電容式調(diào)色劑水平傳感器的制造方法
【專利摘要】一種調(diào)色劑容器，其包括設(shè)置在調(diào)色劑容器內(nèi)的第一電極、電耦合到第一電極并且設(shè)置在調(diào)色劑容器內(nèi)的第二電極和設(shè)置在第一電極和第二電極之間的感測電極。感測電極和第一電極形成具有響應(yīng)于在感測電極和第一電極之間存在的調(diào)色劑量的變化而變化的第一電容的第一電容器。感測電極和第二電極形成具有響應(yīng)于在感測電極和第二電極之間存在的調(diào)色劑量的變化而變化的第二電容的第二電容器。
【專利說明】電谷式調(diào)色劑水平傳感器
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]無
[0003]關(guān)于聯(lián)邦資助研究或開發(fā)的聲明
[0004]無
[0005]參考順序清單等
[0006]無
[0007]背景
[0008]1.公開領(lǐng)域
[0009]本公開大體涉及電子照相成像設(shè)備，例如打印機(jī)或具有打印功能的多功能設(shè)備，并且特別涉及在成像設(shè)備的調(diào)色劑容器中的調(diào)色劑水平傳感器。
[0010]2.相關(guān)技術(shù)描述
[0011]圖像形成設(shè)備例如復(fù)印機(jī)、激光打印機(jī)、傳真機(jī)和類似物通常使用一個(gè)或多個(gè)調(diào)色劑容器以保持用于圖像形成過程的調(diào)色劑供應(yīng)。在一些圖像形成設(shè)備中，大的調(diào)色劑供應(yīng)在與單獨(dú)的成像單元配合的調(diào)色劑墨盒中的儲(chǔ)器中提供。成像單元可以包括貯槽，其保持足夠的更小量的調(diào)色劑以確保調(diào)色劑通過調(diào)色劑加算器輥(toner adder roll)和顯影輥(developer roll)充分供應(yīng)到光電導(dǎo)鼓。當(dāng)在成像單元忙槽內(nèi)的調(diào)色劑由于打印操作而耗盡時(shí)，附加調(diào)色劑被從調(diào)色劑墨盒傳遞到成像單元貯槽。
[0012]為了確保成像單元傳遞調(diào)色劑的令人滿意的操作，在成像單元貯槽內(nèi)的調(diào)色劑水平被保持在合適水平下。例如，如果成像單元貯槽保持太多調(diào)色劑，則調(diào)色劑可能堆積在成像單元貯槽中，從端口泄漏出來并且最后破壞位于成像單元的內(nèi)部和外部的其它構(gòu)件。如果在成像單元貯槽中的調(diào)色劑水平變得太低，則調(diào)色劑加算器輥可能非常缺少調(diào)色劑，使得成像單元的刮墨刀片在其上覆有薄膜并破壞顯影輥，其可能最終損害成像單元的未來性能。同樣地，期望知道在成像單元貯槽中的調(diào)色劑水平以有效地確定何時(shí)將調(diào)色劑從調(diào)色劑墨盒移動(dòng)到成像單元貯槽。
[0013]用于確定在容器中的調(diào)色劑水平的一些方法利用了基于打印或時(shí)間計(jì)算對(duì)調(diào)色劑使用和積聚的估計(jì)。然而，由于諸如環(huán)境、顯影輥使用年限、調(diào)色劑修補(bǔ)感測周期和調(diào)色劑傳遞參數(shù)等的因素中的變化性，這些方法可能不準(zhǔn)確。
[0014]用于感知或確定調(diào)色劑水平的其它已知技術(shù)包括使用電傳感器，其測量驅(qū)動(dòng)在調(diào)色劑容器內(nèi)的攪拌器所需要的起動(dòng)力；光學(xué)設(shè)備，其包括鏡子和在容器中的調(diào)色劑除塵器；和其它光-機(jī)電設(shè)備例如隨著調(diào)色劑水平移動(dòng)以致動(dòng)僅僅當(dāng)體積達(dá)到預(yù)定水平時(shí)觸發(fā)的傳感器的標(biāo)記。不幸的是，添加移動(dòng)硬件增加了構(gòu)件的復(fù)雜性和關(guān)于錯(cuò)誤的可能性。
[0015]另一個(gè)現(xiàn)有解決方案提供設(shè)置在調(diào)色劑容器的內(nèi)部以用于檢測調(diào)色劑體積水平的兩個(gè)平行板。這兩個(gè)平行板形成具有隨著在這兩個(gè)平行板之間存在的調(diào)色劑的量而變化的電容的電容器。然而，這種解決方案可能不能提供用于檢測在調(diào)色劑容器中的調(diào)色劑水平的足夠精確的裝置，因?yàn)槿狈?duì)調(diào)色劑水平微小變化的靈敏度。
[0016]基于前述內(nèi)容，在不實(shí)質(zhì)上增加制造成本的情況下，存在對(duì)在調(diào)色劑容器內(nèi)的調(diào)色劑水平的變化更加靈敏的調(diào)色劑水平感測的需要。
[0017]概述
[0018]本公開的實(shí)施方式提供用于檢測在調(diào)色劑容器中的調(diào)色劑水平的電容式傳感器。在示例實(shí)施方式中，對(duì)調(diào)色劑容器而言，其包括設(shè)置在調(diào)色劑容器內(nèi)的第一電極、電連接到第一電極并且與第一電極相對(duì)地設(shè)置在調(diào)色劑容器內(nèi)的第二電極，和設(shè)置在第一電極和第二電極之間的感測電極。感測電極和第一電極形成具有響應(yīng)于在感測電極和第一電極之間存在的調(diào)色劑量的變化而變化的第一電容的第一電容器。感測電極和第二電極形成與第一電容器并聯(lián)并且具有響應(yīng)于在感測電極和第二電極之間存在的調(diào)色劑量的變化而變化的第二電容的第二電容器。
[0019]在另一個(gè)示例實(shí)施方式中，調(diào)色劑容器包括用于處理調(diào)色劑容器內(nèi)的調(diào)色劑的至少一個(gè)機(jī)構(gòu)和設(shè)置在調(diào)色劑容器內(nèi)的至少兩個(gè)電極。該至少兩個(gè)電極包括處理在調(diào)色劑容器內(nèi)的調(diào)色劑的至少一個(gè)機(jī)構(gòu)的構(gòu)件。該至少兩個(gè)電極形成至少一個(gè)具有響應(yīng)于在該至少兩個(gè)電極之間存在的調(diào)色劑量的變化而變化的電容的電容器。具有至少一個(gè)調(diào)色劑處理機(jī)構(gòu)的構(gòu)件的至少兩個(gè)電極之間中的一個(gè)電極包括用于實(shí)質(zhì)上均勻地穿過調(diào)色劑容器分配調(diào)色劑的出料槽(gutter)和用于移除和/或整平在調(diào)色劑容器的顯影輥上的調(diào)色劑層的一部分的刮墨刀片(doctor blade)中的一種。
[0020]在另一個(gè)示例實(shí)施方式中，調(diào)色劑容器包括設(shè)置在調(diào)色劑容器內(nèi)的多個(gè)電極。電極形成至少一個(gè)具有響應(yīng)于在多個(gè)電極之間存在的調(diào)色劑的量的變化而變化的電容的電容器。多個(gè)電極包括至少一個(gè)第一電極和第二電極。至少一個(gè)第一電極至少部分圍繞第二電極以提供對(duì)其的電屏蔽。
[0021]附圖簡述
[0022]通過參考公開實(shí)施方式的以下描述連同附圖，公開的實(shí)施方式的以上提到的和其它的特征和優(yōu)點(diǎn)以及實(shí)現(xiàn)它們的方式將變得更加明顯和將得到更好的理解，其中:
[0023]圖1是本公開的利用成像單元的示例成像系統(tǒng)的框圖；
[0024]圖2是按照示例實(shí)施方式的圖1的成像單元和調(diào)色劑墨盒的透視圖；
[0025]圖3是根據(jù)示例實(shí)施方式的圖2的成像單元的顯影單元的剖視圖；
[0026]圖4A-圖4C示出了用于圖3的顯影單元的感測板的示例實(shí)施方式；
[0027]圖5A-圖5C示出了用于圖3的顯影單元的調(diào)色劑攪拌器的示例實(shí)施方式；以及
[0028]圖6是根據(jù)另一個(gè)示例實(shí)施方式的圖2的成像單元的顯影單元的剖視圖。
[0029]詳細(xì)描述
[0030]應(yīng)當(dāng)理解，本公開的應(yīng)用不限于在以下描述中闡述和在附圖中示出的構(gòu)件的構(gòu)造和布置的細(xì)節(jié)。本公開能夠具有其它實(shí)施方式且能夠以各種不同的方式實(shí)施或?qū)崿F(xiàn)。此外，應(yīng)當(dāng)理解，在本文使用的詞組和術(shù)語是用于描述的目的并且不應(yīng)當(dāng)被視為限制。在本文使用的“包括”、“包含”或“具有”和其變化旨在包含其后列舉的項(xiàng)目和其等價(jià)物以及附加項(xiàng)目。除非另有限制，否則術(shù)語“連接”、“耦合”和“安裝”和其變化在本文寬泛地使用并且包含直接和間接連接、耦合和安裝。此外，術(shù)語“連接”和“耦合”及其變化不限制為物理或機(jī)械連接或耦合。
[0031]術(shù)語例如“第一”、“第二”等用于描述各種元件、區(qū)域、部分等并且不旨在限制。此夕卜，術(shù)語“一個(gè)(a)”和“一個(gè)(an)”在本文不表示數(shù)量的限制，而在于表示至少一個(gè)參考項(xiàng)目的存在。
[0032]此外，并且如在隨后的段落中所描述的，在附圖中示出的具體配置旨在例證本公開的實(shí)施方式且其它替代配置是可能的。
[0033]現(xiàn)在詳細(xì)地參考示例實(shí)施方式，如在附圖中示出的示例實(shí)施方式。只要有可能，相同的參考標(biāo)號(hào)將在整個(gè)附圖中用于指代相同或相似的部分。
[0034]在圖1中，顯示了體現(xiàn)本公開的成像系統(tǒng)20的圖解描述。如所示，成像系統(tǒng)20可以包括成像裝置22和計(jì)算機(jī)24。成像裝置22通過通信鏈路26與計(jì)算機(jī)24進(jìn)行通信。如在本文使用，術(shù)語“通信鏈路”通常用于指方便在多個(gè)構(gòu)件之間的電子通信的任何結(jié)構(gòu)，并且可以使用有線或無線技術(shù)操作且可以包括在因特網(wǎng)上的通信。
[0035]在圖1中示出的實(shí)施方式中，成像裝置22顯示為多功能機(jī)器，其包括控制器28、打印引擎30、激光掃描單元(LSU) 31、成像單元32、顯影單元34、調(diào)色劑墨盒35、用戶接口 36、介質(zhì)供給系統(tǒng)38和介質(zhì)輸入托盤39，和掃描儀系統(tǒng)40。成像裝置22可以通過標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議比如例如通用串行總線(USB)、以太網(wǎng)或IEEE802.xx與計(jì)算機(jī)24通信。多功能機(jī)器本領(lǐng)域中有時(shí)也稱為一體化(AIO)單元。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，成像裝置22可以是例如包括集成掃描儀系統(tǒng)40或單獨(dú)的掃描儀系統(tǒng)40的電子照相打印機(jī)/復(fù)印機(jī)。
[0036]控制器28包括處理器單元和相關(guān)的存儲(chǔ)器29，并且可以實(shí)現(xiàn)為一個(gè)或多個(gè)特定用途集成電路(ASIC)。存儲(chǔ)器29可以是任何易失和/或非易失存儲(chǔ)器比如例如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、閃存和/或非易失RAM(NVRAM)。可選擇地，存儲(chǔ)器29可以是單獨(dú)的電子存儲(chǔ)器(例如RAM、ROM、和/或NVRAM)、硬盤驅(qū)動(dòng)器、CD或DVD驅(qū)動(dòng)、或方便用于與控制器28 —起使用的任何存儲(chǔ)器設(shè)備的形式。控制器28可以是例如組合的打印機(jī)和掃描儀控制器。
[0037]在本實(shí)施方式中，控制器28通過通信鏈路50與打印引擎30進(jìn)行通信?？刂破?8通過通信鏈路51與成像單元32和在其上的處理電路44進(jìn)行通信。控制器28通過通信鏈路52與調(diào)色劑墨盒35和在其中的處理電路45進(jìn)行通信?？刂破?8通過通信鏈路53與介質(zhì)供給系統(tǒng)38進(jìn)行通信?？刂破?8通過通信鏈路54與掃描儀系統(tǒng)40進(jìn)行通信。用戶接口 36通過通信鏈路55通信地耦合到控制器28。處理電路44、處理電路45可以分別提供與成像單元32和調(diào)色劑墨盒35有關(guān)的鑒定功能、安全和操作互鎖、操作參數(shù)和使用信息。控制器28用于在打印期間處理打印數(shù)據(jù)和操作打印引擎30以及操作掃描儀系統(tǒng)40并處理通過掃描儀系統(tǒng)40獲得的數(shù)據(jù)。
[0038]可以是可選擇的計(jì)算機(jī)24可以是例如個(gè)人計(jì)算機(jī)、電子輸入板、智能電話或其它手提式電子設(shè)備，包括例如易失和/或非易失存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器60、例如鍵盤或小型鍵盤的輸入設(shè)備62和顯示監(jiān)視器64。計(jì)算機(jī)24還包括處理器、輸入/輸出(I/O)接口，并且可以包括至少一個(gè)大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，例如硬盤驅(qū)動(dòng)器、CD-ROM和/或DVD單元(未示出)。
[0039]計(jì)算機(jī)24在其存儲(chǔ)器中包括用于成像裝置22的軟件程序，該軟件程序包括起到成像驅(qū)動(dòng)器66作用的例如打印機(jī)/掃描儀驅(qū)動(dòng)器軟件的程序指令。成像驅(qū)動(dòng)器66通過通信鏈路26與成像裝置22的控制器28通信。成像驅(qū)動(dòng)器66方便在成像裝置22和計(jì)算機(jī)24之間的通信。成像驅(qū)動(dòng)器66的一個(gè)方面可以是例如提供格式化的打印數(shù)據(jù)到成像裝置22并且更具體而言，提供格式化的打印數(shù)據(jù)到打印引擎30以打印圖像。成像驅(qū)動(dòng)器66的另一個(gè)方面可以是例如方便采集掃描后的數(shù)據(jù)。[0040]在一些情況下，以獨(dú)立模式操作成像裝置22可能是令人滿意的。在獨(dú)立模式中，成像裝置22能夠在沒有計(jì)算機(jī)24的情況下運(yùn)行。因此，成像驅(qū)動(dòng)器66、或相似的驅(qū)動(dòng)器的所有或部分可以位于成像裝置22的控制器28中以當(dāng)以獨(dú)立模式操作時(shí)提供打印和掃描功倉泛。
[0041]打印引擎30可以包括所有都安裝在成像裝置22內(nèi)的激光掃描單元(LSU)31、成像單元32和定影器37。成像單元32還包括容納廢料調(diào)色劑移除系統(tǒng)和光電導(dǎo)鼓的清潔器單元33以及可移除安裝在成像裝置32的打印引擎30內(nèi)的顯影單元34。在一個(gè)實(shí)施方式中，清潔器單元33和顯影單元34被裝配在一起并且安裝到成像單元32的框架上。調(diào)色劑墨盒35然后與顯影單元34成配合關(guān)系地安裝在框架上或靠近框架安裝。激光掃描單元31在清潔器單元33中的光電導(dǎo)鼓上建立潛像。顯影單元34具有包含傳遞到在光電導(dǎo)鼓上的潛像以建立調(diào)色后的圖像的調(diào)色劑的調(diào)色劑貯槽。調(diào)色后的圖像隨后被傳遞到從介質(zhì)輸入托盤39接收到成像單元32中的介質(zhì)片以用于打印。調(diào)色劑殘余物通過廢料調(diào)色劑移除系統(tǒng)被從光電導(dǎo)鼓中移除。調(diào)色劑圖像在定影器37中結(jié)合到介質(zhì)片并且然后被發(fā)送到輸出位置或被發(fā)送到一個(gè)或多個(gè)修整選項(xiàng)例如雙工器、訂書機(jī)或打孔機(jī)。
[0042]現(xiàn)在參考圖2,示出了成像單元32的示例實(shí)施方式。如圖所示,成像單元32包括顯影單元34、清潔器單元33和框架200。顯影單元34和清潔器單元33被組裝到框架200上或以其它方式被固定到框架200。在沒有調(diào)色劑墨盒35的情況下，成像單元32最初被可滑動(dòng)接納進(jìn)入成像裝置22。調(diào)色劑墨盒35然后沿著框架200滑動(dòng)插入直到它可操作地耦合到顯影單元34。這種布置允許當(dāng)更換空調(diào)色劑墨盒時(shí)或在介質(zhì)堵塞移除期間容易單獨(dú)移除調(diào)色劑墨盒35和容易再次插入調(diào)色劑墨盒35。當(dāng)需要時(shí)，顯影單元34、清潔器單元33和框架200也可以作為單一單元容易滑動(dòng)移除和再次插入。然而，與移除和再次插入調(diào)色劑墨盒35相比，這發(fā)生的頻率通常較小。
[0043]如上所述，調(diào)色劑墨盒35可移除地與成像單元32的顯影單元34配合。在調(diào)色劑墨盒35上的出口端口(未示出)與在顯影單元34上的入口端口 205進(jìn)行通信，允許調(diào)色劑被周期性地從調(diào)色劑墨盒35傳遞以再供應(yīng)顯影單元34中的調(diào)色劑貯槽。
[0044]現(xiàn)在參考圖3，示出了顯影單元34的示例實(shí)施方式。顯影單元34包括外殼303，其封閉調(diào)色劑貯槽305，調(diào)色劑貯槽305被制定大小以保持一定量的調(diào)色劑。顯影輥307、刮墨刀片309和調(diào)色劑加算器輥311可以安裝在調(diào)色劑貯槽305的內(nèi)部。調(diào)色劑加算器輥311將從調(diào)色劑墨盒35供應(yīng)的調(diào)色劑移動(dòng)到顯影輥307，同時(shí)刮墨刀片309在顯影輥307上提供調(diào)色劑的測量的均勻的層。旋轉(zhuǎn)螺旋鉆315和出料槽321可以沿著調(diào)色劑貯槽305的靠近調(diào)色劑入口端口 205的一側(cè)設(shè)置以將進(jìn)來的調(diào)色劑實(shí)質(zhì)上均勻地分配穿過調(diào)色劑貯槽305。具有一個(gè)或多個(gè)刀片324的可旋轉(zhuǎn)調(diào)色劑槳或調(diào)色劑攪拌器323可以被放置以攪拌和移動(dòng)在調(diào)色劑貯槽305內(nèi)的調(diào)色劑以呈現(xiàn)給調(diào)色劑加算器輥311和顯影輥307。在攪拌和移動(dòng)調(diào)色劑時(shí)，旋轉(zhuǎn)調(diào)色劑攪拌器323防止調(diào)色劑顆粒在調(diào)色劑貯槽305內(nèi)形成更大的塊。
[0045]當(dāng)調(diào)色劑墨盒35被沿著框架200安裝且與顯影單元34配合時(shí)，在外殼303上的調(diào)色劑入口端口 205與調(diào)色劑墨盒35的出口端口對(duì)準(zhǔn)。在一個(gè)示例形式中，調(diào)色劑入口端口 205可以在面積上大于調(diào)色劑墨盒35的出口端口。
[0046]按照本公開的示例實(shí)施方式，調(diào)色劑水平傳感器可以被放置在調(diào)色劑貯槽305內(nèi)以用于允許在其中的調(diào)色劑水平的實(shí)質(zhì)上連續(xù)監(jiān)控。調(diào)色劑水平傳感器可以被實(shí)現(xiàn)為電容式傳感器。電容式調(diào)色劑水平傳感器用于提供在其中包含的相關(guān)調(diào)色劑水平的指示。在示例實(shí)施方式中，利用三板電容式調(diào)色劑水平傳感器。特別是，第一電極被設(shè)置在調(diào)色劑貯槽305的基本上中心區(qū)域，側(cè)向地橫跨穿過調(diào)色劑貯槽305。兩個(gè)第二電極被沿著調(diào)色劑貯槽305的相反側(cè)面設(shè)置，使得在中心設(shè)置的第一電極放置在兩個(gè)第二電極之間。在兩個(gè)第二板被一起電連接的情況下，三個(gè)電極形成電容式傳感器的三個(gè)板。以這種方式，三個(gè)板形成兩個(gè)并聯(lián)連接的電容器。在示例實(shí)施方式中，第一電極可以用作用于感測指示在調(diào)色劑貯槽305內(nèi)的調(diào)色劑水平的電容值的感測板，并且這兩個(gè)第二電極可以在電容傳感操作期間通過電壓驅(qū)動(dòng)。三板電容式傳感器有利地提供增強(qiáng)的靈敏度和改善的性能，如將在下文更加詳細(xì)地說明的。
[0047]此外，電容式調(diào)色劑水平傳感器可以使用現(xiàn)有的顯影單元34的構(gòu)件來實(shí)現(xiàn)。例如，電容式傳感器可以利用在處理或以其他方式控制調(diào)色劑在調(diào)色劑貯槽305內(nèi)的移動(dòng)或位置中使用的機(jī)構(gòu)。在圖3中示出的實(shí)施方式中，電容式傳感器中的第二電極中的一個(gè)第二電極可以使用出料槽321和背板322實(shí)現(xiàn)，背板322沿著調(diào)色劑貯槽305的側(cè)壁設(shè)置并且背板322可以與出料槽321 —起由單個(gè)金屬片形成。此外，電容式傳感器的第二電極中的第二個(gè)第二電極可以使用導(dǎo)電的刮墨刀片309實(shí)現(xiàn)，刮墨刀片309沿著調(diào)色劑貯槽305的與具有背板322的側(cè)壁相對(duì)的側(cè)壁設(shè)置。在這種布置中，第一電極或感測板325可以被設(shè)置在出料槽321和背板322的組合和刮墨刀片309之間。感測板325可以相鄰調(diào)色劑攪拌器323設(shè)置，并且可以具有一個(gè)或多個(gè)狹槽，該一個(gè)或多個(gè)狹槽穿過其主體形成以當(dāng)調(diào)色劑攪拌器323的刀片324被旋轉(zhuǎn)時(shí)允許刀片324穿過。出料槽321、背板322和刮墨刀片309可以相互電耦合并被共同的信號(hào)源驅(qū)動(dòng)，例如AC電壓信號(hào)源。在替代方案中，出料槽321和背板322可以與刮墨刀片309電絕緣并且被單獨(dú)的電源信號(hào)源驅(qū)動(dòng)。如上所述，感測板325可以用于感測或測量指示調(diào)色劑水平的信號(hào)。
[0048]感測板325可以具有例如在圖4A-圖4C中所示的不同形狀。在圖4A中，感測板325A被形成為具有從細(xì)長板部分410A延伸的指狀物405A的梳子狀結(jié)構(gòu)的形狀，其中相鄰的指狀物405A分開一段距離，形成狹槽415。在圖4B中，示出了具有實(shí)質(zhì)上反向T形指狀物405B的改進(jìn)的梳子狀結(jié)構(gòu)感測板325B。這種設(shè)計(jì)可以用于增加感測板325的表面積。感測板325也可以包括放置在不同位置以檢測調(diào)色劑的具體水平的板部分。例如，如圖4C所示，感測板325C可以包括第一板部分435和位于第一板部分435上方的第二板部分440。第一板部分435和第二板部分440可以通過連接部件445相互電耦合。在這種設(shè)計(jì)中，感測板325C能夠感測靠近如圖所示的調(diào)色劑加算器輥311放置的調(diào)色劑，例如，在圖6中顯示了根據(jù)另一個(gè)示例實(shí)施方式的顯影單元34的橫截面視圖。一般而言，感測板325C可以包括多個(gè)板部分，其中每個(gè)板部分設(shè)置在對(duì)應(yīng)于最大電容變化的部位的位置。任何類型的導(dǎo)電材料然后可以用于互連多個(gè)板部分。進(jìn)一步設(shè)想，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)想到的，對(duì)于感測板325，其它形狀或包括弧形的、圓柱形的、同軸的和其它形狀的形式可以被實(shí)現(xiàn)。
[0049]為了使調(diào)色劑攪拌器323的刀片324能夠穿過感測板325，刀片324可能需要適應(yīng)于在相應(yīng)感測板325的相鄰指狀物405之間形成的狹槽415的形狀，同時(shí)在相同時(shí)間提供有效的裝置以移動(dòng)調(diào)色劑和/或防止調(diào)色劑在調(diào)色劑貯槽305內(nèi)塞滿或堵塞。
[0050]圖5A-圖5C示出了可以用于在圖4A-圖4C中示出的感測板設(shè)計(jì)的調(diào)色劑攪拌器結(jié)構(gòu)的示例實(shí)施方式。圖5A示出了具有驅(qū)動(dòng)軸503A和多個(gè)從驅(qū)動(dòng)軸503A徑向向外延伸的軸向間隔的刀片324A的調(diào)色劑攪拌器323A。在相鄰的刀片324A之間的軸向間距允許刀片324A穿過狹槽415A而不被感測板325A的指狀物405A干擾。在圖5B中，調(diào)色劑攪拌器323B的每個(gè)刀片324B被成型以形成實(shí)質(zhì)上T形結(jié)構(gòu)以符合在圖4B中示出的感測板325B的狹槽415B的形狀。每個(gè)刀片324B包括從驅(qū)動(dòng)軸503B徑向向外延伸的連桿507和以與驅(qū)動(dòng)軸503B實(shí)質(zhì)上平行的定向從連桿507延伸的破碎桿509。連桿507和破碎桿509可以具有十字形的橫截面和可以輔助通過在調(diào)色劑貯槽305內(nèi)沉降的和/或壓實(shí)的調(diào)色劑來切開和驅(qū)動(dòng)的大量邊緣。圖5C示出了包括多個(gè)槳狀物或刀片324C的調(diào)色劑攪拌器323C，該多個(gè)槳狀物或刀片324C從驅(qū)動(dòng)軸503C徑向延伸，并且沿著驅(qū)動(dòng)軸503C以實(shí)質(zhì)上螺旋形的關(guān)系布置，且在相鄰的刀片324C之間實(shí)質(zhì)上沒有軸向距離。這種調(diào)色劑攪拌器設(shè)計(jì)可以與在圖4C中的感測板325結(jié)合使用，例如在圖6中所示。在其它替代實(shí)施方式中，調(diào)色劑攪拌器323可以放置為與感測板325有足夠的間隔，使得當(dāng)?shù)镀?24被旋轉(zhuǎn)時(shí)刀片324不接觸感測板325以避免需要感測板狹槽。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，刀片324可以是其它各種幾何形狀，比如，例如實(shí)質(zhì)上圓柱形、矩形、三角形、圓錐形等，并且可以有不同的長度和/或尺寸，或相對(duì)于彼此或相對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸503的角定向。也將認(rèn)識(shí)到，可以實(shí)現(xiàn)感測板325和調(diào)色劑攪拌器323的其它組合和它們相對(duì)于彼此的布置。
[0051]在圖3中示出的示例實(shí)施方式中，不管感測板325的形狀，兩個(gè)電容器形成在調(diào)色劑貯槽305內(nèi)。在感測板325充當(dāng)共用電極的情況下，第一電容器在感測板325與出料槽321和背板322的組合之間形成，并且第二電容器在感測板325和刮墨刀片309之間形成。第一電容器和第二電容器可以分別以固有的電容Cl和電容C2為特征，電容Cl和電容C2可以響應(yīng)于在兩個(gè)電容器相應(yīng)的電極之間存在的調(diào)色劑的量而變化。當(dāng)在調(diào)色劑貯槽305內(nèi)的調(diào)色劑的水平上升時(shí)，調(diào)色劑取代在第一電容器和第二電容器的各個(gè)電極之間的空氣或氣體。調(diào)色劑的介電常數(shù)通常不同于空氣的介電常數(shù)。因此，在電容Cl值和電容C2值中的變化由于在兩個(gè)電容器的各個(gè)電極之間的物質(zhì)的合成介電常數(shù)的變化而發(fā)生。
[0052]一般而言，關(guān)于兩個(gè)板電容器的電容的關(guān)系可以通過具有兩個(gè)接近地間隔開的平行板的電容器估計(jì)，其可以表示為:
[0053]C = 8,854 pF/m* Jf
[0054]其中C是以微微法拉表示的電容，K是填充兩個(gè)電極之間的空間的材料的以法拉每米表示的相對(duì)介電常數(shù)，A是兩個(gè)電極之間的以平方米表示的重疊面積，并且D是兩個(gè)電容之間的以米表示的距離。介電常數(shù)K是關(guān)于在電極之間的材料存儲(chǔ)靜電荷的能力的數(shù)值。根據(jù)以上方程，如果更高的介電材料取代更低的介電材料，則整體電容增加。此外，電極面積A的增加和/或間隔距離D的減少將各自引起電容的增加。
[0055]通過將感測板325放置在刮墨刀片309與出料槽321和背板322的組合之間，在第一電容器和第二電容器中的每個(gè)利用了感測板325的一個(gè)側(cè)面表面面積的情況下，感測板325的表面積是最大化的。同時(shí)，在感測板325和被驅(qū)動(dòng)的板(出料槽321/背板322和刮墨刀片309)之間的間隔距離是對(duì)半分開的。此外，當(dāng)以電路形式體現(xiàn)時(shí)，第一電容器和第二電容器可以表示為兩個(gè)并聯(lián)連接的電容器。因此，整體電容是各自第一電容器的電容Cl和第二電容器的電容C2的總和。因此，由于表面積的增加、間隔距離中的減少和兩個(gè)電容器的并聯(lián)電路等效，可以通過三板電容式調(diào)色劑水平傳感器獲得的所得到的電容和/或電容變化與標(biāo)準(zhǔn)兩板電容器設(shè)計(jì)相比是增加的。
[0056]此外，將感測板325放置在調(diào)色劑貯槽305的中間部分中在出料槽321/背板322和刮墨刀片309之間，提供給感測板325足夠量的屏蔽，該屏蔽可以減少和/或阻止電干擾、電磁干擾或來自其它外部源的其它噪聲。屏蔽可以致使在感測板325上的感測或測量的信號(hào)不易受用于操作在成像裝置22內(nèi)或在成像裝置22外的附近的構(gòu)件或設(shè)備的其它信號(hào)例如AC電壓的影響，從而有利地允許三板電容式調(diào)色劑水平傳感器實(shí)現(xiàn)其更高精確度的功能。
[0057]感測板325可以電耦合到用于接收在感測板325上出現(xiàn)的電信號(hào)并確定第一電容器和第二電容器的即時(shí)電容的感測電路(未示出)。這種電路可以位于成像單元32、打印引擎30、控制器28或其中一些或其全部中。一旦第一電容器和第二電容器的所得到的電容被確定，存在于調(diào)色劑貯槽305內(nèi)的調(diào)色劑的量可以例如使用對(duì)比數(shù)據(jù)進(jìn)行確定。由于增加的電容和/或電容變化讀數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)在調(diào)色劑水平中的微小變化的更高的靈敏度和調(diào)色劑測量的更高的分辨率。
[0058]在另一個(gè)示例實(shí)施方式中，在沒有感測板325的情況下，僅僅使用出料槽321和背板322的組合和刮墨刀片309可以實(shí)現(xiàn)在調(diào)色劑貯槽305中的電容式調(diào)色劑水平傳感器。例如，出料槽321/背板322組合可以用作被信號(hào)源驅(qū)動(dòng)的導(dǎo)電電極，同時(shí)刮墨刀片309可以用于感測或測量指示調(diào)色劑水平的信號(hào)或反之亦然。出料槽321/背板322組合和刮墨刀片309可以形成以響應(yīng)于在其間存在的調(diào)色劑量而變化的固有電容為特征的電容器。在一個(gè)實(shí)施方式中，出料槽321/背板322組合或刮墨刀片309可以電耦合到以上描述的感測電路以檢測電容器的即時(shí)電容和確定在兩個(gè)導(dǎo)電板之間存在的調(diào)色劑的量。盡管這種設(shè)計(jì)的靈敏度與三板設(shè)計(jì)的靈敏度相比較低，但是這種設(shè)計(jì)通過組合現(xiàn)有構(gòu)件的調(diào)色劑控制功能和傳感器功能而利用了在調(diào)色劑貯槽305內(nèi)現(xiàn)有的構(gòu)件。
[0059]應(yīng)當(dāng)理解，在調(diào)色劑貯槽305內(nèi)的其它導(dǎo)電構(gòu)件或機(jī)構(gòu)可以用作電容式調(diào)色劑水平傳感器的至少一個(gè)導(dǎo)電電極的至少一部分。例如，調(diào)色劑攪拌器可以選擇性地用作代替感測板325的或除感測板325之外的感測板。在另一個(gè)示例實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)板可以連接到刮墨刀片組件和/或制成為刮墨刀片組件的一部分，例如安裝刮墨刀片309的支架601 (圖6)。在又一個(gè)不例實(shí)施方式中，附加板或?qū)щ姴牧峡梢园谡{(diào)色劑忙槽305之內(nèi)，用于用作電容式傳感器的導(dǎo)電板。例如，驅(qū)動(dòng)板603可以設(shè)置在刮墨刀片309的前面并通過絕緣材料605與刮墨刀片309絕緣?？蛇x擇地，單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)板604可以放置在刮墨刀片309的后面，例如在支架601的后面或在刮墨刀片309和支架601 (未示出)之間。在其它示例實(shí)施方式中，調(diào)色劑貯槽305的內(nèi)壁或外壁可以內(nèi)襯或模制有用于用作電容式傳感器的導(dǎo)電板的導(dǎo)電材料。應(yīng)當(dāng)理解，可以利用驅(qū)動(dòng)板的其它布置和/或位置。
[0060]在另一個(gè)示例實(shí)施方式中，多于三個(gè)的板可以用作調(diào)色劑貯槽35的電容式調(diào)色劑水平傳感器的導(dǎo)電電極。在一個(gè)實(shí)施方式中，除了感測板325之外，附加電極可以放置在調(diào)色劑貯槽305的中心部分內(nèi)。除了出料槽321/背板322和刮墨刀片309之外，在調(diào)色劑貯槽305內(nèi)的附加導(dǎo)電板/電極或存在的構(gòu)件可以用作驅(qū)動(dòng)板。每個(gè)相鄰的電極可以形成顯示了根據(jù)在電極之間存在的調(diào)色劑的量而變化的電容的電容器。在示例實(shí)施方式中，替換板/電極可以連接到兩個(gè)單獨(dú)的終端。例如，第一套電極可以電耦合到由信號(hào)源驅(qū)動(dòng)的第一終端，同時(shí)與第一套電極交替的第二套電極可以耦合到一個(gè)或多個(gè)第二終端并用作感測電極。第二終端然后可以電耦合到感測電路以檢測多板電容器的即時(shí)電容。應(yīng)當(dāng)理解，隨著電容器板的數(shù)量增加，由于表面積的進(jìn)一步增加和在相鄰的電極之間的間隔距離的減少，整體傳感器電容也增加。因此，利用多個(gè)板的電容式傳感器與標(biāo)準(zhǔn)兩板電容式傳感器設(shè)計(jì)相比可以在容器的小容積中產(chǎn)生顯著更高的靈敏度和更高的分辨率。
[0061]示例實(shí)施方式的細(xì)節(jié)的描述已經(jīng)在調(diào)色劑貯槽的上下文中進(jìn)行了描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，在本文中提供的教導(dǎo)和概念也適用于其它調(diào)色劑容器。
[0062]本發(fā)明的一些方法和實(shí)施方式的前面描述已經(jīng)為說明的目的而給出。它不旨在是詳盡的或?qū)⒈景l(fā)明限制于精確的步驟和/或公開的形式，并且根據(jù)上述教導(dǎo)顯然地很多修改和變化是可能的。旨在本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。
【權(quán)利要求】
1.一種調(diào)色劑容器，包括: 至少一個(gè)機(jī)構(gòu)，其用于處理所述調(diào)色劑容器內(nèi)的調(diào)色劑；和 至少兩個(gè)電極，所述至少兩個(gè)電極設(shè)置在所述調(diào)色劑容器內(nèi)，所述至少兩個(gè)電極形成至少一個(gè)電容器，所述電容器具有響應(yīng)于在所述至少兩個(gè)電極之間存在的調(diào)色劑的量的變化而變化的電容； 其中所述至少兩個(gè)電極中的至少一個(gè)電極包括處理所述調(diào)色劑容器內(nèi)的調(diào)色劑的所述至少一個(gè)機(jī)構(gòu)的構(gòu)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)色劑容器，其中所述至少一個(gè)機(jī)構(gòu)的所述構(gòu)件包括沿著所述調(diào)色劑容器的側(cè)面放置的出料槽，用于實(shí)質(zhì)上均勻地穿過所述調(diào)色劑容器來分配調(diào)色劑，使得所述至少兩個(gè)電極中的一個(gè)電極包括所述出料槽。
3.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的調(diào)色劑容器，還包括設(shè)置在所述調(diào)色劑容器內(nèi)的輥，其中所述至少一個(gè)機(jī)構(gòu)的所述構(gòu)件包括靠近所述輥放置的刮墨刀片，用于移除或弄平在所述輥上的調(diào)色劑層的一部分，使得所述至少兩個(gè)電極中的一個(gè)電極包括所述刮墨刀片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)色劑容器，其中所述至少兩個(gè)電極包括第一電極、第二電極和設(shè)置在所述第一電極和所述第二電極之間的感測電極，所述感測電極和所述第一電極形成第一電容器，且所述感測電極和所述第二電極形成第二電容器，所述第一電極和所述第二電極相互電耦合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的調(diào)色劑容器，其中所述第一電極和所述第二電極至少部分地圍繞所述感測電極以提供對(duì)所述感測電極的電屏蔽。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的調(diào)色劑容器，其中所述感測電極包括第一板部分和放置在所述第一板部分上方的第二板部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的調(diào)色劑容器，其中所述感測電極包括穿過其主體形成的一個(gè)或多個(gè)狹槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的調(diào)色劑容器，還包括設(shè)置在所述調(diào)色劑容器內(nèi)并具有一個(gè)或多個(gè)刀片的可移動(dòng)調(diào)色劑攪拌器，所述調(diào)色劑攪拌器鄰近所述感測電極設(shè)置使得所述調(diào)色劑攪拌器的移動(dòng)引起所述一個(gè)或多個(gè)刀片穿過所述感測電極的所述一個(gè)或多個(gè)狹槽。
9.一種調(diào)色劑容器，包括: 第一電極，其設(shè)置在所述調(diào)色劑容器內(nèi)； 第二電極，其電連接到所述第一電極并且與所述第一電極相對(duì)地設(shè)置在所述調(diào)色劑容器內(nèi)；和 感測電極，其設(shè)置在所述第一電極和所述第二電極之間，所述感測電極和所述第一電極形成第一電容器，所述第一電容器具有響應(yīng)于在所述感測電極和所述第一電極之間存在的調(diào)色劑量的變化而變化的第一電容，并且所述感測電極和所述第二電極形成第二電容器，所述第二電容器具有響應(yīng)于在所述感測電極和所述第二電極之間存在的調(diào)色劑量的變化而變化的第二電容。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的調(diào)色劑容器，其中所述第一電極包括出料槽，所述出料槽沿著所述容器的側(cè)面放置以用于實(shí)質(zhì)上均勻地穿過所述調(diào)色劑容器分配調(diào)色劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的調(diào)色劑容器，還包括輥，其中所述第二電極包括刮墨刀片，所述刮墨刀片靠近所述輥放置以用于移除或弄平在所述輥上的調(diào)色劑層的一部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的調(diào)色劑容器，其中所述感測板包括具有穿過其主體形成的一個(gè)或多個(gè)狹槽的梳子狀的結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的調(diào)色劑容器，還包括鄰近所述感測電極設(shè)置并具有一個(gè)或多個(gè)刀片的可移動(dòng)攪拌器，其中所述可移動(dòng)攪拌器的移動(dòng)引起所述一個(gè)或多個(gè)刀片穿過所述感測電極的所述一個(gè)或多個(gè)狹槽。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的調(diào)色劑容器，其中所述感測電極包括第一板部分和放置在所述第一板部分上方的第二板部分。
15.一種調(diào)色劑容器，包括: 多個(gè)電極，其設(shè)置在所述調(diào)色劑容器內(nèi)，所述電極形成至少一個(gè)電容器，所述電容器具有響應(yīng)于在所述多個(gè)電極之間存在的調(diào)色劑的量的變化而變化的電容； 其中所述多個(gè)電極包括至少一個(gè)第一電極和第二電極，其中所述至少一個(gè)第一電極至少部分地圍繞所述第二電極以提供對(duì)所述第二電極的電屏蔽。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的調(diào)色劑容器，還包括用于控制調(diào)色劑在所述調(diào)色劑容器內(nèi)的位置的至少一個(gè)機(jī)構(gòu)，其中所述多個(gè)電極中的至少一個(gè)電極包括控制調(diào)色劑的位置的所述至少一個(gè)機(jī)構(gòu)的構(gòu)件。
17.根據(jù)權(quán)利要求15 所述的調(diào)色劑容器，其中所述多個(gè)電極中的一個(gè)電極包括出料槽，所述出料槽放置在所述調(diào)色劑容器內(nèi)，用于實(shí)質(zhì)上均勻地穿過所述調(diào)色劑容器分配調(diào)色劑。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的調(diào)色劑容器，還包括設(shè)置在所述調(diào)色劑容器內(nèi)的輥，其中所述多個(gè)電極中的一個(gè)電極包括刮墨刀片，所述刮墨刀片靠近所述輥放置，用于移除在所述輥上的調(diào)色劑層的一部分。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的調(diào)色劑容器，其中所述多個(gè)電極中的一個(gè)電極包括沿著所述調(diào)色劑容器的側(cè)面設(shè)置的導(dǎo)電板。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的調(diào)色劑容器，其中所述第二電極包括穿過其主體形成的一個(gè)或多個(gè)狹槽，所述調(diào)色劑容器還包括可旋轉(zhuǎn)攪拌器，所述可旋轉(zhuǎn)攪拌器具有一個(gè)或多個(gè)刀片，所述一個(gè)或多個(gè)刀片用于在所述可旋轉(zhuǎn)攪拌器旋轉(zhuǎn)時(shí)穿過所述第二電極的所述一個(gè)或多個(gè)狹槽。
【文檔編號(hào)】G03G15/08GK104011603SQ201280064617
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月30日
【發(fā)明者】雷蒙德·詹姆斯·巴里, 詹姆斯·安東尼·卡特二世, 格雷戈里·艾倫·卡維爾, 邁克爾·克雷格·里姆豪斯, B·K·紐曼, 喬舒亞·卡爾·波特喬伊, 凱莎·約瑟芬·托馬斯, 詹森·卡爾·特魯 申請人:利盟國際有限公司