JP5656891B2 - 濃度検出装置、およびこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、液体現像剤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。
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。
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）。
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。
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）。
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。
特開２００７−３１０１２２号公報 特開昭６２−６４９３４号公報 特開昭６３−１１８３５号公報 特開昭６２−２８８５４６号公報 特開昭６２−２８８５４７号公報
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。
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。
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。
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と、固形分として分散されたトナーの濃度と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。
本発明の一局面に係る濃度検出装置は、キャリア液と、前記キャリア液に分散された固形粒子と、前記キャリア液中に溶解した樹脂成分と、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中に浸漬される錘を備え、前記錘に付与される浮力に基づいて、前記液体現像剤の比重を検出する比重検出手段と、前記貯留容器内の前記液体現像剤中に浸漬され、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、前記水晶振動子の振動周波数を検出する周波数検出手段と、前記比重検出手段によって検出された前記液体現像剤の比重と、前記周波数検出手段によって検出された前記水晶振動子の振動周波数とに基づいて、前記液体現像剤中の前記固形粒子の濃度、または、前記液体現像剤中の前記溶解した樹脂成分の濃度を検出する濃度検出手段と、を有することを特徴とする。
本構成によれば、比重検出手段は、貯留容器内の前記液体現像剤中に浸漬される錘を備える。液体現像剤の比重は、液体現像剤中の固形分の濃度に応じて変動する。比重検出手段は、錘に付与される浮力に基づいて、液体現像剤の比重を検出する。また、センサー部は、貯留容器内の液体現像剤中に浸漬され、内部に水晶振動子を含む。センサー部には、水晶振動子を発振させる発振回路が接続され、周波数検出手段が、水晶振動子の振動周波数を検出する。水晶振動子は、液体現像剤の溶解した樹脂成分の濃度に応じて、異なる周波数で振動する。濃度検出手段は、前記液体現像剤の比重と、前記水晶振動子の振動周波数とに基づいて、液体現像剤中の固形粒子の濃度、または、液体現像剤中の溶解した樹脂成分の濃度を検出する。このため、液体現像剤の比重のみに基づいて、液体現像剤中の固形粒子の濃度を検出する場合と比べて、液体現像剤中の溶解した樹脂成分によって、固形粒子の濃度に生じる誤差が低減される。また、前記水晶振動子の振動周波数のみに基づいて、液体現像剤中の溶解した樹脂成分の濃度を検出する場合と比べて、液体現像剤中の固形粒子によって、液体現像剤中の溶解した樹脂成分の濃度に生じる誤差が低減される。
上記の構成において、前記水晶振動子の振動周波数および前記液体現像剤の比重が、それぞれ変化された場合の前記固形粒子または前記溶解された樹脂成分の濃度を示す第１検量線を記憶した第１記憶部を更に備え、前記濃度検出手段は、前記比重検出手段によって検出された前記液体現像剤の比重と、前記周波数検出手段によって検出された前記水晶振動子の振動周波数とを、前記第１検量線に照合することで、前記固形粒子または前記溶解した樹脂成分の濃度を検出することが好ましい。
本構成によれば、第１記憶部には、水晶振動子の振動周波数および液体現像剤の比重が、それぞれ変化された場合の固形粒子または溶解された樹脂成分の濃度を示す第１検量線が記憶される。したがって、比重検出手段によって検出された液体現像剤の比重と、周波数検出手段によって検出された水晶振動子の振動周波数とから、前記固形粒子の濃度または溶解した樹脂成分の濃度を検出することが可能となる。このため、液体現像剤の比重のみに基づいて、液体現像剤中の固形粒子の濃度を検出する場合と比べて、液体現像剤中の溶解した樹脂成分によって、固形粒子の濃度に生じる誤差が低減される。また、前記水晶振動子の振動周波数のみに基づいて、液体現像剤中の溶解した樹脂成分の濃度を検出する場合と比べて、液体現像剤中の固形粒子によって、液体現像剤中の溶解した樹脂成分の濃度に生じる誤差が低減される。
上記の構成において、前記液体現像剤の粘度および前記液体現像剤の比重が、それぞれ変化された場合の前記固形粒子または前記溶解された樹脂成分の濃度を示す第２検量線を記憶した第２記憶部を更に備え、前記濃度検出手段は、前記水晶振動子の振動周波数に基づいて、前記液体現像剤の粘度を導出し、前記比重検出手段によって検出された前記液体現像剤の比重と、前記導出された前記液体現像剤の粘度とを、前記第２検量線に照合することで、前記固形粒子または前記溶解した樹脂成分の濃度を検出することが好ましい。
本構成によれば、第２記憶部には、液体現像剤の粘度および液体現像剤の比重が、それぞれ変化された場合の固形粒子の濃度または溶解された樹脂成分の濃度を示す第２検量線が記憶される。そして、濃度検出手段は、水晶振動子の振動周波数に基づいて、液体現像剤の粘度を導出する。このため、比重検出手段によって検出された液体現像剤の比重と、前記導出された液体現像剤の粘度とから、固形粒子の濃度または溶解した樹脂成分の濃度を検出することが可能となる。この結果、液体現像剤の比重のみに基づいて、液体現像剤中の固形粒子の濃度を検出する場合と比べて、液体現像剤中の溶解した樹脂成分によって、固形粒子の濃度に生じる誤差が低減される。また、前記水晶振動子の振動周波数のみに基づいて、液体現像剤中の溶解した樹脂成分の濃度を検出する場合と比べて、液体現像剤中の固形粒子によって、液体現像剤中の溶解した樹脂成分の濃度に生じる誤差が低減される。
上記の構成において、前記貯留容器は、前記液体現像剤を注入するための注入口と、前記液体現像剤を排出するための排出口とを有し、前記貯留容器内の前記液体現像剤中において、前記錘は、前記注入口よりも上方であって、前記排出口および前記センサー部よりも下方に浸漬されることが好ましい。
本構成によれば、錘を液体現像剤中に容易に没入させることができる。これにより、錘に作用する浮力を正確に得ることができる。また、センサー部よりも、多くの対象溶液を要する錘の周辺に、多くの液体現像剤が確保される。
上記の構成において、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を有することが好ましい。
本構成によれば、貯留容器内には、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。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、規制部材によって、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。この結果、液体現像剤中の水晶振動子の振動が安定する。
上記の構成において、前記錘に接続された起歪体と、前記起歪体に設置された歪みゲージとを備えるロードセルを更に有し、前記比重検出手段は、前記歪みゲージからの出力に基づき前記液体現像剤の比重を検出することが好ましい。
本構成によれば、錘に作用する浮力が、錘に作用する重力と、錘によって起歪体に作用する力とから求められる。そして、錘によって起歪体に作用する力は、歪みゲージの出力によって導出される。このため、錘に作用する浮力が安定して算出され、液体現像剤の比重が、容易に算出される。
上記の構成において、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を更に有し、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ることが好ましい。
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、液体現像剤中の水晶振動子の振動が安定する。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。
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、前記周波数検出手段は、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、前記振動周波数を補正することが好ましい。
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。
上記の構成において、トナー像が形成される像担持体と、キャリア液と、前記キャリア液に分散された前記トナーとしての固形粒子と、前記キャリア液中に溶解した樹脂成分と、を含む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固形粒子または前記樹脂成分の濃度を検出する、請求項１乃至８の何れか１項に記載の液体現像剤濃度検出装置と、を有することが好ましい。
本構成によれば、液体現像剤の比重のみに基づいて、液体現像剤中の固形粒子の濃度を検出する場合と比べて、液体現像剤中の溶解した樹脂成分によって、固形粒子の濃度に生じる誤差が低減される。また、前記水晶振動子の振動周波数のみに基づいて、液体現像剤中の溶解した樹脂成分の濃度を検出する場合と比べて、液体現像剤中の固形粒子によって、液体現像剤中の溶解した樹脂成分の濃度に生じる誤差が低減される。このため、液体現像剤中の溶解した樹脂成分の濃度や固形粒子の濃度が、精度良く検出される。この結果、濃度調整部において、液体現像剤中の固形粒子の濃度や、溶解した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。
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と、固形分として分散されたトナーの濃度と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。特に、樹脂成分とトナーとが、互いの濃度に影響を与える誤差分が効果的に低減された上で、樹脂成分の濃度と、固形分として分散されたトナーの濃度とが、広いレンジで精度良く測定される。
本発明の実施形態に係る溶液濃度検出装置の断面図およびブロック図である。 本発明の実施形態に係る溶解樹脂濃度検出装置の断面図およびブロック図である。 本発明の実施形態に係る溶解樹脂濃度検出装置の一部の断面図である。 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。 本発明の実施形態に係る溶解樹脂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。 本発明の実施形態に係る溶解樹脂濃度検出装置の出力周波数の推移を示した図である。 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。 本発明の実施形態に係る溶解樹脂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。 本発明の実施形態に係る溶解樹脂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。 本実施形態に係る固形分濃度検出装置の構成を模式的に示す図である。 固形分濃度検出装置の濃度検出槽およびロードセルを示す図であり、（ａ）は濃度検出槽およびロードセルの上面図であり、（ｂ）は濃度検出槽の側面図であり、（ｃ）は、（ｂ）とは反対側から見た濃度検出槽の側面図であり、（ｄ）は濃度検出槽およびロードセルの縦断面図である。 液体現像剤の固形分濃度と液体現像剤の比重との関係を示す図である。 液体現像剤の固形分濃度と増幅電圧値との関係を示すために予め作成された検量線を示す図である。 増幅回路から出力された増幅電圧値をオシロスコープによって測定した例を示すグラフである。 液体現像剤の搬送ポンプに起因する脈動をオシロスコープによって測定した結果を示すグラフである。 液体現像剤の比重が温度変動によって変動することを示す図である。 攪拌装置の回転数と増幅電圧値との関係を示す図である。 第１注入口および第２注入口と第１排出口および第２排出口との間の位置関係を断面で示す模式図である。 濃度検出槽を上方から見た場合における、第１注入口および第２注入口と第１排出口および第２排出口との間の位置関係を模式的に示す図である。 液体現像剤の溶解樹脂濃度と粘度との関係を示す図である。 液体現像剤の溶解樹脂濃度と粘度との関係を示す図である。 液体現像剤の固形分濃度と比重との関係を示す図である。 液体現像剤の溶解樹脂濃度および固形分濃度と粘度との関係を示す図である。 液体現像剤の溶解樹脂濃度および固形分濃度と比重との関係を示す図である。 溶解樹脂濃度および固形分濃度が導出されるフローチャートである。 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。 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。 画像形成部の一つを拡大して示す断面図である。 液体現像剤循環装置の構成図である。
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、本実施形態に係る溶液濃度検出装置２８０の構成を示した図である。図１に示す構成は、後記の液体現像剤循環装置ＬＹ（図２８）の一部に相当する。溶液濃度検出装置２８０は、現像剤収容容器２７２に接続される。現像剤収容容器２７２には、キャリアタンク２７４と、トナータンク２７５と、ワニスタンク２７９とが接続されている。キャリアタンク２７４には、液体現像剤ＬＤの溶媒に相当するキャリア液Ｃが貯留されている。トナータンク２７５には、液体現像剤ＬＤ内の固形分に相当するトナーが、キャリア液Ｃ内に分散した状態で貯留されている。ワニスタンク２７９には、液体現像剤ＬＤ内で、キャリア液Ｃに溶解される樹脂成分Ｒが貯留されている。キャリアタンク２７４、トナータンク２７５、ワニスタンク２７９から、現像剤収容容器２７２に対して、それぞれ、純粋なキャリア液Ｃ、高濃度のトナーを含んだキャリア液Ｃ、および、高濃度の樹脂成分Ｒを含んだキャリア液Ｃが、供給される。現像剤収容容器２７２には、攪拌装置２７６が配置され、供給された濃度の異なるキャリア液Ｃを攪拌する。この結果、溶液としての液体現像剤ＬＤが生成される。該液体現像剤ＬＤは、第４パイプ８４を介して、溶液濃度検出装置２８０に流入される。そして、溶液濃度検出装置２８０は、現像剤収容容器２７２内に貯留された液体現像剤ＬＤの固形分濃度ＤＳおよび溶解樹脂濃度ＣＲを検出する。固形分濃度ＤＳは、液体現像剤ＬＤ中において、キャリア液Ｃに溶解されずに分散されるトナーの濃度に相当する。また、溶解樹脂濃度ＣＲは、液体現像剤ＬＤ中において、キャリア液Ｃに溶解される樹脂成分Ｒの濃度に相当する。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。
溶液濃度検出装置２８０は、溶解樹脂濃度検出装置２８０Ａと、測定部２８０Ｂと、固形分濃度検出装置２８０Ｃと、から構成される。溶解樹脂濃度検出装置２８０Ａは、溶解樹脂濃度ＣＲを検出する測定装置であり、固形分濃度検出装置２８０Ｃは、固形分濃度ＤＳを検出する測定装置である。測定部２８０Ｂは、後記の測定用の電気回路を備える。また、測定部２８０Ｂは、溶解樹脂濃度検出装置２８０Ａおよび固形分濃度検出装置２８０Ｃと接続されることによって、最終的に、溶解樹脂濃度ＣＲおよび固形分濃度ＤＳを導出する。
以後、溶解樹脂濃度検出装置２８０Ａおよび固形分濃度検出装置２８０Ｃについて、順に説明する。
＜溶解樹脂濃度検出装置２８０Ａについて＞
図２は、本発明の実施形態に係る溶解樹脂濃度検出装置２８０Ａの断面図と測定部２８０Ｂの電気的なブロック図を組み合わせた図である。図３は、前記溶解樹脂濃度検出装置２８０ＡのＱＣＭ（Quarts Crystal Microbalance）センサーの断面図である。また、図４は、前記ＱＣＭセンサーの（ａ）平面図および（ｂ）側面図である。
溶解樹脂濃度検出装置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。溶解樹脂濃度検出装置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。
ＱＣＭセンサー６０は、内部に水晶振動子６１１（図４）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。
図４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。
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。
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３）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。
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。
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。なお、濃度検出槽６９１のより詳細な構造については、後記の固形分濃度検出装置２８０Ｃとして詳述する。
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Ｔ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。
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。
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。
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。
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。
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。
＜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２８０Ａ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。
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、後記の固形分濃度検出装置２８０Ｃによって、測定される。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、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。
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。
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。
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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。
本実施形態に係る溶解樹脂濃度検出装置２８０Ａ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２８０Ａ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２８０Ａによる溶解樹脂濃度ＣＲの測定について詳述する。
図５は、溶解樹脂濃度検出装置２８０Ａ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６は、溶解樹脂濃度検出装置２８０Ａ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７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８は、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９は、溶解樹脂濃度検出装置２８０Ａが備える発振回路６４１の温度依存性を示した図である。
図５は、溶解樹脂濃度検出装置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。
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６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６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３に示されている。図６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。
更に、図７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８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９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。
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。
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２）。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２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。
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Ｔ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８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。
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５の検量線に基づいて、換算周波数ＦＣ（図５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。
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。
＜固形分濃度検出装置２８０Ｃについて＞
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態にかかる固形分濃度検出装置２８０Ｃについて、詳述する。図１０は、本実施形態に係る固形分濃度検出装置２８０Ｃの構成を模式的に示す図である。
図１０を参照して、固形分濃度検出装置２８０Ｃは、キャリア液Ｃ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液体現像剤ＬＤにおいてトナーの濃度を検出するための装置である。より具体的には、固形分濃度検出装置２８０Ｃは、後述する現像装置１４に供給する液体現像剤ＬＤを調整する現像剤調整部２７に適用されるものであって、現像剤調整部２７が調整したトナー濃度が所定の濃度値か否かを判別するために用いられる。固形分濃度検出装置２８０Ｃは、前述の濃度検出槽６９１に加え、錘３２、ロードセル３３を含む。また、固形分濃度検出装置２８０Ｃは、前述の測定部２８０Ｂに電気的に接続される。
図１１は、固形分濃度検出装置２８０Ｃの濃度検出槽６９１およびロードセル３３を示す図であり、（ａ）は濃度検出槽６９１およびロードセル３３の上面図であり、（ｂ）は濃度検出槽６９１の側面図であり、（ｃ）は、（ｂ）とは反対側から見た濃度検出槽６９１の側面図であり、（ｄ）は濃度検出槽６９１およびロードセル３３の縦断面図である。濃度検出槽６９１は、図１１に示すように、上方に開口した円筒状の容器であって、液体現像剤ＬＤが貯留される。濃度検出槽６９１の開口は蓋部材３８によって閉塞される。濃度検出槽６９１は、その容量を規定する内側壁面６９１ａを有する。内側壁面６９１ａは、内周面６９１ｂと内底面６９１ｃとからなる。濃度検出槽６９１は、湿式画像形成装置内の適所に設置された保持部材３７によって保持されている。
また、濃度検出槽６９１は、その下部に設けられた２つの第１注入口４３および第２注入口４４と、その上部に設けられた２つの第１排出口４６および第２排出口４５とを有する。液体現像剤ＬＤは、第１注入口４３および第２注入口４４から濃度検出槽６９１内に導入され、第１排出口４６および第２排出口４５から排出される。
第１注入口４３および第２注入口４４のそれぞれには、液体現像剤ＬＤを濃度検出槽６９１内に導入するために、第４パイプ８４（図９）の上流側が接続されている。一方、第１排出口４６および第２排出口４５のそれぞれには、液体現像剤ＬＤを濃度検出槽６９１から排出するために、第４パイプ８４の下流側が接続されている。第４パイプ８４は、現像剤収容容器２７２に接続されている。したがって、本実施形態では、濃度検出槽６９１と現像剤収容容器２７２との間で液体現像剤ＬＤが時間的に連続して流れるように構成されている。
ロードセル３３は、図１１に示すように、起歪体３５と、起歪体３５に設置された歪みゲージ３６とを有する。起歪体３５は、その形状は特に限定されないが、本実施形態では、細長のブロック状に成形された形状を有し、濃度検出槽６９１の上方で延びている。起歪体３５は、その基端部において、濃度検出槽６９１の上部に固定された支持ブロック３９によって支持されている。したがって、起歪体３５の先端部は、蓋部材３８を介して濃度検出槽６９１内の液体現像剤ＬＤの上方に位置している。起歪体３５は、例えばアルミ合金からなる。
歪みゲージ３６は、図１１では起歪体３５の上面に設置されているが、その設置位置は、図１１に示す部位に限定されず、後述する錘３２によって起歪体３５において歪みが最も大きく発生する部位に設定される。歪みゲージ３６は、例えば、伸縮によって抵抗値が変化する抵抗体と、その抵抗値変化を電圧に変換するホイートストンブリッジ回路とを含むものであって、起歪体３５の歪みに起因して変動する電気抵抗値を電圧値として出力するものである。
錘３２は、例えばＳＵＳからなる球形のものである。錘３２は、蓋部材３８に形成された貫通孔を通る金属ワイヤ４７によって起歪体３５の先端部に接続され、濃度検出槽６９１内に収容されている。錘３２の重さは、錘３２が濃度検出槽６９１内に流入した液体現像剤ＬＤの液面から突出しない程度に没入するように設定されている。また、錘３２は、濃度検出槽６９１を上方から見た場合に濃度検出槽６９１内で略中央位置を占めるように配置されていると共に、濃度検出槽６９１の内周面３１ｂおよび内底面３１ｃに接触しないように配置されている。なお、錘３２の材料は、錘３２が液体現像剤ＬＤ中に没入するために十分な程度の密度差を有する材料であればよく、コストを考慮して適宜選択される。また、錘３２と起歪体３５の先端部とを接続する部材は、必ずしも金属ワイヤ４７を用いる必要はなく、液体現像剤ＬＤによって錘３２に作用する浮力に影響を与えない部材であればよい。
測定部２８０Ｂは、前述の電源６９３、記憶部６９７および濃度算出部６９８に加え、増幅回路５３と、Ａ／Ｄコンバータ５５と、温度補正部５８と、を含む。
増幅回路５３は、ロードセル３３の歪みゲージ３６に接続され、歪みゲージ３６が出力した電圧値を増幅する。電圧値の増幅倍数は適宜設定される。増幅回路５３は、起歪体３５に作用する風袋重量、つまり濃度検出槽６９１内に液体現像剤ＬＤが無い状態で錘３２によって起歪体３５に作用する力をキャンセルすることができる。なお、増幅回路５３は、後述するＡ／Ｄコンバータ５５および濃度算出部６９８とは電気回路的に分離されている。
固形分濃度検出装置２８０Ｃにおいて、電源６９３は、増幅回路５３の出力電圧が常に一定の値になるように制御する。
Ａ／Ｄコンバータ５５は、増幅回路５３から増幅出力された電圧値をデジタル信号値に変換する。
温度補正部５８は、液体現像剤ＬＤの液温Ｔと比重ρとの関係に基づいた温度補正値を、予め格納している。温度補正値は、濃度算出部６９８によって、固形分濃度ＤＳの算出時に、参照される。
固形分濃度検出装置２８０Ｃにおいて、濃度算出部６９８は、デジタル信号値に基づいて液体現像剤ＬＤの固形分濃度ＤＳ（トナー濃度）を求める。図１２は、液体現像剤ＬＤの比重ρと、固形分濃度ＤＳとの関係を示した図である。濃度算出部６９８は、液体現像剤ＬＤの比重ρが、図１２に示すように液体現像剤ＬＤの固形分濃度ＤＳに応じて変動し、液体現像剤ＬＤによって錘３２に作用する浮力が液体現像剤ＬＤの比重ρに応じて変動する特性を利用する。そして、錘３２によって起歪体３５に作用する荷重Ｆｒは、アルキメデスの原理に基づき、
Ｆｒ＝Ｍｇ−ρＶｇ・・・（式１）
によって求めることができる（Ｍは錘３２の質量、ｇは重力加速度、ρは液体現像剤ＬＤの比重、Ｖは錘３２の体積）。
すなわち、錘３２によって起歪体３５に作用する荷重Ｆｒは、錘３２に作用する重力から錘３２に作用する浮力を減算することで求められる。そこで、本実施形態では、荷重Ｆｒ、つまり増幅電圧値に対応するデジタル信号値と、液体現像剤ＬＤの固形分濃度ＤＳとの関係を示す検量線を予め作成し、その検量線をＲＯＭ等の記憶部６９７に記憶させ、記憶部６９７を濃度算出部６９８に接続させている。検量線は、図１３に示すものである。したがって、濃度算出部６９８は、実際に得たデジタル信号値（増幅電圧値）を検量線に照合することで、固形分濃度ＤＳを求めることができる。
なお、図１３の検量線に示すように、液体現像剤ＬＤによって錘３２に作用する浮力が大きくなり、起歪体３５に作用する荷重Ｆｒが小さくなると、歪みゲージ３６が出力する電圧値は小さくなる。一方、浮力が小さくなり、荷重Ｆｒが大きくなると、電圧値は大きくなる。トナー濃度は、電圧値が小さくなるにつれて高くなる。
図１４は、増幅回路５３から出力された増幅電圧値をオシロスコープによって測定した例を示すグラフである。この例では、液体現像剤ＬＤを現像剤収容容器２７２から濃度検出槽６９１に時間的に連続して導入しつつ、固形分濃度ＤＳを意図的に７％上昇させた。矢印で示すように、７％分の固形分濃度ＤＳの上昇に対応して増幅電圧値が下降した。この出力変化は図１４から明らかなように１０秒弱で現れた。本実施形態では、液体現像剤ＬＤは、現像剤調整部２７から濃度検出槽６９１に時間的に連続して導入されているが、図１４に示す例から明らかなように、固形分濃度ＤＳが経時的に変化した場合であっても固形分濃度ＤＳを速やかに精度良く検出することができる。
なお、第４ポンプＰ４によって、液体現像剤ＬＤを濃度検出槽６９１に導入しているため、第４ポンプＰ４の駆動に起因する脈動がノイズ成分として捉えられる。図１５は、第４ポンプＰ４の駆動に伴うノイズ成分の推移を示した図である。このように、第４ポンプＰ４が安定して動作している限り、増幅電圧値には、規則的なノイズ成分が出現する。測定部２８０Ｂは、固形分濃度ＤＳを求める際にそのような規則的なノイズ成分をキャンセルすることができるように構成されている。
固形分濃度検出装置２８０Ｃは、溶解樹脂濃度検出装置２８０Ａにおいて使用された液温センサ６９２をさらに備えることができる。図１６は、液体現像剤ＬＤの液温Ｔと比重ρの関係を示した図である。液体現像剤ＬＤの比重ρは、同一の固形分濃度ＤＳ条件下であっても液体現像剤ＬＤの液温Ｔによって変動する。すなわち、液体現像剤ＬＤの比重ρは、温度が高くなるにつれて大きくなる。そのため、固形分濃度ＤＳが変動しなくても液温Ｔが変動すると、錘３２に作用する浮力、ひいては錘３２によって起歪体３５に作用する荷重Ｆｒも変動する。したがって、液体現像剤ＬＤの液温Ｔが変動している場合、ロードセル３３が出力する電圧値をそのまま用いたのでは精度良く固形分濃度ＤＳを検出することができない。
そこで、本実施形態では、液温Ｔと比重ρとの関係に基づき温度補正値を予め作成し、その温度補正値を含む温度補正テーブルを温度補正部５８に記憶させている。濃度算出回路５６は、液温センサ６９２および温度補正部５８に接続されている。これにより、濃度算出部６９８は、液温センサ６９２が検出した液温Ｔに基づく所定の温度補正値で増幅電圧値を補正することにより、固形分濃度ＤＳを精度良く検出することができる。
濃度算出部６９８が求めた固形分濃度ＤＳは、現像剤収容容器２７２に接続された図略の制御部に伝送される。前記制御部は、濃度算出部６９８が求めた固形分濃度ＤＳが所定の濃度値よりも高いと判定した場合、キャリアタンク２７４からキャリア液Ｃが現像剤収容容器２７２に供給されるように制御する。一方、前記制御部は、濃度算出部６９８が求めた固形分濃度ＤＳが所定の濃度値よりも低いと判定した場合、トナータンク２７５からトナー濃度の高い液体現像剤Ｔが現像剤収容容器２７２に供給されるように制御する。液体現像剤ＬＤは濃度検出槽６９１に時間的に連続して供給されているので、前記制御部は、経時的に変化し得る固形分濃度ＤＳの変化を濃度算出部６９８によって知ることができ、液体現像剤ＬＤの固形分濃度ＤＳが所定の濃度値に達するまでキャリア液Ｃまたはトナー濃度の高い液体現像剤Ｔの供給の制御を行う。
現像剤収容容器２７２は攪拌装置２７６を有しているため、攪拌装置２７６による液体現像剤ＬＤの攪拌によって液体現像剤ＬＤ中に視認困難な程度の気泡が発生し、そのような気泡が錘３２に作用する浮力に影響を与えることが懸念される。しかしながら、トナー濃度が３０％の液体現像剤ＬＤ中で攪拌装置２７６の回転数を変化させながら、出力される増幅電圧値を観察したところ、図１７に示すように、攪拌装置２７６の回転数が大きくなっても増幅電圧値において大きな変動は観察されなかった。したがって、攪拌装置２７６の攪拌によって発生する気泡が錘３２に作用する浮力にほとんど影響を与えないことが分かった。錘３２としてＳＵＳ球を用いていても、気泡が浮力に影響を与える場合、錘３２の重さを適宜大きくすることで気泡の影響を打ち消すことができる。
以上説明した本実施形態に係る固形分濃度検出装置２８０Ｃは、（１）液体現像剤ＬＤの比重ρが固形分濃度ＤＳに応じて変動すること、（２）錘３２に作用する浮力が液体現像剤ＬＤの比重ρに応じて変動すること、（３）錘３２によって起歪体３５に作用する力が、錘３２に作用する重力から錘３２に作用する浮力を減算することで求められること、を利用して、歪みゲージ３６からの電圧値に基づいて固形分濃度ＤＳを求めるように構成されている。そのため、固形分濃度検出装置２８０Ｃは、固形分濃度ＤＳが高濃度であっても、光吸収率を利用するような従来の検出装置とは異なり、精度良く固形分濃度ＤＳを検出することができる。また、固形分濃度検出装置２８０Ｃは、液体現像剤ＬＤが高粘度であっても、錘３２の重さを適宜大きくすることで、錘３２に作用する気泡の影響を低減することができる。このため、精度良く固形分濃度ＤＳを検出することができる。さらに、固形分濃度検出装置２８０Ｃは、液体現像剤ＬＤが流動していても、精度良く固形分濃度ＤＳを検出することができる。さらに、固形分濃度検出装置２８０Ｃは、ロードセル３３を用いているので、導電率を利用する従来の装置と異なり、出力電圧の大きい電源を必要としない。
また、本実施形態に係る固形分濃度検出装置２８０Ｃによれば、固形分濃度ＤＳと歪みゲージ３６が出力する電圧値との関係を示す検量線を記憶部６９７に記憶させているので、歪みゲージ３６が出力した電圧値を検量線に照合するだけで容易に固形分濃度ＤＳを求めることができる。
さらに、本実施形態に係る固形分濃度検出装置２８０Ｃによれば、濃度検出槽６９１中の液体現像剤ＬＤの温度を検出する液温センサ６９２が設けられ、濃度算出部６９８は、温度に基づく所定の温度補正値で歪みゲージ３６からの電圧値を補正して、固形分濃度ＤＳを求める。これにより、液体現像剤ＬＤの温度が変動して比重ρが変動した場合であっても、固形分濃度ＤＳを精度良く検出することができる。
さらに、本実施形態に係る固形分濃度検出装置２８０Ｃによれば、液体現像剤ＬＤは現像剤収容容器２７２から濃度検出槽６９１内に時間的に連続して導入されるので、固形分濃度ＤＳが経時的に変化した場合であっても、固形分濃度ＤＳを精度良く検出することができる。
以上、図１０〜１７を参照して本実施形態に係る固形分濃度検出装置２８０Ｃについて説明したが、固形分濃度検出装置２８０Ｃでは、固形分濃度ＤＳの検出精度を向上させるために、第１注入口４３および第２注入口４４と第１排出口４６および第２排出口４５との間の位置関係を規定している。以下、その位置関係について図１８および図１９を参照しながら説明する。図１８は、第１注入口４３および第２注入口４４と第１排出口４６および第２排出口４５との間の位置関係を断面で示す模式図である。図１９は、濃度検出槽６９１を上方から見た場合における、第１注入口４３および第２注入口４４と第１排出口４６および第２排出口４５との間の位置関係を模式的に示す図である。
図１８に示すように、第１注入口４３および第２注入口４４は、水平面において錘３２と同一線上に位置しないように設けられている。この構成によれば、第１注入口４３および第２注入口４４から濃度検出槽６９１内に流入した液体現像剤ＬＤの流れは、錘３２に直接衝突しないので、液体現像剤流れが、錘３２に作用する浮力、ひいては錘３２によって起歪体３５に作用する力に影響を及ぼすことを避けることができる。これにより、固形分濃度ＤＳを精度良く検出することを維持できる。
また、図１８に示すように、第１注入口４３および第２注入口４４は、錘３２よりも低い位置に設けられており、一方、第１排出口４６および第２排出口４５は、錘３２よりも高い位置に設けられている。この構成によれば、錘３２を液体現像剤ＬＤ中に容易に没入させることができる。これにより、錘３２に作用する浮力、ひいては錘３２によって起歪体３５に作用する力を正確に得ることができる。
さらに、図１９に示すように、第１注入口４３は、第２注入口４４とは略９０°離間して設けられており、第１排出口４６は、第２排出口４５とは略９０°離間して設けられている。また、図１８に示すように、第１注入口４３は、鉛直方向で見て第１排出口４６と略対向しており、第２注入口４４は、鉛直方向で見て第２排出口４５と略対向している。このように第１注入口４３および第２注入口４４と第１排出口４６および第２排出口４５とを配置することで、液体現像剤ＬＤの一部が濃度検出槽６９１内で滞留してしまうことを抑制することができる。これにより、液体現像剤ＬＤの固形分濃度ＤＳが濃度検出槽６９１内でほぼ均一となる。その結果、固形分濃度ＤＳを精度良く検出することができる。
また、本実施形態では、図１に示すように、濃度検出槽６９１の中に、固形分濃度検出装置２８０Ｃと、前述の溶解樹脂濃度検出装置２８０Ａとが、配置される。この際、固形分濃度検出装置２８０Ｃの錘３２は、液体現像剤ＬＤに対して、溶解樹脂濃度検出装置２８０ＡのＱＣＭセンサー６０のセンサー電極６１よりも下方に浸漬される。これは、固形分濃度検出装置２８０Ｃの方が、溶解樹脂濃度検出装置２８０Ａよりも、多くの液体現像剤ＬＤを必要とするためである。このように、錘３２およびセンサー電極６１を配置することによって、溶解樹脂濃度ＣＲおよび固形分濃度ＤＳを効率的に検出することが可能となる。
＜溶解樹脂濃度検出装置および固形分濃度検出装置の相互補正について＞
以上のように、本実施形態では、溶解樹脂濃度検出装置２８０Ａおよび固形分濃度検出装置２８０Ｃによって、液体現像剤ＬＤの溶解樹脂濃度ＣＲおよび固形分濃度ＤＳが好適に検出される。ここで、本発明者は、溶解樹脂濃度検出装置２８０Ａおよび固形分濃度検出装置２８０Ｃを相互に利用することによって、更に、誤差の少ない、高精度な溶解樹脂濃度ＣＲＨおよび固形分濃度ＤＳＨが導出されることを知見した。
図２０は、液体現像剤ＬＤ中の固形分濃度ＤＳを変化させた場合の、溶解樹脂濃度ＣＲと液体現像剤ＬＤの粘度ηとの関係を示した図である。また、図２１は、図２０において、液体現像剤ＬＤの固形分濃度ＤＳの違いを、比重ρの違いとして表したものである。更に、図２２は、液体現像剤ＬＤの粘度η（溶解樹脂濃度ＣＲ）を変化させた場合の固形分濃度ＤＳと液体現像剤ＬＤの比重ρとの関係を示した図である。
図２０および図２１において、同じ溶解樹脂濃度ＣＲであっても、固形分濃度ＤＳが異なると、粘度ηが僅かに異なる。換言すれば、同じ粘度ηであっても、固形分濃度ＤＳが異なると、溶解樹脂濃度ＣＲが異なることとなる。このため、前述の溶解樹脂濃度検出装置２８０Ａにおいて、水晶振動子６１１の振動に基づく出力周波数Ｆが溶解樹脂濃度ＣＲに変換される際に、液体現像剤ＬＤの固形分濃度ＤＳの分だけ、誤差が生じることとなる。
また、図２２において、同じ固形分濃度ＤＳであっても、溶解樹脂濃度ＣＲ（粘度η）が異なると、比重ρが僅かに異なる。換言すれば、同じ比重ρであっても、溶解樹脂濃度ＣＲが異なると、固形分濃度ＤＳが異なることとなる。このため、前述の固形分濃度検出装置２８０Ｃにおいて、液体現像剤ＬＤの比重ρに基づき、ロードセル３３が出力する電圧値から固形分濃度ＤＳを導出する際に、液体現像剤ＬＤの溶解樹脂濃度ＣＲの分だけ、誤差が生じることとなる。このように、溶解樹脂濃度検出装置２８０Ａおよび固形分濃度検出装置２８０Ｃから導出された溶解樹脂濃度ＣＲおよび固形分濃度ＤＳは、相互に影響していることが知見された。
そこで、本実施形態では、溶解樹脂濃度ＣＲおよび固形分濃度ＤＳの相互に寄与しあう誤差が可及的に取り除かれた固形分濃度ＤＳＨおよび溶解樹脂濃度ＣＲＨが導出される。以下に、その導出過程について説明する。本実施形態では、溶液濃度検出装置２８０Ａは、液体現像剤ＬＤの粘度ηに応じて振動する水晶振動子６１１の出力周波数Ｆを検出する周波数検出手段として使用される。また、固形分濃度検出装置２８０Ｃは、液体現像剤ＬＤの比重ρを検出する比重検出手段として使用される。
図２５は、濃度算出部６９８（図１）によって、溶解樹脂濃度ＣＲＨおよび固形分濃度ＤＳＨが導出される際のフローチャートである。本実施形態では、記憶部６９７は、後述される既知の各定数を格納する。また、記憶部６９７は、検量線データＤ１、Ｄ２を格納する。検量線データＤ１は、固形分濃度検出装置２８０Ｃにおいて、ロードセル３３の歪みゲージ３６（図１１）から出力される電圧値Ｖが、Ａ／Ｄコンバータ５５によってデジタル信号ＶＤに変換された値と、実際に歪みゲージ３６に付与される荷重Ｆｒとの関係について検量されたデータである。また、検量線データＤ２は、液体現像剤ＬＤにおいて、比重ρを変数とした場合の溶解樹脂濃度ＣＲおよび固形分濃度ＤＳと粘度ηとの関係（または、粘度ηを変数とした場合の溶解樹脂濃度ＣＲおよび固形分濃度ＤＳと比重ρとの関係）を示した検量データである。
図１および図２５を参照して、濃度検出槽６９１に液体現像剤ＬＤが流入されると、固形分濃度検出装置２８０Ｃのロードセル３３の歪みゲージ３６（図１１）から、電圧値Ｖが出力される（ステップＳ００１）。該電圧値Ｖは、増幅回路５３によって増幅された後、Ａ／Ｄコンバータ５５によってデジタル信号ＶＤに変換される。
濃度算出部６９８は、予め、記憶部６９７に格納された検量線データＤ１に基づいて、デジタル信号ＶＤを荷重Ｆｒに変換する（ステップＳ００２）。
次に、濃度算出部６９８は、上記で得られた荷重Ｆに基づいて、液体現像剤ＬＤの比重ρを導出する（ステップＳ００３）。この際、濃度算出部６９８は、前述の（式１）に基づき、
ρ＝（Ｍｇ−Ｆｒ）／Ｖｇ・・・（式２）
の関係から、ρを導き出す（ρ：液体現像剤ＬＤの比重、Ｍ：錘３２の質量、ｇ：重力加速度、Ｖ：錘３２の体積、Ｆｒ：ステップＳ００２で導出された荷重Ｆｒ）。
その後、濃度算出部６９８は、上記にて導出された液体現像剤ＬＤの比重ρを用いて、液体現像剤ＬＤの粘度ηを導出する（ステップＳ００４）。この際、濃度算出部６９８は、次式を参照する。
Δｆ＝−ｆ０ ３／２（ρη／πρＴμＴ）１／２ ・・・（式３）
（Δｆ：ｆ−ｆ０、ｆ：水晶振動子６１１の振動に基づく出力周波数Ｆ、ｆ０：表面に試料が付着していない状態での水晶振動子６１１の共振周波数、ρＴ：水晶振動子６１１の密度、μＴ：水晶振動子６１１のずり弾性率。）
なお、（式３）は粘性流体における粘度と振動体の共振周波数に関する公知の関係式である。上記（式３）において、ｆ０、ρＴ、μＴは、既知の定数であり、記憶部６９７に予め格納される。濃度算出部６９８は、溶解樹脂濃度検出装置２８０Ａから得られるｆ（出力周波数Ｆ）およびステップＳ００３にて得られる比重ρから、液体現像剤ＬＤの粘度ηを導出する。
かくして、濃度算出部６９８は、測定対象である液体現像剤ＬＤの比重ρおよび粘度ηを得る。そして、濃度算出部６９８は、予め、記憶部６９７に格納される検量線データＤ２から、液体現像剤ＬＤの溶解樹脂濃度ＣＲＨおよび固形分濃度ＤＳＨを導出する（ステップＳ００５）。この際、記憶部６９７に格納される検量線は、図２１および図２２に示されるものと同種の情報である。図２３および図２４は、液体現像剤ＬＤの比重ρおよび粘度ηが得られた結果、溶解樹脂濃度ＣＲＨおよび固形分濃度ＤＳＨが導き出された例を示すものである。
このように、本実施形態によれば、液体現像剤ＬＤの比重ρおよび粘度ηの２つの変数を利用して、溶解樹脂濃度ＣＲＨおよび固形分濃度ＤＳＨを個別に導き出すことが可能となる。このため、溶解樹脂濃度ＣＲおよび固形分濃度ＤＳに含まれ、相互に寄与する誤差の影響が、可及的に抑止された状態で、溶解樹脂濃度ＣＲＨおよび固形分濃度ＤＳＨが導出される。したがって、液体現像剤ＬＤの比重ρのみに基づいて、液体現像剤ＬＤ中の固形分濃度ＤＳを検出する場合と比べて、液体現像剤ＬＤ中の溶解した樹脂成分によって、固形粒子の濃度に生じる誤差が低減される。また、前記水晶振動子６１１の振動周波数（出力周波数Ｆ）のみに基づいて、液体現像剤ＬＤ中の溶解樹脂濃度ＣＲを検出する場合と比べて、液体現像剤ＬＤ中の固形粒子（トナー）によって、液体現像剤ＬＤ中の溶解した樹脂成分の濃度に生じる誤差が低減される。この結果、液体現像剤ＬＤに溶解された樹脂材料Ｒと、液体現像剤ＬＤ中に分散された固形粒子の濃度が、広いレンジで精度良く把握され、液体現像剤ＬＤの濃度調整が好適に実現される。
＜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液濃度検出装置２８０が組み込まれた画像形成装置について説明する。図２６は、溶液濃度検出装置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２７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２８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２６乃至図２８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。
図２６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。
図２７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。
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。
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２６、図２７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。
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。
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。
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。
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２６、図２７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。
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。
図２８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。
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２９参照）。
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２８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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
図２７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。
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。
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。
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。
図２９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。
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〜Ｐ１４及び制御部５５０を備えている。
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。
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。
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固形分濃度ＤＳ（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、固形分濃度ＤＳを適正範囲に調整する。この固形分濃度ＤＳ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。
溶液濃度検出装置２８０は、現像剤収容容器２７２内の液体現像剤ＬＤの固形分濃度ＤＳ（ＤＳＨ）および溶解樹脂濃度ＣＲ（ＣＲＨ）を検出する。溶液濃度検出装置２８０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の入口端から溶液濃度検出装置２８０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。
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内の液体現像剤の固形分濃度ＤＳ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。
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内の固形分濃度ＤＳ（ＤＳＨ）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内に固形分濃度ＤＳ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の固形分濃度ＤＳ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。
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（ＣＲＨ）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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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１１ポンプＰ１〜Ｐ１４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。
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。
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。
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。
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。
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、溶液濃度検出装置２８０により液体現像剤ＬＤの固形分濃度ＤＳ（ＤＳＨ）（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、溶液濃度検出装置２８０により液体現像剤ＬＤの固形分濃度ＤＳが検出される。そして、固形分濃度ＤＳ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（ＣＲＨ）が、溶液濃度検出装置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。
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。
＜液体現像剤について＞
次に、上記の実施形態において、溶液濃度検出装置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。
＜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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
＜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。
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。
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。
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。
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。
＜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。
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。
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。
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。
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。
（１）上記の実施形態では、溶解樹脂濃度検出装置２８０Ａ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。
（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。
（３）また、上記の実施形態では、固形分濃度検出装置２８０Ｃおよび溶解樹脂濃度検出装置２８０Ａは、それぞれ同じ濃度検出槽６９１内の液体現像剤ＬＤの濃度を検出する態様にて説明した。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２８０Ｃおよび溶解樹脂濃度検出装置２８０Ａは、異なる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ＤＳおよび溶解樹脂濃度ＣＲを検出する態様であってもよい。
（４）更に、上記の実施形態では、溶解樹脂濃度ＣＲＨおよび固形分濃度ＤＳＨが導出されるステップＳ００４において、（式３）を用いて、液体現像剤ＬＤの粘度ηが導出される態様にて説明した。しかし、液体現像剤ＬＤの粘度ηの導出は、このステップに限られるものではない。予め、記憶部６９７に、Δｆ（＝ｆ−ｆ０）と粘度ηとの関係を規定する検量線データＤ３が格納されることで、該検量線データＤ３から、直接、液体現像剤ＬＤの粘度ηが導きだされる態様であってもよい。この場合であっても、液体現像剤ＬＤの比重ρおよび粘度ηの両方が得られることにより、誤差が低減された溶解樹脂濃度ＣＲＨおよび固形分濃度ＤＳＨが導き出される。また、いずれの実施形態においても、特性値として粘度ηを算出することなく、液体現像剤ＬＤの比重ρおよび中間的な特性値である振動周波数（出力周波数Ｆ）によって、溶解樹脂濃度ＣＲＨおよび固形分濃度ＤＳＨが導出されてもよい。この場合、記憶部６９７には、予め、出力周波数Ｆと比重ρの２変数に対する溶解樹脂濃度ＣＲＨおよび固形分濃度ＤＳＨの検量線データＤ４が格納される。
（５）また、上記の実施形態では、溶液濃度検出装置２８０が、現像剤収容容器２７２に接続されるにあたり、第４パイプ８４上の、溶液濃度検出装置２８０よりも上流側の位置に、第４ポンプＰ４を備える態様にて説明したが、これに限られるものではない。現像剤収容容器２７２と溶液濃度検出装置２８０との間の距離が離れているような場合は、液体現像剤ＬＤの循環性能を高めるために、溶液濃度検出装置２８０よりも、下流側の位置に、新たなポンプが配置されてもよい。この場合、第４パイプ８４には、溶液濃度検出装置２８０の上下流側にそれぞれに、液体現像剤ＬＤを搬送するためのポンプが配置される。このため、溶液濃度検出装置２８０内の濃度検出槽６９１に効率的に、液体現像剤ＬＤが流入されるともに、濃度検出槽６９１から液体現像剤ＬＤが速やかに排出される。
１ カラープリンタ（画像形成装置）
２８０ 溶液濃度検出装置
２８０Ａ 溶解樹脂濃度検出装置（周波数検出手段）
２８０Ｂ 測定部
２８０Ｃ 固形分濃度検出装置（比重検出手段）
３２ 錘
３３ ロードセル
３６ 歪みゲージ
４３ 第１注入口（注入口）
４４ 第２注入口（注入口）
４５ 第１排出口（排出口）
４６ 第２排出口（排出口）
６０ ＱＣＭセンサー
６１ センサー電極
６１１ 水晶振動子
６１２ 第１電極部
６１３ 第２電極部
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（規制部材）
６６ シールド
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（濃度検出手段）

Claims (7)

  1. キャリア液と、前記キャリア液に分散された固形粒子と、前記キャリア液中に溶解した樹脂成分と、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中に浸漬される錘を備え、前記錘に付与される浮力に基づいて、前記液体現像剤の比重を検出する比重検出手段と、
    前記貯留容器内の前記液体現像剤中に浸漬され、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、
    前記水晶振動子の振動周波数を検出する周波数検出手段と、
    前記比重検出手段によって検出された前記液体現像剤の比重と、前記周波数検出手段によって検出された前記水晶振動子の振動周波数とに基づいて、前記液体現像剤中の前記固形粒子の濃度、または、前記液体現像剤中の前記溶解した樹脂成分の濃度を検出する濃度検出手段と、
    を有することを特徴とする濃度検出装置。
  2. 前記水晶振動子の振動周波数および前記液体現像剤の比重が、それぞれ変化された場合の前記固形粒子または前記溶解された樹脂成分の濃度を示す第１検量線を記憶した第１記憶部を更に備え、
    前記濃度検出手段は、前記比重検出手段によって検出された前記液体現像剤の比重と、前記周波数検出手段によって検出された前記水晶振動子の振動周波数とを、前記第１検量線に照合することで、前記固形粒子または前記溶解した樹脂成分の濃度を検出することを特徴とする請求項１に記載の濃度検出装置。
  3. 前記液体現像剤の粘度および前記液体現像剤の比重が、それぞれ変化された場合の前記固形粒子または前記溶解された樹脂成分の濃度を示す第２検量線を記憶した第２記憶部を更に備え、
    前記濃度検出手段は、前記水晶振動子の振動周波数に基づいて、前記液体現像剤の粘度を導出し、前記比重検出手段によって検出された前記液体現像剤の比重と、前記導出された前記液体現像剤の粘度とを、前記第２検量線に照合することで、前記固形粒子または前記溶解した樹脂成分の濃度を検出することを特徴とする請求項１に記載の濃度検出装置。
  4. 前記貯留容器は、前記液体現像剤を注入するための注入口と、前記液体現像剤を排出するための排出口とを有し、
    前記貯留容器内の前記液体現像剤中において、前記錘は、前記注入口よりも上方であって、前記排出口および前記センサー部よりも下方に浸漬されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の濃度検出装置。
  5. 前記錘に接続された起歪体と、前記起歪体に設置された歪みゲージとを備えるロードセルを更に有し、
    前記比重検出手段は、前記歪みゲージからの出力に基づき前記液体現像剤の比重を検出することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の濃度検出装置。
  6. 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、
    前記周波数検出手段は、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、前記振動周波数を補正することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の濃度検出装置。
  7. トナー像が形成される像担持体と、
    キャリア液と、前記キャリア液に分散された前記トナーとしての固形粒子と、前記キャリア液中に溶解した樹脂成分と、を含む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固形粒子または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。
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