(57)【要約】一実施形態(600)において、複数の電極対(110,120,130)間に、（帯電した粒子(22)を含めることが可能な）ある液体(102)を流すことにより、該電極対のうちの少なくとも２つの電極対の両端にそれぞれＤＣ電圧(v)を印加することにより、及び、各々の前記電極対(110,120,130)における前記液体(102,502)を通じて結果として生じた電流(Ｉ1,Ｉ2,Ｉ3)を測定することにより、前記液体(102,502)の特性（σＨｉ,μ）が決定される(650)。一例において、前記電極対(110,120,130)の各プレート(110a/110b,120a/120b,130a/130b)は、それらが互いに完全には取り囲まないように構成される。
2010530073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体特性（例えば、σＨｉ、μ）を決定する（６５０）ための方法（６００）であって、
ある液体（１０２）を、第１の電極対（１１０）の第１及び第２のプレート（１１０ａ／１１０ｂ）間において流し、該液体（１０２）は、該第１の電極対（１１０）の第１及び第２のプレート（１１０ａ／１１０ｂ）間を流れている時に、帯電した粒子（２２）を含んでおり、
前記液体（１０２）を、前記第１の電極対（１１０）の下流の第２の電極対（１２０）の第１及び第２のプレート（１２０ａ／１２０ｂ）間において流し（６１０）、該液体（１０２）は、該第２の電極対（１２０）の第１及び第２のプレート（１２０ａ／１２０ｂ）間を出る前に、ほぼ全ての帯電した粒子（２２）を失い、
前記第１の電極対（１１０）の第１の電流（Ｉ１１２２）を測定し（６２０）、
前記第２の電極対（１２０）の第２の電流（Ｉ２１２２）を測定し（６３０）、及び、
前記測定した電流（Ｉ１１２２、Ｉ２１２２）のうちの１つか又は複数に基づいて、前記液体特性（σＨｉ、μ）を決定する（６５０）
ことを含む、方法。
【請求項２】
前記液体を、前記第１及び第２の電極対（１１０、１２０）から液体（１０２）が流れる方向に下流に配置された第３の電極対（１３０）の第１及び第２のプレート（１３０ａ／１３０ｂ）間において流す（６１５）
ことを含み、
前記液体が、前記第３の電極対（１３０）の第１及び第２のプレート（１３０ａ／１３０ｂ）間に流れる前に、ほぼ全ての前記帯電した粒子（２２）が、前記液体（１０２）から除去されてしまっていることからなる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
帯電した電流（２２）を、前記第１の電極対（１１０）の上流において前記液体に加える（６１６）ことを含むことからなる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記電極対（５１０、５２０、５３０）のそれぞれの前記第１のプレート（５１０ａ、５２０ａ、５３０ａ）が、円筒形のドラム（５０１）を含み、ここで、該ドラム（５０１）の回転が、前記液体（５０２）の流れ（５０６）を容易にする（６０１）ことからなる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
液体（５０２）における１つか又は複数の特性（例えば、σＨｉ、μ）を決定するためのシステム（５００）であって、
複数の電極対（５１０、５２０、５３０）であって、該電極対はそれぞれ、第１及び第２のプレート（５１０ｂ、５２０ｂ、５３０ｂ）を含み、該電極対（５１０、５２０、５３０）の第１及び第２のプレートがいずれも、該電極対（５１０、５２０、５３０）における対応する第２及び第１のプレート（５１０ｂ／５１０ａ、５２０ｂ／５２０ａ、５３０ｂ／５３０ａ）を完全には取り囲まないように、該第１及び第２のプレートが構成されていることからなる、複数の電極対と、
前記液体（５０２）が前記第１及び第２のプレート（５１０ａ／５１０ｂ、５２０ａ／５２０ｂ、５３０ａ／５３０ｂ）間に存在する時に、前記電極対のうちの少なくとも２つの電極対の前記第１及び第２のプレート（５１０ａ／５１０ｂ、５２０ａ／５２０ｂ、５３０ａ／５３０ｂ）間を、該電極対のうちの少なくとも２つに印加された各電圧（ｖ１、ｖ２、ｖ３）に基づいて導通する各電流（Ｉ１５１２、Ｉ２５２２、Ｉ３５３２）を、測定するための手段と、
前記測定した電流（Ｉ１５１２、Ｉ２５２２、Ｉ３５３２）のうちの１つか又は複数に基づいて、前記液体における１つか又は複数の特性（σＨｉ、μ）を決定するための手段
とを備える、システム。
【請求項６】
前記電極対（５１０、５２０、５３０）のうちの少なくとも１つの電極対の両端に、それぞれＤＣ電圧（ｖ１、ｖ２、ｖ３）を印加するための手段（５４０）を備える、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
帯電した粒子（２２）を含む誘電性液体媒体（５１）を、前記液体（５０２）が含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
帯電した粒子（２２）を含む液体（５０２）における１つか又は複数の特性（例えば、σＨｉ、μ）を決定するためのシステム（５００）であって、
第１及び第２のプレート（５１０ａ／５１０ｂ）を含む第１の電極対（５１０）であって、該第１及び第２のプレート間を、前記液体（５０２）が流れる（５０６）ことからなる、第１の電極対と、
第１及び第２のプレート（５２０ａ／５２０ｂ）を含む第２の電極対（５２０）であって、該第１及び第２のプレート間を、前記液体（５０２）が流れ、前記第１のプレート（５１０ａ、５２０ａ）がいずれも、前記第２のプレート（５１０ｂ、５２０ｂ）を完全には取り囲んでおらず、前記第２のプレート（５１０ｂ、５２０ｂ）がいずれも、前記第１のプレート（５１０ａ、５２０ａ）を完全には取り囲んでいないことからなる、第２の電極対と、
前記第１及び第２の電極対（５１０ａ／５１０ｂ、５２０ａ／５２０ｂ）の両端に、それぞれＤＣ電圧（ｖ１、ｖ２）を印加するよう構成された電圧源（５４０）と、
前記第１及び第２の電極対（５１０、５２０）の前記第１及び第２のプレート（５１０ａ／５１０ｂ、５２０ａ／５２０ｂ）間を、前記印加した電圧（ｖ１、ｖ２）に基づいて導通する各電流（Ｉ１、Ｉ２）を、測定するよう構成された測定回路（５１２、５２２）と、
前記測定した電流（Ｉ１、Ｉ２）のうちの１つか又は複数に基づいて、前記液体における１つか又は複数の特性を決定するよう構成されたプロセッサ
とを備える、システム。
【請求項９】
第１及び第２のプレート（５３０ａ／５３０ｂ）を含む第３の電極対（５３０）であって、該第１及び第２のプレート間を、前記液体（５０２）が流れ、該第３の電極対（５３０）は、前記第１及び第２の電極対（５１０、５２０）から前記液体（５０２）が流れる方向（５０６）に下流に配置されており、前記第１のプレート（５１０ａ、５２０ａ、５３０ａ）はいずれも、前記第２のプレート（５１０ｂ、５２０ｂ、５３０ｂ）を完全には取り囲んでおらず、前記第２のプレート（５１０ｂ、５２０ｂ、５３０ｂ）はいずれも、前記第１のプレート（５１０ａ、５２０ａ、５３０ａ）を完全には取り囲んでいないことからなる、第３の電極対を備える、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
帯電した粒子（２２）を含む前記液体（５０２）が、電子写真インク（５０）であり、該電子写真インクは、誘電性液体（５１）内に前記帯電した粒子（２２）の分散を含むことからなる、請求項８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
背景
印刷処理の品質には、多くの要因が寄与する。印刷ジョブの品質を改善することに対する要求は、常時存在することを理解することができる。従って、印刷処理に関連付けられた１つか又は複数の特性を監視することは、このことが、より高品質な印刷ジョブを促進させる可能性があるので望ましい場合がある。しかしながら、例えば、印刷機の静的インクプールに関連付けられた１つか又は複数の特性のような、ある特性を監視することは困難な可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
様々なインクパラメータが、印刷品質、操作安定性、及び消耗品の寿命に関して、印刷機の性能に強く影響を及ぼす。従って、そのようなインク特性を測定し且つ制御することが望ましい可能性がある。
【０００３】
上述の及び関連した目標を達成するために、以下の説明及び添付図面は、本開示のある例示的な態様及び／又は実施形態を、詳細に記載している。これらは、本明細書内の本開示のうちの１つか又は複数の態様及び／又は実施形態が用いられ得る、様々なやり方のうちのほんのわずかのものだけを示している。本開示の他の態様、利点、及び／又は新規特徴は、添付図面と共に考慮された場合に、以下の詳細な説明から明らかになってくるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】静的インクプールの導電率を測定するために使用されることが可能な、実験室タイプのインクセルシステムの概略機能図である。
【図２】液体電子写真において使用されることが可能であるような電子インクの基本動作の、簡略化された概略機能図である。該電子インクは、誘電性液体媒体内の帯電可能な粒子の分散を含む。
【図３】本明細書内の本開示における１つか又は複数の態様及び／又は実施形態による、流動インクの導電率のような、流動流体における１つか又は複数の特性を、監視する及び決定するよう構成された導電率及び電荷計測器システムの１つの例示的な実施形態の、簡略化された概略図である。
【図４】静的液体試料の導電率のような液体特性を測定するために使用されることが可能な測定システムの、簡略化された概略機能図と、そのような測定のために使用されることが可能な式とを示す図である。
【図５Ａ】本明細書内の本開示における１つか又は複数の態様による、図１、図３、及び図４のシステム実施形態を例えば用いて測定され及び決定され得る、幾つかの液体特性のグラフを示す図である。
【図５Ｂ】本明細書内の本開示における１つか又は複数の態様による、図１、図３、及び図４のシステム実施形態を例えば用いて測定され及び決定され得る、幾つかの液体特性のグラフを示す図である。
【図６Ａ】印加された高電界電圧のグラフを示す図である。
【図６Ｂ】１つか又は複数の液体特性の測定中に取得されることが可能な対応する導電率応答のグラフを示す図である。該液体特性は、例えば、本明細書内の本開示における１つか又は複数の態様による、図１、図３、及び図４のシステム実施形態を用いて決定され得る。
【図７】本明細書内の本開示における１つか又は複数の態様及び／又は実施形態による、回転ドラムを用いて幾つかの電極対間において流動するようにさせられた流動インクの導電率のような、流動流体における１つか又は複数の特性を、監視するよう及び決定するよう構成された導電率及び電荷計測器システムにおける１つの例示的な実施形態の、簡略化された概略図である。
【図８】本明細書内の本開示における１つか又は複数の態様に従って、電流測定データに基づいて流動流体の導電率を監視及び決定するように動作させる１つの例示的な方法体系のうちの１つか又は複数の実施形態を示す流れ図である。
【図９】本明細書内の本開示における１つか又は複数の態様に従って、電流測定データに基づいて流動流体の導電率を監視及び決定するように動作させる１つの例示的な方法体系のうちの１つか又は複数の実施形態を示す流れ図である。
【図１０】本明細書内の本開示における１つか又は複数の態様に従って、電流測定データに基づいて流動流体の導電率を監視及び決定するように動作させる１つの例示的な方法体系のうちの１つか又は複数の実施形態を示す流れ図である。
【図１１】本明細書内の本開示における１つか又は複数の態様に従って、電流測定データに基づいて流動流体の導電率を監視及び決定するように動作させる１つの例示的な方法体系のうちの１つか又は複数の実施形態を示す流れ図である。
【実施例】
【０００５】
詳細な説明
本開示の１つか又は複数の態様が、図面に関連して説明される。ここで、同様の参照番号は、全体を通じて同様の要素を指すように概して用いられており、様々な構成物は、必ずしも一定の縮尺に従って描かれているとは限らない。下記では、説明を目的として、本明細書内の本開示における１つか又は複数の態様の完全な理解を提供するために、多くの特定の詳細部が記載されている。しかしながら、本明細書内の本開示における１つか又は複数の態様を、これら特定の詳細部よりも低い詳細程度のものによっても実践することができることは明らかであろう。他の事例において、周知の構成及びデバイスが、本明細書内の本開示における１つか又は複数の態様を説明することを容易にするために、ブロック図形式において示されている。
【０００６】
一般に、液体電子写真インクは、誘電性液体媒体内の帯電可能な粒子の分散である。ある電界を印加すると、該粒子が、帯電されて、該電界に沿ってドリフト（浮遊）することになる。そのようなインクの導電率は、印加された電界の強さに極めて依存することが観測によって示されている。すなわち、該導電率は、（典型的には５０Ｖ／ｍｍ未満の）低強度の電界において低い状態となり、（典型的には５００Ｖ／ｍｍよりも高い）高強度の電界において実質的にはより高い状態となる。従って、低電界において測定された導電率と、高電界において測定された導電率との間の区別がなされる。
【０００７】
インク粒子は、再補充されている状態が奪われる時には、電極のうちの１つに該粒子がドリフトすると、その測定電流が、該電極間の液体内において粒子がほぼ残っていない（枯渇した）場合のある一定値に到達するように落ち込むこともまた観測によって示されている。
【０００８】
本開示の目的のため、以下の用語は、以下の意味を有するものとする。
【０００９】
用語「ある」実体（エンティティ）は、１つか又は複数の該実体を指す。従って、用語「ある」、「１つか又は複数の」、及び「少なくとも１つの」は、本明細書内において交換可能に使用し得る。
【００１０】
「高電界導電率」は、粒子枯渇が起こる可能性がある前に、高強度の電界を印加している瞬間に測定された導電率として定義される。
【００１１】
「低電界導電率」は、低強度の電界において測定された導電率として定義される。
【００１２】
測定される電流は、ほぼ一定値に達してしまうため、「ＤＣ導電率」は、該電流が横ばい状態になった後に測定された導電率として定義される。
【００１３】
「粒子導電率」は、インクの高電界導電率と低電界導電率との間の差分として定義される。何故ならば、この差分は、粒子に起因すると考えられるからであり、（例えば、遠心分離機における分離によって）インクから粒子が除去された後に、残った粒子が無い液体が、該粒子が除去される前にインク内において測定された低電界導電率と同じ高電界導電率を本質的には示すということを観測が示す時に、前記差分が、「粒子導電率」と呼ばれる。粒子導電率は、粒子濃度（例えば、単位体積当たりの粒子数）に、単一粒子によって運ばれる電荷と、粒子の移動度とを掛け合わせた積として計算される。
【００１４】
「移動度」は、印加された電界強度に対する、粒子のドリフト速度の比率として定義される。
【００１５】
高電界によって引き起こされた電流（該電流は、低電界導電率及びＤＣ導電率に起因する電流に対して補正されたものである）の時間積分が、粒子によって運ばれる電荷を表す。
【００１６】
従って、異なるタイプの導電率の測定は、直接的な電気特性だけでなく、電荷濃度及び粒子濃度のような有用なインク特性もまた提供する。
【００１７】
図１を参照すると、例えば、実験室（ラボラトリ）タイプのインクセルシステム１０が、示されている。該インクセルシステム１０を用いて、静的インクプールの導電率を測定することができる。該インクは、誘電性液体媒体内におけるインク粒子２２の分散２０を含む。測定されることとなるインク分散２０が、一対の導電性電極２５の間のインクセル２４内において置かれている。導電性電極２５は、正（＋）の電極２６と、負（−）の電極２８とを含む。正（＋）の電極２６と負（−）の電極２８とが、それぞれ、インクセルシステム１０の高電圧源及び低レベル電流計測器３０における正（＋）の端子３２と、負（−）の端子３４とに接続されている。
【００１８】
動作中、電圧源３０からの比較的高い電圧が、インクセル２４の電極対２５に印加される。インク分散２０内におけるインク粒子２２は、帯電させられて、「高電界導電率」に関して上記において説明したように、電極２６と電極２８との間の電界に沿って粒子がドリフトすると、電流の導通が簡単に可能になる。電極対２５の間に流れる電流は、低レベル電流計測器３０によって測定され、該電流を用いて、インクセル２４内におけるインク分散２０の導電率に関連付けられた幾つかの特性を決定することができる。
【００１９】
「低電界導電率」に関してもまた上記において説明したように、インク粒子２２は、（静的インクセル２４内のように）再補充されている状態が奪われた時には、電極のうちの１つに該粒子２２がドリフトすると、その測定電流が、電極２６と電極２８との間の液体インク分散２０内において、分散した粒子がほとんど残っていない（枯渇した）時に、ある一定値（例えば、「ＤＣ導電率」）に到達するように落ち込むことが観測によって示されている。
【００２０】
図２は、液体電子写真において使用され得るような電子インク５０基本動作を更に示す。液体電子写真インク５０は、誘電性液体媒体か又はキャリア液体（例えば、イメージングオイル）５１内の帯電可能なインク粒子２２の分散を含む。電子インク５０のインク粒子２２は、顔料５４を有するトナー粒子５２を更に含む。正（＋）の電極５６と負（−）の電極５８との間において誘発された電界が生じた結果として、インク粒子２２は、負の電荷５５を受容することができる。液体がイオン化され得る場合には、該電極対の間に誘発された電界が生じた結果として、該液体にはまた、プラスイオン６０及び／又はマイナスイオン６２を含めることができる。電子インク５０には、特定のタイプの表面アクティブエージェントを更に含めることができる。該表面アクティブエージェントは、電荷ディレクター６４として既知であり、該表面アクティブエージェントを、インクに対して加えて、インク粒子２２が、電荷を取得する能力を促進させることができる。
【００２１】
以前に説明したように、インクとインク粒子２２とが、静止している時にか又は別様には（図１の静的インクセル２４内のように）再補充されている状態が奪われた時には、（例えば、負の電荷５５を受容する）帯電した粒子２２が、電極のうちの１つにドリフトする（例えば、負に帯電した粒子２２が、正の電極５６に引き寄せられる）。ほぼ全ての粒子が、電極にドリフトした時には、その測定される電流は、ある一定値（例えば、「ＤＣ導電率」）に到達するように落ち込む。
【００２２】
電子（写真）グラフィック処理のための一実施形態において、電極５６のような電極のうちの一方を、「電子写真」プレートか又は写真イメージングプレート（ＰＩＰ）５６として、使用することができる。該「電子写真」プレートか又は写真イメージングプレート（ＰＩＰ）５６は、電荷か又は電位の、対応する空間的な分散の形態において、潜在的な画像を運ぶ。この実施形態において、他方の電極５８を、従って、ディベロッパー５８として用いることができる。該ディベロッパー５８は、トナー粒子５２内のインク２２と顔料５４とを提供する。該トナー粒子５２は次いで、潜在的な画像を表す電荷の空間的な分散に引き寄せられる。
【００２３】
図３は、本明細書内の本開示における１つか又は複数の態様及び／又は実施形態による、流動するインク１０２の導電率のような、流動流体における１つか又は複数の特性を、監視するよう及び該特性の決定を促進させるよう構成された導電率及び電荷計測器システム１００における１つの例示的な実施形態を示す。
【００２４】
導電率及び電荷計測器システム１００の一実施形態は、帯電した粒子を含んでいる液体（例えばインク）内に配置された３つか（又はそれよりも多くの）電極対を含む。電極対（例えば、１１０、１２０、及び１３０）の第１及び第２のプレート（例えば、１１０ａ／１１０ｂ、１２０ａ／１２０ｂ、及び１３０ａ／１３０ｂ）のそれぞれの間において、液体１０１は、方向１０２に流れるように、強制されるか又は別様には生じさせられる。該電極対（例えば、１１０、１２０、及び１３０）は、（例えば、電圧源１４０の正（＋）の端子１４２と、負（−）の端子１４４によって印加された）ＤＣ電圧Ｖだけバイアスがかけられている。それにより、第３の（最後の）電極対１３０によって液体が流れる時までに、ほぼ全ての帯電した粒子が、（例えば、第２の（中間の／介在する）電極対１２０の第２のプレート対（１２０ａ／１２０ｂ）に引き寄せられることによって）液体１０１から除去される。電極対（例えば、１１０、１２０、及び１３０）の第１及び第２のプレート（例えば、１１０ａ／１１０ｂ、１２０ａ／１２０ｂ、及び１３０ａ／１３０ｂ）のそれぞれの間において液体が流れる間、対応するＤＣ電流が、各々の電極対の該プレート間において監視され及び測定されて、電圧源１４０からの印加されたＤＣ電圧Ｖに基づいて、電流計測器１（１１２）において測定された第１の電流Ｉ１、電流計測器２（１２２）において測定された第２の電流Ｉ２、及び電流計測器３（１３２）において測定された第３の電流Ｉ３がもたらされる。ＤＣ電流測定値Ｉ１、Ｉ２、及びＩ３が、次いで使用されて、１つか又は複数の導電率特性が決定されるか、或いは、該測定値に関連付けられた様々な要因及び／又は条件に基づいて液体における別のそのような特性が決定される。そのような要因及び／又は条件には、以下に更に説明されることとなるように、とりわけ、例えば、プレート間の距離（ｄ）、プレートの断面積（Ａ）、及び印加電圧Ｖを含めることができる。
【００２５】
この手法において、液体１０１が、流動方向１０２において、図３の導電率及び電荷計測器実施形態１００に流入すると、第１の電極対１１０の第１及び第２のプレート（１１０ａ／１１０ｂ）間において取得される初期の液体導電率の測定値は、（例えば、「高電界導電率」測定値の場合の）液体内における高濃度の帯電した粒子を反映する一方で、第３の（最後の）電極対１３０の第１及び第２のプレート（１３０ａ／１３０ｂ）間において取得される液体導電率の測定値は、（例えば、「ＤＣ導電率」測定値の場合の）液体内における実質的には低濃度の帯電した粒子を反映する。これらの導電率測定値、並びに、第２の電極対１２０の第１及び第２のプレート（１２０ａ／１２０ｂ）間の「低電界導電率」測定値を、次に使用して、液体の（印刷処理の品質に影響を及ぼす可能性のある）追加的な特性を決定することができる。
【００２６】
従って、この例では、インクなどの液体が、３つの（又はそれより多くの）電極対の間に流れるようにポンプ注入（ポンピング）されるか又は別様には方向付けられる。第１の電極対１１０は、液体流動の方向１０２において短い長さを有しており、第２の電極対１２０は、流動方向１０２に沿った長い長さを有しており、及び第３の電極対１３０は、流動方向１０２に沿った任意の長さを有している。例えば、蠕動ポンプか又は別のそのようなポンピング手段を用いて、３つの電極対のプレート間に液体をポンプ注入することが可能であることが理解されよう。高い値のＤＣ電圧と低い値のＤＣ電圧との両方を（例えば、交互に）、電極対の両端に印加することによって、２つの対応するＤＣ電流値を、それぞれの電極対のプレート間において測定することができる。
【００２７】
更に、第１の短い電極対１１０の長さが、この電極対１１０を粒子が通過する期間中には、著しい粒子枯渇を発生させないような長さであり、更に、そのような期間中は、十分な電荷収集が生じて、それにより、そこからの電流測定が可能となる。電極対１２０の長さは、その電極間における液体（例えばインク）の通過中に、該液体からの粒子のほぼ全ての除去（分極と呼ばれる）を保証するのに十分な長さである。最後に、第３の電極対１３０は、十分な最低限の電荷収集を、そこからの電流測定に提供するのに十分な長さであることのみを必要とする。
【００２８】
各々の電極対からのＤＣ電流測定値に基づいて、１つか又は複数の導電率か、或いは、例えば、帯電した粒子の特定の電荷、移動度、及び濃度を含む、液体における他のそのような特性を、決定することができる。該帯電した粒子は、液体に固有のものとすることができるか、又は固有でないものとすることができる。しかしながら、電子（写真）グラフィック処理において使用されるために液体が製造された時には、そのような粒子は、一般に、液体における必須の部分である。該粒子はまた、着色剤及び／又は結合剤（バインダー）を運ぶこともできる。
【００２９】
図４は、静的液体試料の導電率のような１つか又は複数の特性を測定するために使用されることが可能な測定システム２００と、そのような測定のために使用されることが可能な式とを示す。図１のインクセル１０に類似して、図４の測定システム２００は、第１の電極又はプレート２１０ａと第２の電極又はプレート２１０ｂとを含んでいる電極対２１０を有する測定セル２０２を備える。該第１の電極又はプレート２１０ａと第２の電極又はプレート２１０ｂとは、プレート２１０ａ／２１０ｂによって見られるように、断面積Ａを有する試料２１４のいずれの側においても距離ｄ２１６だけ間を離して置かれている。
【００３０】
電圧源２４０が、測定セル２０２のプレート２１０ａ／２１０ｂに電気的に接続されており、電圧Ｖ２４２を電極対２１０に提供する。印加される電圧２４２が生じた結果として、電流Ｉ２１２が、第１のプレート２１０ａと第２のプレート２１０ｂとの間において測定され得る。その測定された電流Ｉ２１２に基づいて、導電率σを、次式に従って決定することができる。
【００３１】
【数１】
2010530073.tif 000003
ここで、
σ＝（ｐｍｈＯ／ｃｍの単位における）サンプルの導電率
Ｉ＝プレート間において及びサンプルを通じて測定された電流
Ａ＝プレートにさらされた測定したサンプルの断面積
ｄ＝プレート間の距離
Ｖ＝サンプルセルのプレートに印加された電圧
である。
【００３２】
図５Ａ及び５Ｂは、例えば、本明細書内の本開示における１つか又は複数の態様による、図１、図３、及び図４のシステム実施形態を用いて測定され及び決定されることが可能な幾つかの液体特性の例示的なグラフ３００及び３５０をそれぞれ示す。
【００３３】
例えば、図５Ａは、単位距離ｄ当たりの印加電圧Ｖの関数として、（粒子が該液体の２％含まれる）２％の液体の（ｐｍｈＯ／ｃｍにおける）導電率における１つの例示的なグラフ３００を示しており、該電圧Ｖは、図４のサンプルセル２０２のようなサンプルセルに印加されたものである。該印加電圧Ｖが、より低い電圧レベルにおいて印加された時には、「低電界導電率」３１０が生じる結果となり、及び、該サンプルに対してより高い電圧レベルが印加された時には、「高電界導電率」３２０が提供される。「高電界導電率」３２０と、「低電界導電率」３１０との間の差分は、「粒子導電率」３３０として既知である。
【００３４】
図５Ｂは、液体サンプル中に粒子が無い（例えば、粒子が枯渇した）液体又はキャリア液体の（ｐｍｈＯ／ｃｍにおける）導電率における別の例示的なグラフ３５０を示しており、該導電率３６０は、単位距離ｄ当たりの印加電圧Ｖの関数として測定され、該電圧Ｖは、図４のサンプルセル２０２のようなサンプルセルに印加されたものである。
【００３５】
図６Ａ及び図６Ｂは、例えば、本明細書内の本開示における１つか又は複数の態様による、図１、図３、及び図４のシステム実施形態を用いて、１つか又は複数の液体特性の測定及び決定中に取得され得る、印加された高電界電圧、及び対応する導電率応答の例示的なグラフ４００及び４５０をそれぞれ示す。
【００３６】
例えば、図６Ａは、高電界電圧波形４００を示す。該高電圧は、図４のサンプルセル２０２のような測定セルに印加される。４１０において示されるように、時間ｔ０より前では、電圧波形４００は、約０ボルトにおけるものである。この印加された低電圧に応答して、及び、図６Ｂのグラフ４５０内に示されるように、（測定された電流に対応する）導電率もまた、４６０において約０ｐｍｈＯ／ｃｍである。
【００３７】
時間ｔ０とｔ１との間において、電圧４００が、例えば約１ｍｍの（例えば、図４の２１６の）離間距離ｄを有したセルのプレートの両端において、例えば４２０において、約１５００ボルトの「高電界電圧」レベルに増大させられる。従って、この実施形態において、電界強度は、次式に等しい。すなわち、
電界強度＝１５００Ｖ／１ｍｍ＝１．５Ｖ／μ
である。
【００３８】
ｔ０において印加された高電界電圧４２０のこのステップ関数に応答して、導電率は、図６Ｂ内の４７０に示されるような「高電界導電率」レベルに瞬時に電圧上昇する。高電界電圧レベルが、４２０レベルにおいて維持されると、液体（例えば、図２の５１）内における帯電した粒子（例えば、図２の２２）がほぼ全て、時間ｔ０と時間ｔ１との間において、反対の極性に充電された電極（例えば、図２の正の電極５６）に向って引き寄せられる。時間ｔ１まで（例えば、約８秒後）、ほぼ全ての帯電した粒子２２が、液体から枯渇状態にされて、液体の導電率は、ほぼ定常状態に、すなわち「ＤＣ導電率」レベル４８０に到達する。この手法において、多くの他の液体及び粒子特性が、測定及び／又は決定され得る。
【００３９】
従って、図７は、インクのような流動流体における１つか又は複数の特性を監視するよう及び決定するよう構成された導電率及び電荷計測器システム５００における１つの例示的な実施形態を示しており、該流動流体は、回転ドラム５０１を用いることによって、幾つかの電極対の間を流れるようにさせられる。
【００４０】
図７内において、帯電した粒子（例えば、図２の２２）を含んでいる液体５０２（例えば、図２の電子インク５０）内においてドラム５０１が回転する。電圧源５４０の正の端子５４２に接続されている中心点５０４のまわりを方向５０３にドラム５０１が回転すると、液体５０２が、３つのそれぞれの電極対５１０、５２０、及び５３０の第１及び第２のプレート５１０ａ／５１０ｂ間、５２０ａ／５２０ｂ間、及び５３０ａ／５３０ｂ間において、環状の流動方向５０６にドラムの表面に沿って運ばれる。この例５００では、各電極対５１０、５２０、及び５３０の第１のプレート５１０ａ、５２０ａ、及び５３０ａが、ドラム５０１の表面に含まれる単一又は共通プレート内に、一緒に組み合わされる。
【００４１】
特に、液体５０２は、比較的短い（例えば、長さＬ１を有した）第１の電極対５１０の間を初期には流れるようにさせられる。該第１の電極対５１０は、第１のプレート５１０ａと、電流計測器１（５１２）によって監視される第２のプレート５１０ｂとを含む。その後、液体５０２は、比較的長い（例えば、長さＬ２を有した）第２の電極対５２０の間を流れる。該第２の電極対５２０は、第１のプレート５２０ａと、電流計測器２（５２２）によって監視される第２のプレート５２０ｂとを含む。最後に、液体５０２は、相対的に任意の長さ（例えば、長さＬ３を有した）の第３の電極対５３０の間を流れる。該第３の電極対５３０は、第１のプレート５３０ａと、電流計測器３（５３２）によって監視される第２のプレート５３０ｂとを含む。従って、電圧源５４０により提供された印加電圧Ｖに基づいて電極対５１０、５２０、及び５３０のそれぞれの第１のプレートと第２のプレートとの間を流れる電流測定値Ｉ１、Ｉ２、及びＩ３を提供するために、３つの電流計測器５１２、５２２、及び５３２が、電圧源５４０の負の端子５４４に接続されている。３つの電極対が図７（及び図３）内に示されているが、任意の適合可能な数の電極対を用いることもできることを理解されたい。
【００４２】
動作中、第１の電極対１（５１０）の第１のプレート５１０ａと第２のプレート５１０ｂとの間を流れる液体５０２は、第１の電流測定値Ｉ１を提供する一方で、液体５０２は、帯電した粒子（例えば、図２の２２）の最大のか又は完全に満ちた濃度を含む。従って、長さＬ１の第１の電極対５１０は、第１、第２、及び第３の電極対５１０、５２０、及び５３０のそれぞれの正のプレート（例えば、第１プレート５１０ａ、５２０ａ、及び５３０ａ）として構成されたドラム５０１上への帯電した粒子の分極がほとんど無いようにするようなものである。しかしながら、長さＬ１の第１の電極対５１０は、十分な電荷収集を可能にしてＩ１の電流測定を可能にするのには十分である。従って、電圧源５４０によって高電界電圧Ｖ（例えば、図６Ａの４２０）が第１の電極対１（５１０）に印加された場合には、「高電界導電率」（例えば、図６Ｂの４７０）を、第１の電極対１（５１０）の第１の電流測定値Ｉ１に基づいて決定することができる。
【００４３】
液体５０２が、実質的にはより長い第２の電極対２（５２０）の第１のプレート５２０ａと第２のプレート５２０ｂとの間を流れると、該液体５０２は、ほぼ全ての帯電した粒子（例えば、図２の２２）を失い、その期間中、液体の第２の電流測定値Ｉ２が提供される。従って、長さＬ２の第２の電極対５２０は、ほぼ全ての帯電した粒子が、分極化されることを可能にするのに、すなわち、第２の電極対５２０の正のプレート５２０ａとして構成されたドラム５０１上へと液体５０２外のプレートに置かれることを可能にするのには十分である。従って、電圧源５４０により高電界電圧Ｖが、第２の電極対２（５２０）に対して印加された場合には、ある電流が流れて、図６Ｂの波形４５０に似通った対応する導電率が、第２の電極対（５２０）の長さに沿って移動する液体５０２の所与のサンプルにおいて（潜在的に）表われ得る。
【００４４】
従って、第３の電極対５３０の第１のプレート５３０ａと第２のプレート５３０ｂとの間を液体５０２が流れる時までには、ほぼ全ての帯電した粒子（例えば、図２の２２）が、液体から除去されて、液体の第３の電流測定値Ｉ３が提供される。従って、電圧源５４０により高電界電圧Ｖが、第３の電極対５３０に対して印加された場合には、「ＤＣ導電率」（例えば、図６Ｂの４８０）を、第３の電極対３（５３０）の第３の電流測定値Ｉ３に基づいて決定することができる。第１、第２、及び第３の電極対５１０、５２０、及び５３０のそれぞれの分極化されたプレート間に液体が流されると、ほぼ全ての帯電した粒子（例えば、図２の２２）が、液体５０２から除去されて、ドラム５０１上のプレートに置かれてしまうので、ドラム５０１から帯電した粒子を除去するために、及び、それらを液体５０２内へと戻すように再挿入するために、図示された例では、ワイパー５２０が利用される。従って、ワイパー５２０と、ドラム５０１の回転とが、帯電した粒子を液体５０２内へと戻すように混合させるよう機能する。これにより、第１の電極対５１０における液体５０２の粒子濃度が、元の完全に満たされた濃度レベルにまでほぼ戻されることとなる。
【００４５】
再び図３を見ると、例えば、図７の電極対の両端に交互に、高い値のＤＣ電圧と低い値のＤＣ電圧との両方（例えば、Ｖｈｉ及びＶｌｏ）を印加することによって、２つの対応するＤＣ電流値（例えば、Ｉ１ｈｉ及びＩ１ｌｏ、Ｉ２ｈｉ及びＩ２ｌｏ、並びに、Ｉ３ｈｉ及びＩ３ｌｏ）が、電極対５１０、５２０、及び５３０のそれぞれの第１及び第２のプレート５１０ａ／５１０ｂ間、５２０ａ／５２０ｂ間、及び５３０ａ／５３０ｂ間において測定し得る。
【００４６】
他のそのような構成及び（蠕動ポンプのような）ポンピング手段を、電極対５１０、５２０、及び５３０のプレート間において液体を移動させるために利用することもできることを理解されたい。追加的には、ワイパー５２０は、例えば、乱流を引き起こす表面、及び／又は、帯電した粒子をドラム５０１から吹き飛ばす液体ジェットのような、別の粒子除去手段によって置き換え得る。更に、ドラム５０１か又は第２のプレート５１０ｂ、５２０ｂ、及び５３０ｂの表面は、例えば、流体流動５０６の動きを高めるか又は別様には適応させる、電流測定を向上させる、及び／又は特性決定を改善させるといった様々な溝か又は表面特徴を有することができる。
【００４７】
３つの電極対の第１のプレートと第２のプレートとの間の距離が、同等の距離であるように図示されているが、該３つの電極対の第１のプレートと第２のプレートとの間の距離は、異なるものとすることもできることを理解されたい。
【００４８】
追加的な電極対及び電流計測器を、これら図示されたものに付加することもまた可能である。
【００４９】
図７の例の一実施形態において、以下のパラメータを利用することができる。すなわち、
第１の電極対１（例えば５１０）の長さＬ１は、約５ｍｍである。
第２の電極対２（例えば５２０）の長さＬ２は、約５０ｍｍである。
第３の電極対３（例えば５３０）の長さＬ３は、約５５ｍｍである。
流動方向（例えば５０６）に対して垂直に測定された全ての電極（例えば、５１０、５２０、及び５３０）の幅は、約５０ｍｍである。
ドラム（例えば５０１）か又は円筒形の共通電極は、約１００ｍｍの直径と、約６０ｍｍの幅とを有する。
電極対の第２のプレート（例えば、５１０ｂ、５２０ｂ、及び５３０ｂ）と、シリンダ（例えばドラム５０１）との間隙は、約１ｍｍである。
第１の電極対１（例えば５１０）と第２の電極対２（例えば５２０）との間のか、或いは、第２の電極対２（例えば５２０）と第３の電極対３（例えば５３０）との間の、間隙は、約１ｍｍである。
シリンダ（例えばドラム５０１）の回転速度は、約２０回転／分である。
第１の電極対１（例えば５１０）上に印加される低電圧ＶＬｏは、約３０Ｖである。
低電圧ＶＬｏパルスの継続期間は、約２秒である。
低電圧ＶＬｏパルスの印加後の零電圧での停止（中断）は、約１秒である。
任意の第１、第２、及び第３の電極対（例えば、５１０、５２０、及び５３０）上に印加される高電圧ＶＨｉは、約１，５００Ｖである。
高電圧ＶＨｉパルスの継続期間は、約２秒である。
高電圧ＶＨｉパルスの印加後の零電圧での停止（中断）は、約１秒である。
【００５０】
グランディングされたガード電極（該ガード電極は、例えば、電流測定デバイスを介してアース電位に接続されている）を、電極対の第２のプレートの周りに提供することができ、それにより、制御されていない電流の流れが、ほとんど無くなることとなるようにして、電流測定に影響が無いようにすることができる。
【００５１】
従って、図３の実施形態１００か或いは図７の実施形態５００のような、使用される測定メカニズムにかかわず、例えばコンピュータによってか又は別のそのようなアナライザによって、電流測定データが解析されて、液体における１つか又は複数の特性か又はパラメータが決定される。
【００５２】
図８〜１１は、例えば、図７の導電率及び電荷計測器システム５００内において使用されることが可能なような、本明細書内の本開示における１つか又は複数の態様に従って電流測定データに基づいて流動液体の導電率を監視すること及び決定することを容易にする１つの例示的な方法体系６００を示す。
【００５３】
一連の作用か又はイベントとして、方法体系６００が以下に示され且つ説明されているが、そのような作用か又はイベントの示された順序は、限定する意味において解釈されるべきではないことを理解されたい。本明細書内において示され及び／又は説明されたものとは別に、例えば、幾つかの作用は、異なる順序で、及び／又は、他の作用又はイベントと同時に、生じることも可能である。追加的には、本明細書内において記載された１つか又は複数の態様及び／又は実施形態を実現するために、必ずしも全ての説明された作用が必要とされる可能性があるとは限らない。更に、１つか又は複数の作用を、１つか又は複数の別個の作用及び／又は段階（フェーズ）において実行することができる。
【００５４】
図８を参照すると、方法６００は、６０２において開始する。該６０２において、帯電した粒子（例えば、図１及び図２の２２）を含んでいる液体（例えば、図７の５０２）が、第１の電極対（例えば５１０）の第１及び第２のプレート（例えば、５１０ａ／５１０ｂ）間において流れるようにさせられる。次いで、６１０において、液体（例えば５０２）が、第１の電極対（例えば５１０）の下流に位置付けられた第２の電極対（例えば５０３）の第１及び第２のプレート（例えば、５３０ａ／５３０ｂ）間において流れて、該液体は、第２の電極対（例えば５３０）の第１及び第２のプレート（例えば、５３０ａ／５３０ｂ）間を流動する時に、ほぼ全ての帯電した粒子を失う。
【００５５】
６２０において、第１の電極対（例えば５１０）の第１の電流（例えばＩ１）が測定される。第２の電極対（例えば５３０）の第２の電流（例えばＩ３）が、６３０において測定される。
【００５６】
６５０において、第１及び第２の電極対（例えば、５１０及び５３０）のそれぞれの第１及び第２のプレート（例えば、５１０ａ／５１０ｂ、及び５３０ａ／５３０ｂ）間において測定された１つか又は複数の電流（例えば、Ｉ１及び／又はＩ３）に基づいて、液体特性（例えば、液体５０２の導電率）が、決定される。
【００５７】
従って、高電界導電率σＨｉ（例えば、図６Ｂの４７０）を、第１の電極対（例えば５１０）の第１及び第２のプレート（例えば、５１０ａ／５１０ｂ）間において測定された第１の電流（例えばＩ１）から、例えば、次式に従って決定することができる。
【００５８】
【数２】
2010530073.tif 000004
ここで、
Ｉ１は、第１の電極対の第１のプレートと第２のプレートとの間において測定される電流を表しており、
ＶＨｉは、第１の電極対に印加される高電圧を表しており、
Ｌ１は、液体が流れる方向における第１の電極対の長さを表しており、
Ｄは、第１の電極対の幅を表しており、及び、
ｄは、第１の電極対の第１のプレートと第２のプレートとの間のギャップ（間隙）を表している。
【００５９】
代替的には、図９を参照すると、方法６００の６１０において、第２の電極対のプレート間に液体が流れた後に、第１の電極対と第２の電極対（例えば、５１０と５３０）との間に配置された第３の電極対（例えば５２０）の第１及び第２のプレート（例えば、５２０ａ／５２０ｂ）間に液体（例えば５０２）を流すことを６１５が含む。第３の電極対（例えば５２０）の第１及び第２のプレート（例えば、５２０ａ／５２０ｂ）間において液体が流れる時に、ほぼ全ての帯電した粒子（例えば、図１及び図２の２２）が、（例えば、図６Ｂの４８０において）液体から除去される。
【００６０】
更に、図１０を参照すると、方法６００の６１０において、第２の電極対のプレート間に液体が流れている間、該液体からほぼ全ての帯電した粒子が除去された後に、ほぼ全ての帯電した粒子（例えば、図１及び図２の２２）を、第１の電極対（例えば５１０）の上流において液体内へと（例えば、図６Ｂの４８０において）戻すように加えることか又は再挿入することを６１６が含む。例えば、このことを、図７内に示されたワイパー５２０の支援によって成し遂げることができる。
【００６１】
最後に、図１１を参照すると、液体（例えば５０２）の流れを容易にするために、及び、各電極対（例えば、５１０、及び／又は５２０、及び／又は５３０）の第１のプレート（例えば、５１０ａ、５２０ａ、５３０ａ）を実現させるために、回転する円筒形ドラム（例えば５０１）を利用することを、方法６００の６０１が含む。例えば、図７のドラム５０１に関して上記において説明したように、ドラム５０１の回転は、ポンピング作用を提供して、電極対間に液体５０２を強制的に入れて、電流測定を可能にさせることができ、及び、ワイパー５２０によるドラム５０１からの除去の後に、粒子を液体５０２内へ戻すように混合することにも使用され得る。
【００６２】
１つか又は複数の他のそのような特性を、決定することもできる。
【００６３】
例えば、低電界導電率を、第１の電極対から測定された電流から、次式に従って決定することができる。
【００６４】
【数３】
2010530073.tif 000005
ここで、
Ｉ１は、第１の電極対の第１のプレートと第２のプレートとの間において測定される電流を表しており、
ＶＬｏは、第１の電極対に印加される低電圧を表しており、
Ｌ１は、液体が流れる方向における第１の電極対の長さを表しており、
Ｄは、第１の電極対の幅を表しており、及び、
ｄは、第１の電極対の第１のプレートと第２のプレートとの間のギャップ（間隙）を表している。
【００６５】
別の例では、ＤＣ導電率を、第３の電極対から測定された電流から、次式に従って決定することができる。
【数４】
2010530073.tif 000006
ここで、
Ｉ３は、第３の電極対の第１のプレートと第２のプレートとの間において測定される電流を表しており、
ＶＨｉは、第３の電極対に印加される高電圧を表しており、
Ｌ３は、液体が流れる方向における第３の電極対の長さを表しており、
Ｄは、第３の電極対の幅を表しており、及び、
ｄは、第３の電極対の第１のプレートと第２のプレートとの間のギャップ（間隙）を表している。
【００６６】
更に別の例では、単位体積当たりの液体の電荷の総計を、第１、第２、及び第３の電極対のそれぞれから測定された電流から、次式に従って決定することができる。
【００６７】
【数５】
2010530073.tif 000007
ここで、
Ｉ１は、第１の電極対の第１のプレートと第２のプレートとの間の電流を表しており、
Ｉ２は、第２の電極対の第１のプレートと第２のプレートとの間の電流を表しており、
Ｉ３は、第３の電極対の第１のプレートと第２のプレートとの間の電流を表しており、
Ｌ１は、流動方向における第１の電極対の長さを表しており、
Ｌ２は、流動方向における第２の電極対の長さを表しており、
Ｌ３は、流動方向における第３の電極対の長さを表しており、
Ｄは、第１、第２、及び第３の電極対のそれぞれの幅を表しており、
ｄは、第１、第２、及び第３の電極対の第１のプレートと第２のプレートとの間のギャップ（間隙）を表しており、及び、
ｖは、流体流動の線形速度を表している。
【００６８】
更に別の例では、粒子導電率を、第１の電極対から測定された電流から、次式に従って決定することができる。
【００６９】
【数６】
2010530073.tif 000008
ここで、
σＨｉは、高電界導電率を表しており、
σＬｏは、低電界道連率を表している。
【００７０】
別の例では、帯電した粒子の移動度を、次式に従って決定することができる。
【００７１】
【数７】
2010530073.tif 000009
ここで、
σＰａｒｔは、粒子導電率を表しており、
ＱＶは、単位体積当たりの液体（例えば５０２）の電荷の総計を表している。
【００７２】
更に別の例では、帯電した粒子の体積濃度を、次式に従って決定することができる。
【００７３】
【数８】
2010530073.tif 000010
ここで、
ＱＶは、単位体積当たりの液体の電荷の総計を表しており、第１、第２、及び第３の電極対のそれぞれから測定された電流から決定される。
σＰａｒｔは、粒子導電率を表しており、
ｋは、一様な球状粒子の理論上の制限の比例係数であり、次式のように計算され得る。
【００７４】
【数９】
2010530073.tif 000011
ここで、
ηは、液体の粘度を表しており、
ｒは、帯電した粒子の半径を表している。
【００７５】
１つか又は複数の実施例に関して本開示が示され且つ説明されてきたが、本明細書及び添付図面の読み取り及び理解に基づく、等価な改変及び／又は修正が、他の当業者によって生じられることとなるであろう。本開示は、全てのそのような修正及び改変を包含し、以下の特許請求の範囲によってのみ制限される。特に、上述の構成要素（アセンブリ、デバイス、回路等）によって実施される様々な機能に関して、そのような構成要素を説明するために用いられる（「手段」に対する参照を含む）用語は、本開示の例示的な実施例に示された本明細書内の機能を実行する開示した構造とは、たとえ構造上、等価でなかったとしても、別様に指示されない限り、記載された構成要素のうちの特定機能を実行する任意の構成要素（例えば、機能的に等価なもの）に対応するように意図される。追加的には、幾つかの実施例のうちの１つのみに関連して、本発明のある特定の特徴が、開示されている場合があるが、任意の所与の又は特定の用途にとって望まれる及び／又は利点とされることが可能であるように、そのような特徴が、他の実施例における１つか又は複数の他の特徴と組み合わされ得る。更には、用語「含む」か、「有している」か、「有する」か、「持っている」か、或いはそれらの変形語は、詳細な説明内か、又は特許請求の範囲内のいずれかにおいて用いられる限り、それらの用語は、用語「備える」に類似した手法で包含していることとなるように意図される。用語「例示的な」もまた、最良のものを意味するよりもむしろ、単に一例を意味するように本明細書内において用いられている。
【図１】
2010530073.tif 000012
【図２】
2010530073.tif 000013
【図３】
2010530073.tif 000014
【図４】
2010530073.tif 000015
【図５Ａ】
2010530073.tif 000016
【図５Ｂ】
2010530073.tif 000017
【図６Ａ】
2010530073.tif 000018
【図６Ｂ】
2010530073.tif 000019
【図７】
2010530073.tif 000020
【図８】
2010530073.tif 000021
【図９】
2010530073.tif 000022
【図１０】
2010530073.tif 000023
【図１１】
2010530073.tif 000024
【国際調査報告】
2010530073.tif 000025
2010530073.tif 000026