙにおける液位と濃度とを一定に維持するため、液位・濃度同時制御を行う制御部である。液位・濃度を同時に一定値になるよう補給用の高濃度現像剤とキャリアの補給量を算出する。さらに算出値に基づき、高濃度現像剤タンク５１０Ｙ、キャリア液タンク５２０Ｙ、バッファタンク５３０Ｙから濃度調整用タンク４００Ｙに送液するよう各ポンプのモーターに対して駆動信号を出力する。これにより、液位と濃度に応じて正確な補給が行われ、液位と濃度が維持される。
【００９１】
図９は濃度調整用タンク中の液体現像剤の液位を算出するためのフローチャートを示す図である。ステップＳ１００で処理が開始されると、次のステップＳ１０１においては、初期値の算出を行う。初期値算出では、式（４）、（５）に基づき、第１電極４２１Ｙが全長に渡り空気中にあるときの静電容量Ｃ０を算出する。
【００９２】
ステップＳ１０２では、サンプリングタイミングか否かが判定され、この判定がＹＥＳであると、ステップＳ１０３に進む。
【００９３】
ステップＳ１０３では、第２電極４２２Ｙによる静電容量測定を行い、次のステップＳ１０４では、これに測定に基づいて液体現像剤誘電率εdevを算出する。また、ステップＳ１０５では、第１電極４２１Ｙによる静電容量測定を行い、次のステップＳ１０６では、静電容量−液位算出テーブル６５２を参照して液体現像剤液位Ｌを算出する。
【００９４】
ステップＳ１０７では、上位装置から終了が指令あるか否かが判定され、この判定がＮＯのときはステップＳ１０２に戻りループし、判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１０８に進み、処理を終了する。
【００９５】
以上、本発明の現像装置及び画像形成装置においては、第２電極４２２Ｙにより検出される第２静電容量をリファレンス値とし、第１電極４２１Ｙにより得られる静電容量から液体現像剤の液位を求めるようにしているので、温度や濃度による液体現像剤の誘電率の変化を織り込んだ上で液位が求められる。このような本発明の現像装置及び画像形成装置によれば、収容部４０１Ｙの液位を把握した上で、液体現像剤が目標の濃度となるように、適切な量の補充を行うことができ、画質を悪化させることがない。
【００９６】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態は、濃度調整用タンク４００Ｙに設ける静電容量式液位センサー４１０Ｙの構成が、第１の実施形態と異なるので、以下、第２実施形態における静電容量式液位センサー４１０Ｙを中心に説明する。図１０は本発明の第２実施形態に係る現像装置の静電容量式液位センサー４１０Ｙを説明する図である。
【００９７】
先の実施形態においては、共通電極４２９Ｙと第１電極４２１Ｙとで第１コンデンサを形成し、共通電極４２９Ｙと第２電極４２２Ｙとで第２コンデンサ形成さるようにしていたが、第２実施形態おいては、濃度調整用タンク４００Ｙの鉛直上方部で、第１電極４２１Ｙとこれに対向する第３電極４２３Ｙとで第１コンデンサを形成し、濃度調整用タンク４００Ｙの鉛直下方部で、第２電極４２２Ｙとこれに対向する第４電極４２４Ｙとで第２コンデンサを形成するようにしている。すなわち、第１の実施形態では２つのコンデンサを形成する際、共通電極を用いて計３つの電極を用いていたのに対し、第２実施形態では２つのコンデンサを形成する際、計４つの電極を用いている。また、第１電極４２１Ｙと第３電極４２３Ｙの長さはｌ1で幅はｗとされているが、第２電極４２２Ｙと第４電極４２４Ｙの長さはｌ2で幅は４ｗとされている。
【００９８】
本実施形態においては、第２電極４２２Ｙと第４電極４２４Ｙの静電容量測定値Ｃ２から、液体現像剤の誘電率εdevは下式（６）によって求めることができる。
【００９９】
【数６】
2012220808.tif 000008
本実施形態においては、第２電極４２２Ｙと第４電極４２４Ｙの幅は、第１電極４２１Ｙと第３電極４２３Ｙの幅の４倍とされているので、液体現像剤の誘電率εdevの算出精度を向上させることができる。
【０１００】
第２実施形態では、その他のパラメーターは第１の実施形態と同様であり、（１）式に代えて（６）式を用いるのみで、他の計算式は第１実施形態と同様のものを用いて液位Ｌを算出することができる。
【０１０１】
第２実施形態に係る現像装置及び画像形成装置においても、第２電極４２２Ｙにより検出される第２静電容量をリファレンス値とし、第１電極４２１Ｙにより得られる静電容量から液体現像剤の液位を求めるようにしているので、温度や濃度による液体現像剤の誘電率の変化を織り込んだ上で液位が求められる。このような本発明の現像装置及び画像形成装置によれば、収容部４０１Ｙの液位を把握した上で、液体現像剤が目標の濃度となるように、適切な量の補充を行うことができ、画質を悪化させることがない。
【０１０２】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態についても、濃度調整用タンク４００Ｙに設ける静電容量式液位センサー４１０Ｙの構成が、第１の実施形態と異なるので、以下、第３実施形態における静電容量式液位センサー４１０Ｙを中心に説明する。図１１は本発明の第３実施形態に係る現像装置の静電容量式液位センサー４１０Ｙを説明する図である。
【０１０３】
第３実施形態おいては、共通電極４２９Ｙにおける鉛直方向上方においては、共通電極４２９Ｙは第２電極４２２Ｙと対向し、共通電極４２９Ｙと第２電極４２２Ｙとで第２コンデンサを構成する。また、共通電極４２９Ｙにおける鉛直方向下方においては、共通電極４２９Ｙは第１電極４２１Ｙと対向し、共通電極４２９Ｙと第１電極４２１Ｙとで第１コンデンサを構成する。また、第１電極４２１Ｙと第３電極４２３Ｙの対向部の長さはｌ1で幅はｗとされ、第２電極４２２Ｙと第４電極４２４Ｙの対向部の長さはｌ2で幅はｗとされている。
【０１０４】
第３実施形態においては、第１電極４２１Ｙと第３電極４２３Ｙで構成される第１コンデンサＣ１は液位測定のために、また、第２電極４２２Ｙと共通電極４２９Ｙで構成される第２コンデンサＣ２は、ケーブル静電容量リファレンスのために用いられる。ここで、ケーブル（不図示）とは第１電極４２１Ｙ、第２電極４２２Ｙ、共通電極４２９Ｙと静電容量測定回路を導通接続するものである。このようなケーブルは浮游容量を有するものであり、電極間で構成されるコンデンサの静電容量に足される形となる。第３実施形態は、このようなケーブル静電容量による誤差を排除できる算出例である。第３実施形態は、液体現像剤濃度変化が少なく、温度変化に伴うケーブル静電容量変化による誤差が支配的な場合に好適に用いることができる。
【０１０５】
コンデンサＣ１の静電容量測定回路が測定する静電容量は、下式（７）のように求めることができる。
【０１０６】
【数７】
2012220808.tif 000009
ここで、Ｃcableはケーブル静電容量である。
【０１０７】
また、コンデンサＣ２の静電容量測定回路が測定する静電容量は、下式（８）のように求めることができる。
【０１０８】
【数８】
2012220808.tif 000010
式（７）及び式（８）から液位Ｌの算出式である下式（９）を得ることができる。
【０１０９】
【数９】
2012220808.tif 000011
ただし、
【０１１０】
【数１０】
2012220808.tif 000012
【０１１１】
【数１１】
2012220808.tif 000013
【０１１２】
【数１２】
2012220808.tif 000014
である。
【０１１３】
Ｃ０は第１電極４２１Ｙが全長に渡り空気中にあるときの、ケーブル静電容量を含まない静電容量である。また、ΔＣ１はＣ０を基準とした静電容量Ｃ１の差分である。
【０１１４】
第２電極４２２Ｙの測定によりＣcableが得られ、（９）式に代入すれば、第１電極４２１Ｙの静電容量測定値Ｃ１から液位Ｌを正確に算出することができる。
【０１１５】
以上のように、ケーブル静電容量が変化すると第１電極４２１Ｙの静電容量測定値のみから液位Ｌを求めようとすると大きな誤差を伴うが、本実施形態においては、第２電極４２２Ｙをリファレンス電極として使用することでケーブル静電容量Ｃcableを算出できるため、液位Ｌを正確に算出可能となる。このような本発明の現像装置及び画像形成装置によれば、収容部４０１Ｙの液位を把握した上で、液体現像剤が目標の濃度となるように、
適切な量の補充を行うことができ、画質を悪化させることがない。
【０１１６】
次に、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態についても、濃度調整用タンク４００Ｙに設ける静電容量式液位センサー４１０Ｙの構成が、第１の実施形態と異なるので、以下、第４実施形態における静電容量式液位センサー４１０Ｙを中心に説明する。図１２は本発明の第４実施形態に係る現像装置の静電容量式液位センサー４１０Ｙを説明する図である。
【０１１７】
第４実施形態おいては、濃度調整用タンク４００Ｙの鉛直上方部で、第３電極４２３Ｙとこれに対向する第６電極４２６Ｙとで第３コンデンサを形成し、濃度調整用タンク４００Ｙの鉛直下方部で、第２電極４２２Ｙとこれに対向する第５電極４２５Ｙとで第２コンデンサを形成し、濃度調整用タンク４００Ｙの鉛直下方部と鉛直下方部の中央部で、第１電極４２１Ｙとこれに対向する第４電極４２４Ｙとで第１コンデンサを形成するようにしている。
【０１１８】
また、第１コンデンサを構成する第１電極４２１Ｙ、第４電極４２４Ｙの長さはｌ1で幅はｗとされ、第２コンデンサを構成する第２電極４２２Ｙ、第５電極４２５Ｙの長さはｌ2で幅はｗとされ、第３コンデンサを構成する第３電極４２３Ｙ、第６電極４２６Ｙの長さはｌ3で幅はｗとされている。また、第６電極４２６Ｙと第４電極４２４Ｙとはグランド結線４４１Ｙによって導電接続され、第４電極４２４Ｙと第５電極４２５Ｙとはグランド結線４４２Ｙによって導電接続されている。
【０１１９】
第４実施形態においては、第１電極４２１Ｙ、第４電極４２４Ｙで構成される第１コンデンサＣ１は液位測定のために、第２電極４２２Ｙ、第５電極４２５Ｙで構成される第２コンデンサＣ２は濃度リファレンスのために、第３電極４２３Ｙ、第６電極４２６Ｙで構成される第３コンデンサＣ３はケーブル静電容量リファレンスのために利用することで、液体現像剤の誘電率εdevの変化とケーブル静電容量の変化による２つの誤差を排除できる液位算出を行うことができる。第４実施形態は、液体現像剤濃度変化による誤差も、ケーブル静電容量変化による誤差も無視できない場合に好適である。
【０１２０】
第３コンデンサＣ３の測定値から、式（１３）によりケーブル静電容量Ｃcableを得ることができる。
【０１２１】
【数１３】
2012220808.tif 000015
また、第２コンデンサＣ２の測定値から、式（１４）により液体現像剤の誘電率εdevを得ることができる。
【０１２２】
【数１４】
2012220808.tif 000016
式（１３）と式（１４）と、第１コンデンサＣ１の測定値から、式（１５）により液体現像剤の液位Ｌを得ることができる。
【０１２３】
【数１５】
2012220808.tif 000017
ただし、
【０１２４】
【数１６】
2012220808.tif 000018
【０１２５】
【数１７】
2012220808.tif 000019
である。
【０１２６】
ここで、Ｃ０は第１コンデンサが全長に渡り空気中にあるときの、ケーブル静電容量を含まない静電容量である。また、ΔＣ１はＣ０を基準とした静電容量Ｃ１の差分である。第３コンデンサの測定によりＣcableが得られ、第２コンデンサの測定によりεdevが得られ、これらを（１５）式に代入すれば、第１コンデンサの静電容量測定値Ｃ１から液位Ｌを正確に算出することができる。
【０１２７】
以上のように、液体現像剤濃度やケーブル静電容量が変化すると第１コンデンサの静電容量測定値のみから液位Ｌを求めようとすると大きな誤差を伴うが、本実施形態においては、第２コンデンサ、第３コンデンサをリファレンス電極として使用することでケーブル静電容量Ｃcableを算出できるため、液位Ｌを正確に算出可能となる。
【０１２８】
次に、以上のように構成される現像装置３０Ｙにおける制御例について説明する。図１３は第４実施形態における濃度調整用タンク４００Ｙ中の液体現像剤の液位を算出するためのブロック構成を示す図である。図１３において、マイクロコンピューター６５０は、
ＣＰＵとＣＰＵ上で動作するプログラムを保持するＲＯＭとＣＰＵのワークエリアであるＲＡＭなどからなる汎用の情報処理装置である。このマイクロコンピューター６５０には、液位算出部６５１、静電容量−液位算出テーブル６５２、濃度算出部６５３、液位・濃度制御部６５４などの各処理部・記憶部が仮想的に設けられているものとみなすことができる。
【０１２９】
静電容量式液位センサー４１０Ｙを構成する第１電極４２１Ｙ、第２電極４２２Ｙ、第３電極４２３Ｙからの入力はそれぞれ静電容量測定回路６１０、静電容量測定回路６２０、静電容量測定回路６３０に入力され、それぞれの静電容量データが生成される。静電容量測定回路としては、例えば電極に対して所定時間既知電流を流して、コンデンサのチャージを行い、その後の電極間の電圧を計測することで静電容量を取得する構成のものを用いることができる。
【０１３０】
マイクロコンピューター６５０に対しては、第１コンデンサによって検出された静電容量データ、及び、第２コンデンサによって検出された静電容量データ（液定現像剤誘電率リファレンスデータ）、第３コンデンサによって検出された静電容量データ（ケーブル静電容量リファレンス）がそれぞれ静電容量測定回路６１０、静電容量測定回路６２０、静電容量測定回路６３０から入力される。また、マイクロコンピューター６５０に対しては、濃度センサー４６０Ｙからの濃度データが入力される。
【０１３１】
マイクロコンピューター６５０における液位算出部６５１では、静電容量−液位算出テーブル６５２を参照しつつ、静電容量測定回路６１０、静電容量測定回路６２０、静電容量測定回路６３０から入力された静電容量データに基づいて、液位を算出する。静電容量−液位算出テーブル６５２は、３つの静電容量データと、液位データの組み合わせを記憶するテーブルであり、このテーブルは先に説明した式（１３）乃至（１７）に基づいて作成されている。
【０１３２】
濃度センサー４６０Ｙからのデータは濃度算出部６５３で処理され、液位・濃度制御部６５４に入力される。濃度センサー４６０Ｙと濃度算出部６５３については、例えば、特開２００９−７５５５８に開示されている、透過式濃度センサーを使用し濃度を検出する方法などを用いることができる。
【０１３３】
液位算出部６５１から出力される液位データと、濃度算出部６５３から出力される濃度データは、液位・濃度制御部６５４に入力される。
【０１３４】
液位・濃度制御部６５４は、液位算出部６５１が算出した液位データと濃度算出部６５３が算出した濃度データに基づき、濃度調整用タンク４００Ｙにおける液位と濃度とを一定に維持するため、液位・濃度同時制御を行う制御部である。液位・濃度を同時に一定値になるよう補給用の高濃度現像剤とキャリアの補給量を算出する。さらに算出値に基づき、高濃度現像剤タンク５１０Ｙ、キャリア液タンク５２０Ｙ、バッファタンク５３０Ｙから濃度調整用タンク４００Ｙに送液するよう各ポンプのモーターに対して駆動信号を出力する。これにより、液位と濃度に応じて正確な補給が行われ、液位と濃度が維持される。
【０１３５】
図１４は第４実施形態における濃度調整用タンク中の液体現像剤の液位を算出するためのフローチャートを示す図である。ステップＳ２００で処理が開始されると、次のステップＳ２０１においては、初期値の算出を行う。初期値算出では、式（１６）、（１７）に基づき、第１電極４２１Ｙが全長に渡り空気中にあるときの静電容量Ｃ０を算出する。
【０１３６】
ステップＳ２０２では、サンプリングタイミングか否かが判定され、この判定がＹＥＳであると、ステップＳ２０３に進む。
【０１３７】
ステップＳ２０３では、第３電極４２３Ｙによる静電容量測定を行い、次のステップＳ２０４では、これに測定に基づいてケーブル静電容量Ｃcableを算出する。
【０１３８】
ステップＳ２０５では、第２電極４２２Ｙによる静電容量測定を行い、次のステップＳ２０６では、これに測定に基づいて液体現像剤誘電率εdevを算出する。また、ステップＳ２０７では、第１電極４２１Ｙによる静電容量測定を行い、次のステップＳ２０８では、静電容量−液位算出テーブル６５２を参照して液体現像剤液位Ｌを算出する。
【０１３９】
ステップＳ２０９では、上位装置から終了が指令あるか否かが判定され、この判定がＮＯのときはステップＳ２０２に戻りループし、判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ２１０に進み、処理を終了する。
【０１４０】
以上、本発明の現像装置及び画像形成装置においては、第２電極４２２Ｙにより検出される第２静電容量を液体現像剤誘電率εdevに係るリファレンス値とし、第３電極４２３Ｙにより検出される第３静電容量をケーブル静電容量Ｃcableに係るリファレンス値とし、第１電極４２１Ｙにより得られる第１静電容量から液体現像剤の液位を求めるようにしているので、温度や濃度による液体現像剤の誘電率の変化、ケーブルの静電容量の変化を織り込んだ上で液位が求められる。このような本発明の現像装置及び画像形成装置によれば、収容部４０１Ｙの液位を把握した上で、液体現像剤が目標の濃度となるように、適切な量の補充を行うことができ、画質を悪化させることがない。
【符号の説明】
【０１４１】
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ・・・感光体、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ・・・コロナ帯電器、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ・・・露光ユニット、１３Ｙ、１３Ｙ’・・・感光体スクイーズローラー、１４Ｙ、１４Ｙ’・・・感光体スクイーズローラークリーニングブレード、１６Ｙ・・・弾性ローラー、１７Ｙ・・・弾性ローラークリーニングブレード、１８Ｙ・・・感光体クリーニングブレード、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ・・・現像ローラー、２１Ｙ・・・現像ローラークリーニングブレード、２２Ｙ・・・トナー圧縮コロナ発生器、３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ・・・現像装置、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ・・・現像剤容器、３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ・・・アニロックスローラー、３３Ｙ・・・規制ブレード、３４Ｙ・・・オーガ（供給ローラー）、４０・・・転写ベルト、４１・・・ベルト駆動ローラー、４２・・・テンションローラー、４６・・・転写ベルトクリーニングブレード、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ・・・一次転写部、５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋ・・・一次転写バックアップローラー、６０・・・２次転写ユニット、６１・・・２次転写ローラー、６２・・・２次転写ローラークリーニングブレード、９０・・・定着ユニット、２８０Ｙ・・・現像剤貯留基体、２８１Ｙ・・・回収オーガ、２８５Ｙ・・・リサイクル現像剤回収管、３１０Ｙ・・・供給貯留部、３２０Ｙ・・・回収貯留部、３２１Ｙ・・・回収オーガ、３３０Ｙ・・・仕切り部、３７０Ｙ・・・液体現像剤供給管、３７１Ｙ・・・液体現像剤回収管、３７５Ｙ・・・液体現像剤供給ポンプ、４００Ｙ・・・濃度調整用タンク、４０１Ｙ・・・収容部、４０２Ｙ・・・蓋部、４０５Ｙ・・・モーター、４０６Ｙ・・・軸部、４０７Ｙ・・・攪拌翼、４１０Ｙ・・・静電容量式液位センサー、４１１Ｙ・・・取り付け基台、４１２Ｙ・・・取り付け基台、４１３Ｙ・・・取り付け基台、４１４Ｙ・・・取り付け基台、４２１Ｙ・・・第１電極、４２２Ｙ・・・第２電極、４２３Ｙ・・・第３電極、４２４Ｙ・・・第４電極、４２５Ｙ・・・第５電極、４２６Ｙ・・・第６電極、４２９Ｙ・・・共通電極、４３１Ｙ・・・第１スペーサー（規制部材）、４３２Ｙ・・・第２スペーサー（規制部材）、４３３Ｙ・・・第３スペーサー（規制部材）、４３４Ｙ・・・第４スペーサー（規制部材）、４４１Ｙ・・・グランド結線、４４２Ｙ・・・グランド結線、４５０Ｙ・・・固定部材、４５１Ｙ・・・支持部材、４６０Ｙ・・・濃度センサー、４９０Ｙ・・・温度セン
サー、５１０Ｙ・・・高濃度現像剤タンク、５１１Ｙ・・・高濃度現像剤供給管、５１３Ｙ・・・高濃度現像剤供給ポンプ、５２０Ｙ・・・キャリア液タンク、５２１Ｙ・・・キャリア液供給管、５２３Ｙ・・・キャリア液供給ポンプ、５３０Ｙ・・・バッファタンク、５３１Ｙ・・・リサイクル現像剤供給管、５３３Ｙ・・・リサイクル現像剤供給ポンプ、６１０・・・静電容量測定回路（第１電極用）、６２０・・・静電容量測定回路（第２電極用）、６３０・・・静電容量測定回路（第３電極用）、６５０・・・マイクロコンピューター、６５１・・・液位算出部、６５２・・・静電容量−液位算出テーブル、６５３・・・濃度算出部、６５４・・・液位・濃度制御部
【図１】
2012220808.tif 000020
【図２】
2012220808.tif 000021
【図３】
2012220808.tif 000022
【図４】
2012220808.tif 000023
【図５】
2012220808.tif 000024
【図６】
2012220808.tif 000025
【図７】
2012220808.tif 000026
【図８】
2012220808.tif 000027
【図９】
2012220808.tif 000028
【図１０】
2012220808.tif 000029
【図１１】
2012220808.tif 000030
【図１２】
2012220808.tif 000031
【図１３】
2012220808.tif 000032
【図１４】
2012220808.tif 000033