(57)【要約】【課題】  プリント流体検出器を有するプリント装置を提供する。【解決手段】  プリント媒体上にプリント流体をプリントするよう構成されたプリント装置であって、ある量の前記プリント流体を保持するよう構成されたプリント流体槽と、  前記プリント流体を前記プリント媒体に移動するよう構成されたプリントヘッド組立体であって、前記プリント流体槽に液通する、プリントヘッド組立体と、前記プリント流体の特性を検出するよう構成されたプリント流体検出器であって、前記プリント流体に接触するよう構成された第１の電極と第２の電極とを含み、前記第１の電極と前記第２の電極のうちの少なくとも１つは、導電性基板の上に配置された導電性コーティングを含む、プリント流体検出器とを備えるプリント装置。【選択図】  図１
2005047280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント媒体上にプリント流体をプリントするよう構成されたプリント装置であって、
ある量の前記プリント流体を保持するよう構成されたプリント流体槽と、
前記プリント流体を前記プリント媒体に移動するよう構成されたプリントヘッド組立体であって、前記プリント流体槽に液通する、プリントヘッド組立体と、
前記プリント流体の特性を検出するよう構成されたプリント流体検出器であって、前記プリント流体に接触するよう構成された第１の電極と第２の電極とを含み、前記第１の電極と前記第２の電極のうちの少なくとも１つは、導電性基板の上に配置された導電性コーティングを含む、プリント流体検出器と
を備えるプリント装置。
【請求項２】
プリント装置であって、前記基板は少なくとも部分的に、ステンレス鋼、金、パラジウム、活性炭、カーボンブラック、カーボンファイバークロス、グラファイト、ガラス状カーボン、カーボンエーロゲル、およびセルロース誘導発泡カーボンからなる群から選択される材料でできている、請求項１に記載のプリント装置。
【請求項３】
プリント装置であって、前記基板は少なくとも部分的に、液相酸化、気相酸化、プラズマ処理、および不活性環境における熱処理からなる群から選択される技法によって改質されたカーボン材料でできている、請求項１に記載のプリント装置。
【請求項４】
プリント装置であって、前記導電性コーティングは、少なくとも部分的に、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェン、共役ビチアゾール、およびビス−（チエニル）ビチアゾールからなる導電性ポリマーの群から選択される少なくとも１つの導電性ポリマーでできている、請求項１に記載のプリント装置。
【請求項５】
プリント装置であって、前記導電性コーティングは、少なくとも部分的に、フッ素を含有するポリマーでできている、請求項１に記載のプリント装置。
【請求項６】
プリント装置であって、前記第１の電極および前記第２の電極は、少なくとも部分的に前記プリント流体槽内に配置される、請求項１に記載のプリント装置。
【請求項７】
プリント装置であって、前記プリント流体槽を前記プリントヘッド組立体に液通するコンジットをさらに備え、前記第１の電極および前記第２の電極は、少なくとも部分的に前記コンジット内に配置される、請求項１に記載のプリント装置。
【請求項８】
プリント装置であって、前記プリントヘッド組立体は、前記プリント流体槽からプリント流体を定期的に補充されるよう構成されたプリントヘッド組立体の槽を含み、前記第１の電極および前記第２の電極は、少なくとも部分的に前記プリントヘッド組立体の槽内に配置される、請求項１に記載のプリント装置。
【請求項９】
プリント媒体上にプリント流体をプリントするよう構成されたプリント装置であって、
ある量の前記プリント流体を保持するよう構成されたプリント流体槽と、
前記プリント流体を前記プリント媒体に移動するよう構成されたプリントヘッド組立体であって、前記プリント流体槽に液通する、プリントヘッド組立体と、
前記プリント流体の特性を検出するよう構成されたプリント流体検出器であって、前記プリント流体に接触するよう構成された第１の電極と第２の電極とを含み、前記第１の電極と前記第２の電極のうちの少なくとも１つは、導電性基板の上に配置されたプリント流体に対して透過性のある導電性コーティングを含む、プリント流体検出器と
を備えるプリント装置。
【請求項１０】
プリント媒体上にプリント流体をプリントするよう構成されたプリント装置であって、
ある量の前記プリント流体を保持するよう構成されたプリント流体槽と、
前記プリント流体を前記プリント媒体に移動するよう構成されたプリントヘッド組立体であって、前記プリント流体槽に液通する、プリントヘッド組立体と、
前記プリント流体の特性を検出するよう構成されたプリント流体検出器であって、前記プリント流体に接触するよう構成された第１の電極と第２の電極とを含み、前記第１の電極と前記第２の電極のうちの少なくとも１つは、導電性基板の上に配置された導電性保護ポリマーコーティングを含み、該導電性保護ポリマーコーティングは、前記プリント流体による腐食に耐性を有する、プリント流体検出器と
を備えるプリント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント流体検出器を有するプリント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機、およびファクシミリ機を含むがこれらに限定するものではない多くのタイプのプリント装置は、プリント媒体上にプリント流体を移動することによってプリントを行う。このようなプリント装置は通常、ある量のプリント流体を保管するよう構成されたプリント流体供給部すなわち槽を含む。プリント流体槽は、プリントヘッド組立体から遠く離れて位置してもよく（「軸外」）、プリントヘッド組立体と一体化していてもよい（「軸上（on-axis）」）。前者の場合、流体は、好適なコンジットを通ってプリントヘッド組立体に移動する。プリント流体槽が軸外に位置している場合、プリントヘッド組立体は、より大型の軸外の槽から定期的に補充される、小型の槽を含んでもよい。
【０００３】
プリント装置によっては、プリントヘッド組立体またはプリント流体槽内のプリント流体が所定レベルよりも少なくなると流体切れ信号を生成するよう構成されたプリント流体検出器を含む場合がある。この信号を用いて、プリントを停止するようプリント装置をトリガしてもよく、また、ユーザに流体切れ状態を警告してもよい。するとユーザは、プリント流体槽を交換（または補充）してプリントを再開することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
様々なタイプのプリント流体検出器が知られている。例としては、光検出器、圧力をベースにした検出器、抵抗による検出器、およびキャパシタンスによる検出器が含まれるが、これらに限定するものではない。キャパシタンスによるプリント流体検出器は、プリント流体に隣接するがその外部に配置された、１対のコンデンサ極板を利用する場合がある。このような検出器は、プリント流体のレベルの変化に伴う極板のキャパシタンスの変化を測定する。
しかしながら、このような系のキャパシタンスの変化は小さすぎて、キャパシタンスの変化を背景ノイズと容易に区別することができない可能性がある。したがって、プリント流体のレベルを正確に求めることは困難である可能性があり、その結果、誤った流体切れ信号を生成し、かつ／または、必要なときに流体切れ信号を生成しないことになってしまう。さらに、キャパシタンスおよび抵抗による検出器の多くは、プリント流体をプリント流体の泡と区別することが困難である可能性がある。プリント流体の泡は、プリント流体槽のプリント流体が実質的になくなった後、槽内で通常存在するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
プリント媒体上にプリント流体をプリントするよう構成されたプリント装置が提供される。このプリント装置は、ある量のプリント流体を保持するよう構成されたプリント流体槽と、プリント流体をプリント媒体に移動するよう構成されたプリントヘッド組立体であって、プリント流体槽に液通する、プリントヘッド組立体と、プリント流体の特性を検出するよう構成されたプリント流体検出器とを含む。このプリント流体検出器は、プリント流体に接触するよう構成された第１の電極と第２の電極とを含み、第１の電極と第２の電極のうちの少なくとも１つは、導電性基板の上に配置された導電性コーティングを含む。
すなわち、本発明は、プリント媒体１４上にプリント流体をプリントするよう構成されたプリント装置１０であって、ある量の前記プリント流体を保持するよう構成されたプリント流体槽２６と、前記プリント流体を前記プリント媒体１４に移動するよう構成されたプリントヘッド組立体１２であって、前記プリント流体槽２６に液通する、プリントヘッド組立体と、前記プリント流体の特性を検出するよう構成されたプリント流体検出器３０であって、前記プリント流体に接触するよう構成された第１の電極３２と第２の電極３４とを含み、前記第１の電極３２と前記第２の電極３４のうちの少なくとも１つは、導電性基板８２の上に配置された導電性コーティング８０を含む、プリント流体検出器と
を備えるプリント装置を提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、全体として１０で、本発明によるプリント装置の第１の実施形態のブロック図を示す。プリント装置１０は、プリンタ、ファクシミリ機、複写機、または１つよりも多くのこのような装置の機能を組み合わせたハイブリッド装置を含むがこれらに限定するものではない、いかなる好適なタイプのプリント装置であってもよい。プリント装置１０は、プリント媒体１４上にプリント流体を移動するよう構成されたプリントヘッド組立体１２を含む。プリント媒体１４は、プリントヘッド組立体に隣接して配置される。プリントヘッド組立体１２は通常、複数の流体噴射機構１６を通してプリント媒体１４上にプリント流体を移動するよう構成されている。流体噴射機構１６は、いかなる好適な方法でプリント流体を噴射するよう構成されていてもよい。例としては、熱流体噴射機構および圧電流体噴射機構が含まれるが、これらに限定するものではない。
【０００７】
プリントヘッド組立体１２は、プリント媒体１４に関してプリントヘッド組立体を動かすよう構成された搭載組立体１８に搭載されていてもよい。同様にプリント媒体１４は、プリントヘッド組立体１２に関してプリント媒体を動かすよう構成された媒体搬送組立体２０の上に配置されていてもよく、その他の方法で媒体搬送組立体２０と相互に作用してもよい。通常、搭載組立体１８はプリントヘッド組立体１２を、媒体搬送組立体２０がプリント媒体１４を動かす方向と略直交する方向に動かし、したがってプリント媒体１４の広範囲にわたるプリントを可能にする。
【０００８】
プリント装置１０はまた、通常、電子コントローラ２２を含む。電子コントローラ２２は、プリントジョブを表すデータ２４を受け取り、プリントヘッド組立体１２からのプリント流体の噴射、搭載組立体１８の動き、および媒体搬送組立体２０の動きを制御して、データ２４が表す画像のプリントを行うよう構成されている。
【０００９】
プリント装置１０はまた、プリント流体槽内に保管されているプリント流体を必要に応じてプリントヘッド組立体１２に供給するよう構成された、プリント流体供給部すなわち槽２６も含む。プリント流体槽２６は、コンジット２８を介してプリントヘッド組立体１２に液通している。コンジット２８は、プリント流体槽からプリントヘッド組立体にプリント流体を搬送するよう構成されている。プリントヘッド組立体１２、プリント流体槽２６、またはコンジット２８のうちのいずれも、プリント流体槽からプリントヘッド組立体にプリント流体の移動を行う、好適なポンピング（pumping）機構（図示せず）を含んでもよい。好適なポンピング装置としては、蠕動ポンピング装置が含まれるが、これに限定するものではない。
【００１０】
プリント流体槽２６は、プリント中連続してプリント流体をプリントヘッド組立体１２に送出するよう構成されていてもよく、または、定期的に所定量のプリント流体をプリントヘッド組立体に送出するよう構成されていてもよい。プリント流体槽２６が、定期的に所定量のプリント流体をプリントヘッド組立体１２に送出するよう構成されている場合には、プリントヘッド組立体は、プリント流体槽２６から移動してきたプリント流体を保持するよう構成された、より小型の槽２９を含んでもよい。
【００１１】
プリント装置１０はまた、プリント流体検出器３０も含む。プリント流体検出器３０は、プリント流体に関連するインピーダンス値を測定し、測定したインピーダンス値に基づいてプリント流体の特性を求めるよう構成されている。例えばプリント流体検出器３０は、プリント流体とプリント流体の泡と空気とを区別して、泡または空気が検出される場合には流体切れ信号を生成して、プリント流体槽２６またはより小型の槽２９内のプリント流体のレベルを検出するよう構成されていてもよく、または、プリント装置１０において現在使用中のプリント流体のタイプを求めるよう構成されていてもよい。
【００１２】
プリント流体検出器３０は、プリント装置１０上の複数の位置のうちのいずれに配置してもよい。例えばプリント流体検出器は、プリント流体槽２６とプリントヘッド組立体１２との間にコンジット２８に沿って配置してもよい。この位置において、プリント流体検出器３０は、コンジット２８内のプリント流体の特性を求めるよう構成されていてもよい。または、プリント流体検出器３０は、３０’で示すようにプリント流体槽２６に関連し、または、３０”で示すようにより小型の槽２９に関連して、そのような構造におけるプリント流体の存在／不在、レベル、またはタイプを検出してもよい。
【００１３】
図２は、プリント流体検出器３０の第１の例示的実施形態の概略図を示す。プリント流体検出器３０は、コンジット２８に沿って配置されるよう構成されている。プリント流体検出器３０は、第１の電極３２および第２の電極３４を含む。それぞれの電極は、プリント流体が流れることができる中空内部と、中空内部にプリント流体を収容するよう構成された中実壁を有する。したがって、それぞれの電極は、コンジット２８の一部を形成している。
【００１４】
第１の電極３２および第２の電極３４はそれぞれ導電性であり、絶縁性のコンジットセグメント３６によって互いから隔てられている。第１の電極３２および第２の電極３４は、プリント流体槽２６からプリントヘッド組立体１２に流入しているプリント流体３５が、まず一方の電極を通り、次に絶縁性のコンジットセグメント３６を通り、次に他方の電極を通って流れ、その後にプリントヘッド組立体に達するように、コンジット内に配置されている。図２において、プリント流体をまず第２の電極３４を通って流れるものとして示す。しかし、プリント流体はまた、まず第１の電極３２を通って流れてもよい、ということが理解されよう。
【００１５】
プリント流体検出器３０はまた、交流信号を第１の電極または第２の電極に（または、等価的に（equivalently）、第１および第２の電極の両端に）印加するよう構成された、電源回路４０も含む。電源回路４０と第１の電極３２との間には、第１の電極３２および第２の電極３４と直列に、抵抗器４２が配置されている。
【００１６】
さらに、プリント流体検出器３０は、供給信号ｅinと検出される信号ｅoutとの比較から、プリント流体の測定したインピーダンス値を求めるよう構成された、検出器回路４４を含む。図２に示すように、ｅinは抵抗器４２の電源側で測定してもよく、ｅoutは、抵抗器４２の、第１の電極３２に近いほうの側で測定してもよい。または、ｅinおよびｅoutは、プリント流体のインピーダンスによって一方の信号が他方の信号と異なる、その他のいかなる好適な位置において測定してもよい。次に、キャパシタンス値または抵抗値のどちらかである、測定したインピーダンス値を用いて、プリント流体槽２６内のプリント流体３５の特性を求めることができる。この特性は、プリント流体のタイプ、流体切れ状態、および／またはプリント流体のレベルを含むがこれに限定するものではない。
【００１７】
検出器回路４４は、メモリ４６と、供給信号と検出される信号とを比較して測定したインピーダンス値を求めるプロセッサ４８とを含んでもよい。例えば、メモリ４６は、供給信号と検出される信号との比較を行って、測定したインピーダンス値を求めるよう、プロセッサ４８が実行可能な命令を格納するよう構成されていてもよい。命令はまた、測定したインピーダンス値を、特定のプリント流体の特性と相関関係があり、これもまたメモリ４６内に格納されているルックアップ表で配置されている、複数の所定インピーダンス値と比較して、コンジット２８内のプリント流体の所望の特性を求めるよう、プロセッサ４８が実行可能であってもよい。
【００１８】
図３は、プリント流体槽２６とともにプリント流体検出器３０’としてまたはプリントヘッド組立体の槽２９とともにプリント流体検出器３０”として用いるよう構成された、プリント流体検出器の例示的実施形態の概略図を示す。以下でプリント流体検出器３０’の状況において図３を説明するが、この説明はまた、プリント流体検出器３０”にも適用できる、ということが理解されよう。
【００１９】
まず、プリント流体槽２６は、ある量のプリント流体３５を保持するよう構成された内部容積（volume）６２を規定する本体６０と、プリント流体をコンジット２８内へと通すよう構成された出口６４とを含む。プリント流体槽２６を、プリント流体で部分的に満たされているものとして示す。しかし、プリント流体槽２６は通常、プリント流体で略完全に満たされた状態で使用サイクル（use cycle）を開始し、最後には、プリント流体の大部分またはすべてをプリントヘッド組立体１２に移動する、ということが理解されよう。
【００２０】
次に、プリント流体検出器３０’は、プリント流体槽２６の内部容積６２内に配置された第１の電極３２’および第２の電極３４’を含む。プリント流体検出器３０’はまた、第１の電極３２’と第２の電極３４’とに交流信号を印加するよう構成された電源回路４０’も含む。電源回路４０’と第１の電極３２’との間には、第１の電極３２’、第２の電極３４’、およびプリント流体３５と直列に、抵抗器４２’が配置されている。プリント流体検出器３０’はまた、ｅinにおける印加信号およびｅoutにおける検出される信号を測定する、好適な検出器回路（図示せず）も含んでもよい。好適な検出器回路としては、図２を参照して上述した検出器回路４４が含まれるが、これに限定するものではない。
【００２１】
第１の電極３２’および第２の電極３４’はそれぞれ、いかなる好適な形状および大きさであってもよい。例えば、第１の電極３２’および第２の電極３４’はそれぞれ、従来のコンデンサと同様の板状の構成を有してもよく、メッシュ状の構成を有してもよい。または、第１の電極３２’および第２の電極３４’は、薄い針状またはワイヤ状の形状を有してもよい。本明細書において、「針状」および「ワイヤ状」という用語は、電極の１つの長い寸法（a long dimension）が、その長い寸法および互いと直交する、より短い２つの方向よりもかなり大きい、細長い構成を示すために用いる。このような形状の電極を用いることが可能であるのは、以下でより詳細に説明するように、電極が生成する単位表面積当たりのキャパシタンスが大きいからである。
【００２２】
第１の電極３２’および第２の電極３４’は、いかなる好適な方法で本体６０に結合してもよい。図示の実施形態において、第１の電極３２’および第２の電極３４’は、プリント流体槽２６の本体６０を貫いて、１対の外部接点まで延びている。図２において、外部接点を、第１の接点７０および第２の接点７２として概略的に示す。電気接点７０および７２は、プリント流体槽２６をプリント装置１０に正しく搭載すると、プリント装置１０上の相補型の（complementary）接点（図示せず）と自動的に接続を形成するよう構成されていてもよい。これによって、プリント流体槽の取外しおよび／または交換中に、プリント流体検出器３０’の、電源４０’ならびにいかなる検出器回路との接続および取り外しも容易に行えるようになる。
【００２３】
電極は、電極３２’および３４’について示すものとは別の構成および位置であってもよい。例えば、電極のうちのどちらか一方、またはそれぞれは、プリント流体がプリント流体槽２６から実質的になくなるまで、プリント流体で実質的に覆われたままである構成を有してもよい。これを電極３２”および３４”によって概略的に示す。電極３２”および３４”を、プリント流体槽２６の底面に隣接して配置されるものとして破線で示す。
【００２４】
さらに、第１の電極および第２の電極のうちのどちらか一方または両方を、プリント流体槽の内部６２ではなくプリント流体槽２６の出口６４に配置してもよい。これを電極３２’’’および３４’’’によって概略的に示す。この構成において、電極３２’’’および３４’’’が露出する前にプリント流体槽２６内のプリント流体が実質的にすべてなくなることができる。したがって、出口６４に電極３２’’’および３４’’’を配置することによって、各電極をプリント流体槽の底面上に配置するのに比較して、流体切れ信号の生成前により多くのプリント流体がプリント流体槽２６からなくなることができる。電極３２’’’および３４’’’は、出口６４の底部から等距離で出口６４内に配置されているが、電極３２’’’および３４’’’はまた、出口の底部から互いに異なる距離で出口内に配置してもよい、ということが理解されよう。
【００２５】
上述のように、第１の電極３２、３２’、３２”および３２’’’ならびに第２の電極３２、３４’、３４”および３４’’’は、プリント流体が存在するときには電極を形成する導電性材料がプリント流体に直接接するよう構成されている。第１の電極および第２の電極を、プリント流体に直接接するよう配置することによって、非常に大きなキャパシタンスを形成することができる。２つの電極が、多くのプリント流体等のイオン性流体内に配置され、互いに逆の極性で帯電されると、正に帯電した電極上には陰イオンの層が形成され、負に帯電した電極上には陽イオンの層が形成される。さらに、最も内側のイオン層上に、陽および陰イオンのさらなる層が形成されて、それぞれの電極からプリント流体内へ外向きに延びる、互いに逆極性に帯電したイオンの層が交互に形成される。この帯電（charge）構造を、電極における電荷（charges）と、電極表面上の第１のイオン層内の電荷とによって表される二重帯電層であることから、電気二重層（ＥＤＬ）と呼ぶ。
【００２６】
それぞれの電極におけるＥＤＬは、有効に（effectively）コンデンサの役割を果たし、イオン層が一方の極板の役割を果たし、電極が他方の極板の役割を果たす。図４において、溶液内の電極の有効（effective）回路を、全体として５０で示す。図４において、コンデンサ５２は第１の電極３２におけるＥＤＬを表し、コンデンサ５４は第２の電極３４におけるＥＤＬを表す。プリント流体はまた、抵抗器５６で表す関連する抵抗も有する。
【００２７】
ＥＤＬにおいて、イオンが電極に原子規模で近接していること、およびコンデンサ内の電荷分離距離に反比例してキャパシタンスが変化するということのために、電極３２および３４に関連するＥＤＬにおいて、単位電極表面積当たり非常に大きなキャパシタンスが生成される。キャパシタンスは、プリント流体に接触していない電極で可能なものよりも何桁も大きくなる場合がある。例えば、第１の電極３２と第２の電極３４との表面積および分離によって、フェムトファラドの範囲でのキャパシタンスが生じると予期される場合には、ナノファラドまたはマイクロファラドの範囲でのキャパシタンスが観察される。このような大きなキャパシタンスによって、プリント流体槽２６、コンジット２８、および／またはプリントヘッド組立体の槽２９におけるプリント流体のインピーダンスの測定が容易になる。
【００２８】
同様に、第１の電極と第２の電極との間からプリント流体が流出する場合には、はるかに小さいキャパシタンスが観察される。例えば、プリント流体が十分流出して、プリント流体が一方の電極のみに接するまたはどちらの電極にも接しない場合には、ＥＤＬのキャパシタンスは非常に小さくなる場合がある。したがってこの場合、第１および第２の電極のキャパシタンスは、両方の電極がプリント流体に接している場合よりも小さくなる。キャパシタンスの低下は、ノイズから容易に区別することができる。したがって、キャパシタンスのこの差を用いて、コンジット２８内の流体切れ状態、したがってプリント流体槽２６内の流体切れ状態を検出することができる。
【００２９】
第１の電極３２および第２の電極３４は、いかなる好適な導電性材料でできていてもよい。好適な材料の例としては、ステンレス鋼、プラチナ、金、およびパラジウムが含まれるが、これらに限定するものではない。または、第１の電極３２および第２の電極３４は、導電性カーボン材料でできていてもよい。例としては、活性炭、カーボンブラック、カーボンファイバークロス、グラファイト、グラファイトパウダー、グラファイトクロス、ガラス状カーボン、カーボンフェルト、カーボンエーロゲル、およびセルロース誘導（cellulose-derived）発泡カーボン、が含まれるが、これらに限定するものではない。
【００３０】
第１の電極３２および第２の電極３４が導電性カーボン材料でできている場合には、材料を複数のさまざまな方法のうちのいずれで処理して、材料の物理的特性を変更してもよい。例えば、カーボン材料をＮ2、Ｏ2、および／または水蒸気中で高温で熱処理してもよい。そのような処理を用いて、材料の密度、電気抵抗、多孔性、および／または結晶微細構造（ミクロ構造、microstructure）を変化してもよく、かつ／または精製により不純物を除去（distill out）してもよい。例えば、酸化性酸中での液相酸化によって、材料の表面積および多孔性を増大し、密度を低くし、表面官能基密度を高くしてもよい。同じ効果を得るのに、酸素または水蒸気中での加熱等の気相酸化を用いてもよい。他方、窒素ガス等の不活性環境における熱処理は、表面積および多孔性を減少し、密度を高くし、表面官能基密度を低くすることができる。プラズマ処理を、そのプラズマにおいて用いる気体混合物次第で、いかなる数の効果を得るのに用いてもよい。
【００３１】
実施形態によっては、第１の電極３２および第２の電極３４を導電性コーティングでコーティングしてもよい。図５は、電極基板８２の内面上に配置された導電性コーティング８０を有する、図２の第１の電極３２の例示的実施形態の断面図を示す。同様に図６は、電極基板８２’の外面上に配置された導電性コーティング８０’を有する、図３の第１の電極３２’の例示的実施形態の断面図を示す。導電性コーティングを、電極３２の状況で以下に説明するが、この説明は図３の電極３２’、３２”および３２’’’にも当てはまる、ということが理解されよう。
【００３２】
電極基板８２は通常、少なくとも部分的に、上に挙げた導電性の金属またはカーボン材料のうちの１つ（または、匹敵する導電率を有するなんらかのその他の材料)でできており、電極の主な導体の機能を果たす。導電性コーティング８０は通常、ポリマー材料でできており、電極基板８２の有効表面積（およびしたがってキャパシタンス）を大きくするよう、かつ／または、電極基板をプリント流体から保護するよう機能する。したがって、コーティング８０の材料は、プリント流体に対する耐性、および／またはプリント流体に対する多孔性／透過性のどちらかで（for）選択してもよい。
【００３３】
コーティング８０が、電極の有効表面積を大きくするよう構成されている場合には、コーティングは、プリント流体および／またはプリント流体内のイオンを透過する多孔性のマクロ構造または微細構造を有するポリマーでできていてもよい。そのようなポリマーの例としては、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェン、共役ビチアゾール、およびビス−（チエニル）ビチアゾールが含まれるが、これらに限定するものではない。米国マサチューセッツ州ニュートン市のH.C. Starck Electronic Chemicals, Inc.が販売している、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）ポリ（スチレンスルホナート）を水に分散させたものの商品名であるＢＡＹＴＲＯＮ−Ｐは、コーティング８０に好適な材料の他の例である。ＢＡＹＴＲＯＮ−Ｐは、浸漬コーティングまたはスプレーコーティングの後に熱処理を行うことによって施してもよく、または、いかなるその他の好適な方法で施してもよい。
【００３４】
図７は、電極の表面積を大きくするよう構成されたポリマーでできた、コーティング８０の概略図を示す。電極基板８２をコンデンサ極板として示し、コーティング８０を、複数のポリマー鎖８４を含み基板と接触する層として示す。ポリマー鎖８４を、一端において電極基板８２に結合して示す。しかしポリマー鎖８４は、いかなるその他の好適な方法で電極基板８２に結合してもよい。わかりやすくするために、ポリマー鎖８４に結合している側鎖、官能基、等は省いている。
【００３５】
ポリマー鎖８４は通常、導電率および／または電極基板８２との界面における電荷注入または回収（withdrawal）によって電気化学的に酸化もしくは還元できる能力を生じる、高い程度のΠオービタルの共役を特徴とする。このような酸化および／または還元反応は、鏡像のサイクリックボルタモグラムを示す場合があり、これは、このような反応が容易に可逆である場合があるということを示している。
【００３６】
図７にはまた、ｐ型の帯電−放電サイクルも示す。図７の左側で、電子をポリマー鎖８４から回収して示す。これは、電源が電極基板８２に正のバイアスを印加すると生じる。電子を回収すると、その結果、図７の右側に８６で示すように、ポリマー鎖に沿って正の電荷が形成される。このような正の電荷は、プリント流体から陰イオン８８を引き寄せる。したがって、それぞれのポリマー鎖に沿って、ならびに電極基板８２に沿ってＥＤＬが形成され、それらの場所においてはＥＤＬがイオンおよび／またはプリント流体にアクセスできる。
【００３７】
図８はｎ型の帯電−放電サイクルを示す。この帯電−放電サイクルは、電源が電極基板８２に負のバイアスを印加すると生じる。図８の左側で、電子をポリマー鎖８４に注入して示す。電子を注入すると、その結果、ポリマー鎖８４に沿って負の電荷８８’が形成され、それによって、プリント流体から陽イオン８６’が引き寄せられる。したがって、ポリマー鎖８４に沿ってＥＤＬ（ｐ型の帯電／放電サイクルとは極性が逆）が形成される。
【００３８】
電極基板８２のうちの、ポリマー鎖が占めるおよび／またはポリマー鎖によって立体的に妨げられる表面積の量に関して、それぞれのポリマー鎖８４の長さのために、ポリマー鎖が存在することによって、コーティングを施していない電極と比較して、電極の、電荷蓄積に利用できる表面積の量を非常に大きくすることができ、したがって、電極のキャパシタンスを非常に大きくすることができる。
【００３９】
さらに、コーティング８０は、選択的に架橋して、吸着されるプリント流体成分のレベルおよびタイプを少なくしてもよい。これを図９に示す。図９において、架橋ポリマー鎖８９を、隣接するポリマー鎖８４同士を連結して示す。コーティング８０は、さまざまな理由で架橋してもよい。例えば、架橋を用いて、コーティング８０の微細構造の多孔性を低くしかつ／またはプリント流体および／またはプリント流体内のイオンにアクセスできにくくして、電極のキャパシタンスを小さくしてもよい。同様に、コーティング８０を架橋するのに用いる材料を、ポリマー鎖８４のΠオービタルの共役を妨害するよう構成してもよい。これによっても、電極のキャパシタンスを小さくすることができる。架橋によってコーティング８０の多孔性／プリント流体に対する透過性が小さくなることはまた、プリント流体による侵食および腐食から電極基板８２を保護するのにも役立つことが可能である。
【００４０】
コーティング８０は、いかなる好適な方法で架橋してもよい。例としては、ポリマー鎖８４と、エポキシド、ジエン、アクリレート、およびイソシアネート等の標準的な架橋剤との反応が含まれるが、これに限定するものではない。
【００４１】
コーティング８０は、電極の表面積を大きくすること以外の機能を果たすよう構成されていてもよい。例えば、コーティング８０は、プリント流体による腐食から電極基板８２を保護するよう構成されていてもよい。好適な導電性保護コーティングの例としては、炭素（カーボン、carbon）を含有するテフロンコーティング、およびフルオロシロキサン（fluoro-siloxanes）等のフッ素を含有するその他のポリマーが含まれるが、これに限定するものではない。さらに、図７乃至図９に関連して上述した、導電性の表面積を大きくするポリマーは、架橋して、プリント流体からの電極基板８２の保護を行ってもよい。
【００４２】
所望であれば、電極上に１つよりも多いコーティングを用いてもよい。図１０は、電極基板９２の上に配置された二重層のコーティング９０の断面図を示す。コーティング９０は、内側保護層９０ａと、外側の、表面積を大きくする層９０ｂとを含む。内側保護層９０ａは、上述の保護層のうちのいずれでできていてもよく、外側の層９０ｂは、帯電−放電サイクルの繰り返しに耐えるのに十分な強度で内側保護層９０ａに付着することができる、表面積を大きくするいかなる好適な材料でできていてもよい。コーティング９０のこのような二重層構造は、プリント流体による腐食から電極基板９２を保護するのに役立つとともに、電極の表面積を大きくして電極のキャパシタンスを大きくするのにも役立つ。
【００４３】
図１１は、全体として１００で、信号の周波数の対数に応じた、例示的プリント流体検出器における信号の観察される位相シフトを示すグラフを示す。グラフ１００において示すデータは、流体で一杯のプリント流体検出器で取ったものである。線１０２は、約１Ｈｚから約１ＭＨｚまでの範囲の周波数にわたって取った複数のデータ点（図示せず）を通って引いている。位相シフトは、約１Ｈｚから約１ｋＨｚの間の第１の領域１０４を示す。第１の領域１０４において、位相シフトは供給信号の周波数に応じて著しく変化する。電極およびプリント流体の全インピーダンスの抵抗性の成分の周波数依存性を１１２で示し、全インピーダンスの容量性の部分の周波数依存性を１１４で示す、グラフ１１０を示す図１２を参照して、より低い周波数においては容量性の部分が全インピーダンスを支配する、ということがわかる。したがって、この領域においては、供給信号と比較して検出される信号の位相シフトは、最も大きいと予期される。
【００４４】
再び図１１を参照して、グラフ１００の中間である第２の領域１０６、すなわち約１ｋＨｚと１００ｋＨｚとの間においては、位相シフトが実質的にゼロであることがわかる。この領域においては、インピーダンスの容量性の部分および誘導性の部分は無視できる一方、抵抗性の部分が支配的である。最後に、グラフ１００の高周波数の第３の領域１０８、すなわち約１００ｋＨｚよりも上において、位相シフトが大きくなる。この位相シフトは、誘導性の影響（effects）のためである。したがって、約１Ｈｚと１ｋＨｚとの間である容量性の周波数領域１０４において、コンジット２８内のプリント流体のキャパシタンスを、最も高感度で測定することができる。位相シフトは低周波数において最大になると思われるが、５０〜１００Ｈｚの範囲の周波数を用いてもなお、大きな位相シフトがもたらされ、また、データをより速く取得することができる可能性がある。さらに、より低い周波数（＜１Ｈｚ）を用いると、その結果、プリント流体内に存在する金属イオンで電極がメッキされてしまう可能性があるが、より高い周波数を用いると、メッキに伴う諸問題を回避することができる。
【００４５】
第１の電極３２および第２の電極３４の全キャパシタンスは、それぞれの電極上に蓄積される電荷の量によるため、流体のレベルが下がる（かつ、したがってそれぞれのＥＤＬのサイズが小さくなる）につれて、電極のキャパシタンスは小さくなる。電極のうちの一方がプリント流体と接触していない場合には、この低下は比較的大きい。したがって、コンジット２８内にプリント流体がないことは、ｅinで測定される供給信号とｅoutで測定される検出される信号との間の位相シフトの、比較的著しい変化として観察することができる。
【００４６】
図１３は、全体として１２０で、電極の表面積のうちのプリント流体によって覆われる量に応じた、供給信号と検出される信号との間の位相シフトの依存関係を表す（線１２２によって）グラフを示す。グラフ１２０は、プリント流体の容器内の２つの電極で行われた実験の結果を示すが、このグラフを用いて、コンジット２８における流体で一杯の状態と流体切れ状態との間に観察されるキャパシタンスを、外挿してもよい。流体で一杯の状態は点１２４に対応し、これは位相シフトが約３．０ｍｓであることを示しているが、流体切れ状態はおおよそ点１２６に対応し、これは位相シフトが約０．５ｍｓであることを示している。
【００４７】
このようなプリント流体のレベルにおける位相シフトの大きさは、正確に再現可能であることがわかっている。これによって、プリント流体の不在または存在に関連する位相シフトのルックアップ表を作成して、メモリ４８に格納することが可能になる。したがって、プロセッサ４６は、「流体で一杯」の状態と流体切れ状態の両方について、測定した位相シフト値を、メモリ４８内のルックアップ表に格納されている位相シフト値にマッチさせ、次に測定した位相シフト値に対応するプリント流体のレベルを求めるよう、プログラムされていてもよい。プロセッサ４６は次に、この状態をプリント装置コントローラ２２に伝達してもよい。プリント装置コントローラ２２はそれに応答して、プリントを停止してもよく、その他の好適な措置を講じてもよい。または、ルックアップ表を用いることなく簡単なしきい値フィルタ回路を用いて流体切れ信号を検出してもよい。その場合、あらかじめ設定されたしきい値を上回るキャパシタンスは、プリント流体の存在を示すとみなされ、そのあらかじめ設定されたしきい値を下回るキャパシタンス（または、別個のより低いあらかじめ設定されたしきい値）は、プリント流体の不在を示すとみなされる。
【００４８】
図１４は、ＢＡＹＴＲＯＮ−Ｐでコーティングした１対の電極と、表面積を大きくするポリマーコーティングでコーティングしていない１対の電極（その他の点では形状およびサイズが同一）との間の、観察される位相シフトの差を表すグラフ１３０を示す。まず、プリント流体の高さが１０ミリメートルのとき、ＢＡＹＴＲＯＮ−Ｐコーティングを有する電極が示す位相シフトは、コーティングしていない電極よりも約４ミリ秒大きい。次に、プリント流体の高さが２０ミリメートルのとき、ＢＡＹＴＲＯＮ−Ｐコーティングを有する電極が示す位相シフトは、コーティングしていない電極の対よりも約６〜７ミリ秒大きい。したがって、表面積を大きくする導電性ポリマーコーティングを用いることによって、電極の対のキャパシタンスは、コーティングしていない電極の対に関して明らかに大きくなり、したがってより高感度の測定を実現することができる。
【００４９】
本開示は具体的な実施形態を含むが、非常に多くの変形が可能であるため、具体的な実施形態は、限定する意味で考えてはならない。本開示の解決手段は、本明細書において開示するさまざまな要素、特徴、機能、および／または特性の新規かつ非自明の組合せおよび下位組合せ（subcombinations）をすべて含む。本発明は、新規かつ非自明であると考えられるいくつかの組合せおよび下位の組合せを含んでいる。本発明の範囲では、「１つの」要素、「第１の」要素またはその均等物に言及して場合もある。そのような本発明の範囲は、２つまたはそれよりも多いそのような要素を必要とする形態を除外するものではなく、１つまたはそれよりも多いそのような要素を組み込む形態を含むよう理解されるべきである。そのような本発明の範囲もまた、当初の特許請求の範囲の記載よりも範囲が広い、狭い、等しいなどのいずれの場合にも、本発明の開示の範囲内に含まれている。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１の実施形態によるプリント装置のブロック図である。
【図２】図１のプリント装置のプリント流体検出器の第１の例示的実施形態の概略図である。
【図３】検出器回路を省いた状態の、図１のプリント装置のプリント流体検出器の第２の例示的実施形態の概略図である。
【図４】図２および図３の実施形態の等価回路の概略図である。
【図５】図２の実施形態の電極の拡大断面図である。
【図６】図３の実施形態の電極の拡大断面図である。
【図７】図５および図６の電極の導電性コーティングのｐ型の帯電／放電サイクルの概略図である。
【図８】図５および図６の電極の導電性コーティングのｎ型の帯電／放電サイクルの概略図である。
【図９】架橋後の図５および図６の電極の導電性コーティングのｐ型の帯電／放電サイクルの概略図である。
【図１０】図３の実施形態の他にとり得る電極の拡大断面図である。
【図１１】信号周波数に応じた、図２および図３の実施形態のｅinとｅoutとの間の測定した位相シフトを示すグラフである。
【図１２】信号周波数に応じた、図２および図３の実施形態の全インピーダンスに対するキャパシタンスおよび抵抗の相対的な寄与を示す、両対数グラフである。
【図１３】図２および図３の実施形態の電極間のプリント流体の量に応じたｅinとｅoutとの間の測定した位相シフトを示すグラフである。
【図１４】図２および図３の実施形態の導電性電極コーティングのある状態およびない状態での、２つの異なるプリント流体のレベルについて観察される位相シフトの比較を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５１】
１２  プリントヘッド組立体
１８  搭載組立体
２０  媒体搬送組立体
２２  電子コントローラ
２４  データ
２６  プリント流体供給部
２９  槽
３０  プリント流体検出器
２８  コンジット
３５  入ってくるプリント流体
４４  検出器回路
４６  メモリ
４８  プロセッサ
【図１】
2005047280.tif 000003
【図２】
2005047280.tif 000004
【図３】
2005047280.tif 000005
【図４】
2005047280.tif 000006
【図５】
2005047280.tif 000007
【図６】
2005047280.tif 000008
【図７】
2005047280.tif 000009
【図８】
2005047280.tif 000010
【図９】
2005047280.tif 000011
【図１０】
2005047280.tif 000012
【図１１】
2005047280.tif 000013
【図１２】
2005047280.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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