DE102011057092A1

DE102011057092A1 - Apparatus for determining conductivity of liquid developer in printing system, has evaluation circuit which evaluates conductivity of liquid developer from the alternating current conductivity of measuring electrodes

Info

Publication number: DE102011057092A1
Application number: DE201110057092
Authority: DE
Inventors: Alfred Zollner; Attila Bogdan; Reinhold Scherm
Original assignee: Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2013-07-04

Abstract

The apparatus has sensor (10) which is provided with shielding electrode (26) and measuring electrodes (20,22,24). The electrodes are electrically insulated from the liquid developer by insulating materials formed of polyimide. The shield electrode is provided for shielding measuring electrodes. The alternating voltage is applied with respect to measuring electrodes for determining the alternating current conductivity such that evaluation circuit is provided for evaluating conductivity of liquid developer from alternating current conductivity of measuring electrodes.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit eines Flüssigentwicklers. The invention relates to a device for determining the electrical conductivity of a liquid developer.

Drucksysteme mit Flüssigentwickler erzeugen ihr Druckbild im Flachdruckverfahren. Hierzu wird auf eine sogenannte Entwicklerwalze gleichmäßig Flüssigentwickler aufgebracht. Dieser Flüssigentwickler enthält Tonerpartikel, deren elektrische Ladung über zugegebene Ladungssteuerstoffe bewerkstelligt werden. Die elektrische Ladung der Tonerpartikel wird über zugegebene Ladungssteuerstoffe bewerkstelligt. Diese Tonerpartikel werden selektiv entsprechend dem zu erzeugenden Druckbild mittels elektrischer Felder in einem Entwicklernip zu einem Fotoleiter elektrophoretisch übertragen. Je mehr Tonerpartikel dabei auf einen Bildpunkt kommen, desto kräftiger wird die Farbe dieses Bildpunkts. Printing systems with liquid developers produce their printed image in a planographic printing process. For this purpose, liquid developer is uniformly applied to a so-called developer roller. This liquid developer contains toner particles whose electrical charge is accomplished via added charge control agents. The electrical charge of the toner particles is accomplished via added charge control agents. These toner particles are selectively electrophoretically transferred in accordance with the print image to be formed by means of electric fields in a developer chip to a photoconductor. The more toner particles come to a pixel, the stronger the color of this pixel.

Versuche haben gezeigt, dass die erreichbare Einfärbung des latenten Druckbilds auf dem Fotoleiter, und damit die erreichbare Druckqualität, mit der elektrischen Leitfähigkeit des Flüssigentwicklers korreliert. Durch die Messung der elektrischen Leitfähigkeit ist es also möglich, eine Aussage über die Veränderung der Druckqualität zu treffen. Umgekehrt kann die Leitfähigkeit durch die Zugabe eines Ladungssteuerstoffes erhöht werden, und dadurch auch die erreichbare Druckqualität verbessert werden. Aus diesem Grund wird die Leitfähigkeit des Flüssigentwicklers während des Druckprozesses kontinuierlich oder diskontinuierlich erfasst und über die Zugabe eines Ladungssteuerstoffes auf einen vorgegebenen Sollwert oder Sollwertebereich geregelt. Experiments have shown that the achievable coloring of the latent image on the photoconductor, and thus the achievable print quality, correlates with the electrical conductivity of the liquid developer. By measuring the electrical conductivity, it is thus possible to make a statement about the change in print quality. Conversely, the conductivity can be increased by the addition of a charge control material, and thereby the achievable print quality can be improved. For this reason, the conductivity of the liquid developer is detected continuously or discontinuously during the printing process and regulated by the addition of a charge control substance to a predetermined desired value or setpoint range.

Weiterhin können aus der Veränderung der Leitfähigkeit des Flüssigentwicklers und/oder aus dem Korrekturaufwand zum Erreichen des voreingestellten Sollwerts der Leitfähigkeit weitere Informationen über den Druckprozess gewonnen werden. So kann beispielsweise ein Alterungsprozess des Flüssigentwicklers im Drucksystem erkannt werden, wenn die Leitfähigkeit des Flüssigentwicklers über die Einsatzdauer im Drucksystem abnimmt. Furthermore, further information about the printing process can be obtained from the change in the conductivity of the liquid developer and / or from the correction effort to achieve the preset nominal value of the conductivity. Thus, for example, an aging process of the liquid developer in the printing system can be detected if the conductivity of the liquid developer decreases over the period of use in the printing system.

Zur Bestimmung der Leitfähigkeit einer Flüssigkeit werden beim Stand der Technik zwei Elektroden in diese Flüssigkeit eingetaucht. An diese Elektroden wird eine Wechselspannung angelegt. Der durch die Flüssigkeit fließende elektrische Strom wird ermittelt und daraus die Leitfähigkeit der Flüssigkeit bestimmt. Üblicherweise sind die Elektroden in einer geschlossenen Messzelle angeordnet. Es ist dabei für die Genauigkeit des Leitfähigkeitssensors entscheidend, dass die Geometrie der Elektrodenanordnung und ihre Lage zueinander während des Bestimmungsvorgangs genau eingehalten werden. Außerdem müssen die Elektroden mit der Elektronik des Leitfähigkeitssensors leitend verbunden werden, ohne dass die Messzelle Undichtigkeiten aufweist. Aufgrund dieser Anforderungen ist eine Herstellung derartiger Messzellen aufwendig und teuer. To determine the conductivity of a liquid, two electrodes are immersed in this liquid in the prior art. An alternating voltage is applied to these electrodes. The electrical current flowing through the liquid is determined and from this the conductivity of the liquid is determined. Usually, the electrodes are arranged in a closed measuring cell. It is crucial for the accuracy of the conductivity sensor that the geometry of the electrode assembly and their position to each other during the determination process are met exactly. In addition, the electrodes must be conductively connected to the electronics of the conductivity sensor, without the measuring cell has leaks. Due to these requirements, a production of such measuring cells is complicated and expensive.

In der US 2003/0231024 A1 wird ein kapazitiver Sensor beschrieben, der den spezifischen Widerstand, die Dielektrizitätskonstante und die Dicke eines Bedruckstoffes (z. B. Papier) in einem Drucker messen kann. Die Elektroden sind als Fingerstruktur dargestellt, die auf beiden Seiten isoliert und mit einer rückseitigen Massefläche zur Abschirmung versehen ist. Es wird keine Anwendung zur Messung von Eigenschaften von Flüssigkeiten erwähnt. In the US 2003/0231024 A1 A capacitive sensor is described which can measure the resistivity, the dielectric constant and the thickness of a printing material (eg paper) in a printer. The electrodes are shown as a finger structure which is insulated on both sides and provided with a rear ground plane for shielding. There is no mention of an application for measuring properties of liquids.

In der US 6,380,747 B1 wird ein Sensor zur Messung elektrometrischer Signale wie z. B. Permittivität, Leitfähigkeit und Materialdicke beschrieben, dessen Elektroden eine Fingerstruktur aufweisen. Die Abstände der Elektroden liegen bevorzugt zwischen 1 mm und 5 mm. Die Elektroden können je nach Anwendung mit unterschiedlichen elektrischen Komponenten, z. B. Generator, Verstärker, verbunden werden. Mit der Sensoranordnung sollen Materialeigenschaften von Flüssigkeiten oder Festkörper gemessen werden. In the US 6,380,747 B1 is a sensor for measuring electrometric signals such. B. permittivity, conductivity and material thickness described, whose electrodes have a finger structure. The distances of the electrodes are preferably between 1 mm and 5 mm. The electrodes can, depending on the application with different electrical components, eg. As generator, amplifier connected. The sensor arrangement is intended to measure material properties of liquids or solids.

In der US 2010/0082271 A1 wird eine Sensorvorrichtung und eine Methode zur Ermittlung eines Füllstands und der Konzentration einer Flüssigkeit beschrieben. Der Sensor wird mit einem Continous-Inkjet-Drucker eingesetzt und misst in einem Reservoir den Widerstand zwischen verschiedenen Elektroden. In der Nähe der Elektroden werden isolierende Kunststoffteile als Schaumbarriere eingesetzt. Aus den gemessenen Widerstandswerten wird eine Konzentration der Tinte berechnet und nachgeregelt. In the US 2010/0082271 A1 a sensor device and a method for determining a level and the concentration of a liquid will be described. The sensor is used with a continuous inkjet printer and measures in a reservoir the resistance between different electrodes. In the vicinity of the electrodes insulating plastic parts are used as a foam barrier. From the measured resistance values, a concentration of the ink is calculated and readjusted.

In der US 6,573,734 B2 wird ein in Dünnschichttechnik gefertigter Leitfähigkeitssensor für Flüssigkeiten beschrieben. Der Sensor enthält einen integrierten Temperatursensor zur Kompensation von Temperaturabhängigkeiten der Flüssigkeit. Die Elektroden sind z. B. aus Gold oder Platin und stellen einen ohmschen Kontakt zur Flüssigkeit her. Eine galvanische Trennung wird nicht beschrieben. In the US 6,573,734 B2 describes a thin-film conductivity sensor for liquids. The sensor contains an integrated temperature sensor to compensate for temperature dependencies of the liquid. The electrodes are z. B. of gold or platinum and make an ohmic contact to the liquid. A galvanic isolation is not described.

In der US 7,259,566 B2 wird ein Mikrosensor zur Messung der Leitfähigkeit und der Temperatur von Meerwasser beschrieben. Die Elektroden sind aus Nickel, Gold oder Platin und stellen einen ohmschen Kontakt zur Flüssigkeit ohne eine galvanische Trennung her. In the US 7,259,566 B2 A microsensor for measuring the conductivity and temperature of seawater is described. The electrodes are made of nickel, gold or platinum and make an ohmic contact to the liquid without galvanic isolation.

Weiterhin sind aus den Dokumenten DE 30 06 877 C2 , DE 28 02 182 A1 , DE 197 46 075 A1 , und US 4,626,786 Sensoren zur Ermittlung der Leitfähigkeit von Flüssigkeiten bekannt, deren Elektroden in einem galvanischen Kontakt zur Flüssigkeit stehen. Furthermore, from the documents DE 30 06 877 C2 . DE 28 02 182 A1 . DE 197 46 075 A1 , and US 4,626,786 Sensors for determining the conductivity of liquids known whose electrodes are in galvanic contact with the liquid.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Bestimmung der Leitfähigkeit eines Flüssigentwicklers anzugeben, die eine hohe Messgenauigkeit erreicht und kostengünstig herstellbar ist. It is an object of the invention to provide a device for determining the conductivity of a liquid developer, which achieves a high accuracy of measurement and is inexpensive to produce.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. This object is achieved by a device having the features of claim 1. Advantageous developments are specified in the dependent claims.

Die Vorrichtung zur Bestimmung der Leitfähigkeit eines Flüssigentwicklers weist einen Sensor mit mindestens drei Elektroden auf. Die Elektroden unterteilen sich in mindestens eine Schirmelektrode und mindestens zwei Messelektroden. Alle Elektroden sind von der Flüssigkeit mittels eines Isoliermaterials elektrisch isoliert. Zwischen jeweils zwei Messelektroden ist zum Bestimmen der Leitfähigkeit des Flüssigentwicklers eine Wechselspannung angelegt. Die Schirmelektrode schirmt die Messelektroden elektrisch in mindestens einer Raumrichtung ab. Eine Auswerteschaltung erzeugt die Wechselspannung und ermittelt aus dem den Messelektroden zugeführten Strom die Leitfähigkeit des Flüssigentwicklers. The device for determining the conductivity of a liquid developer has a sensor with at least three electrodes. The electrodes are subdivided into at least one shielding electrode and at least two measuring electrodes. All electrodes are electrically isolated from the liquid by means of an insulating material. Between each two measuring electrodes, an alternating voltage is applied for determining the conductivity of the liquid developer. The shielding electrode electrically shields the measuring electrodes in at least one spatial direction. An evaluation circuit generates the alternating voltage and determines the conductivity of the liquid developer from the current supplied to the measuring electrodes.

Die vollständige elektrische Isolierung der Elektroden vom Flüssigentwickler verhindert einen Stromfluss durch den Flüssigentwickler. Dies verhindert eine elektrolytische Umsetzung des Flüssigentwicklers an den Elektroden und vermeidet eine dadurch ausgelöste Veränderung der Elektroden. Daher wird eine hohe Standzeit der Vorrichtung erreicht. Weil durch die Isolierung eine kapazitive Kopplung zwischen den Elektroden und dem Flüssigentwickler erreicht wird, entstehen bei dieser Vorrichtung während der Bestimmung der Leitfähigkeit keine Gleichstrom und/oder Gleichspannungsanteile im Messsignal, wodurch dieses einfacher auswertbar ist. Complete electrical isolation of the electrodes from the liquid developer prevents current flow through the liquid developer. This prevents electrolytic conversion of the liquid developer to the electrodes and avoids a change in the electrodes triggered thereby. Therefore, a long service life of the device is achieved. Because a capacitive coupling between the electrodes and the liquid developer is achieved by the insulation, no DC and / or DC components in the measurement signal are produced in this device during the determination of the conductivity, whereby this is easier to evaluate.

Der Sensor kann auf einer starren Leiterplatte ausgebildet sein. Vorzugsweise ist der Sensor jedoch auf einer flexiblen Leiterplatte aufgebaut. Als Trägermaterial dient eine Polyimidfolie, die beidseitig metallisch beschichtet ist. Diese beiden metallischen Schichten werden mit bekannten Prozessen strukturiert. Diese Prozesse weisen eine für Leiterplatten übliche, hohe Genauigkeit auf, wodurch die Abweichungen von der Geometrie der Elektroden sehr gering sind. Dies ermöglicht eine kostengünstige Serienfertigung nahezu identischer Sensoren. Alternativ können auch zwei einseitig metallisch beschichtete Polyimidfolien verwendet werden, die jeweils entsprechend strukturiert werden. Bei einer anderen Ausführungsform werden drei Polyimidfolien verwendet, die miteinander verklebt werden, so dass die isolierenden Flächen nach außen weisen. Die strukturierten Metallschichten befinden sich innen, beispielsweise auf einer beidseitig metallisch beschichteten Polyimidfolie oder auf zwei einseitig beschichteten Polyimidfolien. The sensor may be formed on a rigid printed circuit board. Preferably, however, the sensor is constructed on a flexible printed circuit board. The carrier material used is a polyimide film which is metallically coated on both sides. These two metallic layers are patterned using known processes. These processes have a high accuracy which is usual for printed circuit boards, whereby the deviations from the geometry of the electrodes are very small. This enables cost-effective mass production of almost identical sensors. Alternatively, it is also possible to use two single-sidedly metallically coated polyimide films, each of which is patterned accordingly. In another embodiment, three polyimide films are used, which are glued together so that the insulating surfaces face outward. The structured metal layers are located inside, for example on a polyimide film coated on both sides with metal or on two polyimide films coated on one side.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Sensors sind die Elektroden in zwei Schichten angeordnet. Durch eine derartige Anordnung wird erreicht, dass sich die Elektroden teilweise überlappen können. Dies ermöglicht größere Freiheiten beim Design der Elektroden. Durch das Vorsehen flacher Elektrodenstrukturen in den Schichten sind außerdem nur Geometrieabweichungen in zwei Raumrichtungen möglich. Eventuell auftretende Geometrieabweichungen sind dabei voneinander abhängig. Außerdem kompensiert sich der Effekt dieser Abweichungen auf das Messsignal teilweise. In a preferred embodiment of the sensor, the electrodes are arranged in two layers. Such an arrangement ensures that the electrodes can partially overlap. This allows greater freedom in the design of the electrodes. By providing flat electrode structures in the layers only geometrical deviations in two spatial directions are possible. Any occurring geometry deviations are dependent on each other. In addition, the effect of these deviations partially compensates for the measurement signal.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Schirmelektrode in einer ersten Schicht angeordnet und alle Messelektroden in einer zweiten Schicht. In dieser Ausführungsform wird die Seite, die der ersten Schicht am nächsten liegt, als Rückseite und die gegenüberliegende Seite, die der zweiten Schicht am nächsten liegt, als Vorderseite bezeichnet. In dieser Ausführungsform wird die Leitfähigkeit der Flüssigkeit an der Vorderseite des Sensors bestimmt. Elektrische Effekte an der Rückseite des Sensors beeinflussen das Messergebnis nur in sehr geringem Maße. Daher kann ein Sensor in dieser Ausführungsform mit der Rückseite an einer elektrisch leitfähigen Behälterwand montiert werden, ohne dass das Messergebnis stark beeinflusst wird. In a further embodiment, the shield electrode is arranged in a first layer and all measuring electrodes in a second layer. In this embodiment, the side closest to the first layer is referred to as the back and the opposite side closest to the second layer is referred to as the front side. In this embodiment, the conductivity of the liquid at the front of the sensor is determined. Electrical effects on the back of the sensor affect the measurement result only to a very limited extent. Therefore, a sensor in this embodiment can be mounted with the back on an electrically conductive container wall, without the measurement result is greatly affected.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung umfasst die Auswerteschaltung einen Lock-In-Verstärker. Dabei unterdrückt der Lock-In-Verstärker alle Signale, deren Frequenz von der angelegten Wechselspannung abweicht. Somit werden Störsignale effizient herausgefiltert. Der Lock-In-Verstärker erzeugt ein von der Leitfähigkeit des Flüssigentwicklers abhängiges Gleichspannungssignal. In a preferred embodiment of the device, the evaluation circuit comprises a lock-in amplifier. The lock-in amplifier suppresses all signals whose frequency deviates from the applied AC voltage. This effectively filters out interfering signals. The lock-in amplifier generates a voltage dependent on the conductivity of the liquid developer DC signal.

Durch die kapazitive Kopplung wirkt der Sensor wie ein Hochpass, dessen Grenzfrequenz von der Elektrodengeometrie, der Dicke der Isolierschicht und der Leitfähigkeit der Flüssigkeit abhängt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Sensors ist die Frequenz der Wechselspannung erheblich größer als die Grenzfrequenz des Sensors. Die Frequenz der Wechselspannung liegt in einem Bereich von 3 bis 50 Hz, vorzugsweise in einem Bereich von 5 bis 10 Hz. Due to the capacitive coupling, the sensor acts as a high-pass filter whose cut-off frequency depends on the electrode geometry, the thickness of the insulating layer and the conductivity of the liquid. In an advantageous embodiment of the sensor, the frequency of the AC voltage is considerably greater than the limit frequency of the sensor. The frequency of the AC voltage is in a range of 3 to 50 Hz, preferably in a range of 5 to 10 Hz.

Mit Hilfe des Sensors kann eine Leitfähigkeit des Flüssigentwicklers in einem Bereich von 0,05 nS/cm (10^–9 S/cm) bis 10 nS/cm, vorzugsweise in einem Bereich von 0,2 nS/cm bis 1,5 nS/cm erfasst werden. With the aid of the sensor, a conductivity of the liquid developer in a range of 0.05 nS / cm (10 ^-9 S / cm) to 10 nS / cm, preferably in a range of 0.2 nS / cm to 1.5 nS / cm are detected.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des Sensors ist mindestens eine der Messelektroden in mindestens zwei elektrisch verbundene Teilelektroden aufgeteilt. In diesem Fall ist zwischen jeweils zwei Teilen der gleichen Messelektrode ein Teil der anderen Messelektrode angeordnet. Dadurch ragen die elektrischen Felder weniger weit über die Vorderseite des Sensors hinaus. Somit ist die genaue Bestimmung der Leitfähigkeit in kleinen Flüssigkeitsvolumina möglich. In a preferred embodiment of the sensor, at least one of the measuring electrodes is divided into at least two electrically connected sub-electrodes. In this case, a part of the other measuring electrode is arranged between every two parts of the same measuring electrode. As a result, the electric fields protrude less far above the Front of the sensor. Thus, accurate determination of conductivity in small volumes of liquid is possible.

In einer weiteren Ausführungsform ist eine der Messelektroden als Kreisscheibe und die andere Messelektrode als ein zur Kreisscheibe konzentrischer, geöffneter Kreisring ausgebildet. Durch die Öffnung des Kreisrings ist die Kreisscheibe elektrisch kontaktiert. Diese Ausführungsform ist besonders zur Verwendung am Boden von zylinderförmigen Behältern geeignet. In a further embodiment, one of the measuring electrodes is designed as a circular disk and the other measuring electrode is designed as an open circular ring concentric with the circular disk. Through the opening of the circular ring, the circular disc is electrically contacted. This embodiment is particularly suitable for use at the bottom of cylindrical containers.

In einer anderen Ausgestaltung des Sensors sind beide Messelektroden kammartig ausgebildet, wobei die Zinken der Kämme ineinandergreifen. Dadurch verlaufen die zur Bestimmung der Leitfähigkeit wirksamen elektrischen Felder besonders nahe an einer Oberfläche des Sensors. Somit ist die genaue Bestimmung der Leitfähigkeit in besonders kleinen Flüssigkeitsvolumina möglich. In another embodiment of the sensor, both measuring electrodes are comb-like, wherein the tines of the combs intermesh. As a result, the electric fields effective for determining the conductivity are particularly close to a surface of the sensor. Thus, the precise determination of the conductivity in particularly small volumes of liquid is possible.

Vorteilhaft ist es, wenn das Isoliermaterial des Sensors Polyimid (bekannt unter der Bezeichnung Kapton^® und von der Firma Dupont erhältlich) ist. Dieses Material zeichnet sich durch seine chemische Beständigkeit gegenüber vielen Flüssigkeiten aus und lässt sich wegen seiner glatten Oberfläche leicht reinigen. Somit ist der Sensor zum Einbau in ein transportables Messgerät zur Leitfähigkeitsbestimmung unterschiedlicher Flüssigkeiten geeignet. It is advantageous if the insulating material of the sensor polyimide (available under the name Kapton ^® and by Dupont known) is. This material is characterized by its chemical resistance to many liquids and is easy to clean because of its smooth surface. Thus, the sensor is suitable for installation in a portable measuring device for determining the conductivity of different liquids.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Sensor mittels eines für flexible Leiterplatten geeigneten Prozesses herstellbar ist. Die dadurch erzeugten flexiblen Sensoren sind zum Einbau in gekrümmte Behälter geeignet. Dies ermöglicht den Einbau eines derartigen Sensors auch in bereits bestehende Behältersysteme mit gekrümmten Behälterwänden. It is particularly advantageous if the sensor can be produced by means of a process suitable for flexible printed circuit boards. The flexible sensors produced thereby are suitable for installation in curved containers. This allows the installation of such a sensor in existing container systems with curved container walls.

Insbesondere ist ein derartiger Sensor zum Einbau in ein Drucksystem für Flüssigentwickler vorgesehen. Die elektrische Leitfähigkeit des Flüssigentwicklers beeinflusst die Druckqualität des Drucksystems und ist daher für ein qualitativ hochwertiges Druckbild mittels eines Sensors zu überwachen. In particular, such a sensor is provided for installation in a printing system for liquid developer. The electrical conductivity of the liquid developer influences the print quality of the printing system and must therefore be monitored by means of a sensor for a high-quality print image.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Darin zeigen: The invention will be explained below with reference to embodiments with reference to the figures. Show:

1 eine schematische Darstellung eines Sensors zum Ermitteln der Leitfähigkeit eines Flüssigentwicklers, 1 a schematic representation of a sensor for determining the conductivity of a liquid developer,

2 eine Schnittdarstellung nach 1 durch die Schnittebene A-A, 2 a sectional view to 1 through the section plane AA,

3 eine erste Ausführungsform der Elektrodenstruktur eines Sensors nach 1, 3 a first embodiment of the electrode structure of a sensor according to 1 .

4 eine zweite Ausführungsform der Elektrodenstruktur, bei der beide Elektroden geteilt sind, 4 a second embodiment of the electrode structure in which both electrodes are divided,

5 eine dritte Ausführungsform der Elektrodenstruktur, bei der die Elektroden kammartig ausgeführt sind und ineinander greifen, 5 a third embodiment of the electrode structure, in which the electrodes are designed comb-like and interlock,

6 eine vierte Ausführungsform der Elektrodenstruktur mit Ringelektrode, 6 A fourth embodiment of the electrode structure with ring electrode,

7a einen Ausschnitt einer Ausführungsform des Sensors als Tauchsensor in einer Draufsicht, 7a a detail of an embodiment of the sensor as a submersible sensor in a plan view,

7b die Ausführungsform nach 7a in einer schematischen, geschnittenen Seitenansicht, 7b the embodiment according to 7a in a schematic, sectioned side view,

8 einen Behälter mit einer Elektrode mit der Elektrodenstruktur nach 3, 8th a container with an electrode with the electrode structure after 3 .

9 einen Feldlinienverlauf einer Elektrodenstruktur nach 3 in einer Flüssigkeit, und 9 a field line course of an electrode structure according to 3 in a liquid, and

10 einen Aufbau einer Schaltung zum Erfassen der elektrischen Leitfähigkeit eines Flüssigentwicklers. 10 a structure of a circuit for detecting the electrical conductivity of a liquid developer.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Sensors 10 zum Ermitteln der Leitfähigkeit eines Flüssigentwicklers. Der Sensor 10 hat eine Kontaktstelle 12 mit drei Kontakten 14, 16, 18. Der Kontakt 16 ist mit einer mittig auf dem Sensor 10 liegenden ersten Messelektrode 20 verbunden. Eine Breite 38 der ersten Messelektrode 20 beträgt vorzugsweise zwischen 5 mm und 30 mm, in diesem Ausführungsbeispiel 12 mm. Eine zweite Messelektrode ist in zwei Teilbereiche 22, 24 aufgeteilt, die elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Der Teilbereich 22 ist mit dem Kontakt 14 elektrisch leitend verbunden. Die beiden Teilbereiche 22, 24 der zweiten Messelektrode flankieren die erste Messelektrode 20 an zwei einander gegenüberliegenden Seiten. Ein erster Abstand 44 zwischen der ersten Messelektrode 20 und dem Teilbereich 22 der zweiten Messelektrode beträgt zwischen vorzugsweise 0,2 mm und 5 mm, in diesem Ausführungsbeispiel 1 mm. Ein zweiter Abstand 46 zwischen der ersten Messelektrode 20 und dem Teilbereich 24 der zweiten Messelektrode beträgt vorzugsweise zwischen 0,2 mm und 5 mm, in diesem Ausführungsbeispiel 1 mm. Vorzugsweise sind die beiden Abstände 44, 46 gleich groß. In anderen Bauformen unterscheiden sich die Abstände 44, 46 voneinander. Eine Breite 40 des Teilbereichs 22 der zweiten Messelektrode ist vorzugsweise zwischen 2 mm und 20 mm, in diesem Ausführungsbeispiel 6 mm. Eine Breite 42 des Teilbereichs 24 beträgt vorzugsweise zwischen 2 mm und 20 mm, in diesem Ausführungsbeispiel 6 mm. Vorzugsweise sind die Breiten 40, 42 gleich und die Summe der Breiten 40 und 42 ergibt vorzugsweise die Breite 38. 1 shows a schematic representation of a sensor 10 for determining the conductivity of a liquid developer. The sensor 10 has a contact point 12 with three contacts 14 . 16 . 18 , The contact 16 is with a center on the sensor 10 lying first measuring electrode 20 connected. A width 38 the first measuring electrode 20 is preferably between 5 mm and 30 mm, in this embodiment, 12 mm. A second measuring electrode is divided into two sections 22 . 24 split, which are electrically connected to each other. The subarea 22 is with the contact 14 electrically connected. The two subareas 22 . 24 the second measuring electrode flank the first measuring electrode 20 on two opposite sides. A first distance 44 between the first measuring electrode 20 and the subarea 22 The second measuring electrode is preferably between 0.2 mm and 5 mm, in this embodiment, 1 mm. A second distance 46 between the first measuring electrode 20 and the subarea 24 the second measuring electrode is preferably between 0.2 mm and 5 mm, in this embodiment 1 mm. Preferably, the two distances 44 . 46 same size. In other designs, the distances differ 44 . 46 from each other. A width 40 of the subarea 22 the second measuring electrode is preferably between 2 mm and 20 mm, in this embodiment 6 mm. A width 42 of the subarea 24 is preferably between 2 mm and 20 mm, in this embodiment, 6 mm. Preferably, the widths 40 . 42 equal and the sum of the widths 40 and 42 preferably gives the width 38 ,

Eine Schirmelektrode 26 ist unterhalb der Messelektroden 20 bis 24 angeordnet und mittels einer nicht dargestellten Isolierschicht gegen die Messelektroden 20 bis 24 elektrisch isoliert. Die Schirmelektrode 26 ist mit dem Kontakt 18 elektrisch leitend verbunden und ragt an allen vier Seiten über die Messelektroden 20 bis 24 hinaus. Eine Breite 48 der Schirmelektrode 26 beträgt mindestens die Summe der Breiten 38 bis 42 der Messelektroden 20 bis 24 und der Abstände 44, 46. In diesem Ausführungsbeispiel hat die Breite 48 den Betrag 28 mm. A shield electrode 26 is below the measuring electrodes 20 to 24 arranged and by means of an insulating layer, not shown, against the measuring electrodes 20 to 24 electrically isolated. The shield electrode 26 is with the contact 18 electrically connected and protrudes on all four sides of the measuring electrodes 20 to 24 out. A width 48 the shield electrode 26 is at least the sum of the widths 38 to 42 the measuring electrodes 20 to 24 and the distances 44 . 46 , In this embodiment, the width has 48 the amount 28 mm.

2 zeigt eine Schnittdarstellung des Sensors 10 entlang der in 1 gezeigten Schnittebene A-A. Als Trägermaterial des Sensors 10 dient eine flexible Leiterplatte 27, beispielsweise eine beidseitig metallisch beschichtete flexible Leiterplatte 27 mit einer Kernfolie 28 aus Polyimid. In einer ersten Schicht 30 sind die beiden Messelektroden 20 bis 24 angeordnet. In einer zweiten Schicht 32, die auf der der Schicht 30 gegenüberliegenden Seite der Kernfolie 28 angeordnet ist, ist die Schirmelektrode 26 angeordnet. Auf den beiden Seiten der Schichten 30, 32, die jeweils der Kernfolie 28 gegenüberliegen, ist jeweils eine Isolierschicht 34, 36 angeordnet. Die Struktur der Elektroden 22 bis 26 ist in einem Standardleiterplattenprozess fertigbar. Die Isolierschichten 34, 36, die in diesem Ausführungsbeispiel aus einer Polyimid-Folie bestehen, sind mit einem Chemikalienbeständigen Klebstoff flächig verklebt. Dabei füllt der elektrisch nicht leitende Klebstoff die Bereiche 118, 120, 122, 124, 126, 128 in den Schichten 30, 32 aus, die nicht von Elektroden 20 bis 26 belegt sind. In anderen Bauformen des Sensors 10 sind die Bereiche 118 bis 124 einstückig mit der Isolierschicht 34 und/oder die die Bereiche 126, 128 einstückig mit der Isolierschicht 36 ausgeführt, z.B. durch Aufbringen einer Isolierschicht 34, 36 im Siebdruck oder einem Tauchverfahren. 2 shows a sectional view of the sensor 10 along the in 1 shown section plane AA. As a carrier material of the sensor 10 serves a flexible circuit board 27 , For example, a double-sided metallically coated flexible circuit board 27 with a core foil 28 made of polyimide. In a first shift 30 are the two measuring electrodes 20 to 24 arranged. In a second shift 32 that on the layer 30 opposite side of the core film 28 is arranged, the screen electrode 26 arranged. On the two sides of the layers 30 . 32 , each of the core film 28 opposite each other is an insulating layer 34 . 36 arranged. The structure of the electrodes 22 to 26 is manufacturable in a standard board process. The insulating layers 34 . 36 , which consist of a polyimide film in this embodiment, are adhesively bonded flat with a chemical-resistant adhesive. The electrically non-conductive adhesive fills the areas 118 . 120 . 122 . 124 . 126 . 128 in the layers 30 . 32 out, not from electrodes 20 to 26 are occupied. In other types of sensor 10 are the areas 118 to 124 integral with the insulating layer 34 and / or the areas 126 . 128 integral with the insulating layer 36 executed, for example by applying an insulating layer 34 . 36 in screen printing or a dipping process.

3 zeigt in einer weiteren Darstellung die Struktur der Messelektroden 20 bis 24 in der Schicht 30 nach 1. Anstelle der gezeigten rechteckförmigen Elektrodenstruktur können auch andere Elektrodenformen verwendet werden, wie sie noch weiter unten anhand der 4 bis 6 erläutert wird. 3 shows in a further illustration the structure of the measuring electrodes 20 to 24 in the layer 30 to 1 , Instead of the rectangular electrode structure shown, other electrode shapes can also be used, as described below with reference to FIGS 4 to 6 is explained.

4 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Elektrodenstruktur in der Schicht 30. Eine erste Messelektrode ist in zwei elektrisch leitend verbundene Teilbereiche 50, 52 aufgeteilt. Eine zweite Messelektrode ist in drei elektrisch leitend verbundene Teilbereiche 54, 56, 58 aufgeteilt. Ein Vorteil dieser Anordnung der Messelektroden ist, dass die bei der Messung entstehenden elektrischen Felder weniger weit über die Vorderseite des Sensors 10 hinaus wirken und somit eine genaue Messung in kleinen Flüssigkeitsvolumina möglich ist. 4 shows a second embodiment of an electrode structure in the layer 30 , A first measuring electrode is in two electrically conductive subregions 50 . 52 divided up. A second measuring electrode is in three electrically conductive subregions 54 . 56 . 58 divided up. An advantage of this arrangement of measuring electrodes is that the electric fields produced during the measurement are less far beyond the front of the sensor 10 In addition, and thus an accurate measurement in small volumes of liquid is possible.

5 zeigt eine dritte Ausführung einer Messelektrodenstruktur in der ersten Schicht 30. Eine erste Messelektrode 78 und eine zweite Messelektrode 80 sind jeweils kammartig ausgeführt. Die Zinken der Messelektroden 78, 80, von denen einer beispielhaft mit 82 bezeichnet ist, greifen ineinander. Bei dieser Ausführung der Messelektroden 78, 80 verlaufen die zur Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit des Flüssigentwicklers wirksamen elektrischen Feldlinien sehr nahe an der Vorderseite des Sensors 10, wodurch eine Leitfähigkeitsmessung in besonderes kleinen Flüssigkeitsvolumina mit hoher Genauigkeit möglich wird. 5 shows a third embodiment of a measuring electrode structure in the first layer 30 , A first measuring electrode 78 and a second measuring electrode 80 are each executed comb-like. The tines of the measuring electrodes 78 . 80 one of which is exemplary with 82 is called, interlock. In this version of the measuring electrodes 78 . 80 The electric field lines effective for determining the electrical conductivity of the liquid developer run very close to the front side of the sensor 10 whereby a conductivity measurement in special small liquid volumes with high accuracy is possible.

6 zeigt eine vierte Ausführung einer Messelektrodenstruktur in der Schicht 30. Eine erste Messelektrode 86 ist als Kreisfläche ausgebildet, die von einer zweiten Messelektrode 88, die als offener Kreisring ausgebildet ist, umgeben ist. Ein elektrischer Kontakt der ersten Messelektrode 86 verläuft durch eine Öffnung 90 der zweiten Messelektrode 88. Die zweite Messelektrode 88 ist konzentrisch zur ersten Messelektrode 86 ausgebildet. Eine derartige Messelektrodenstruktur ist zur Verwendung am Boden von zylinderförmigen Behältern besonders geeignet. 6 shows a fourth embodiment of a measuring electrode structure in the layer 30 , A first measuring electrode 86 is formed as a circular area, that of a second measuring electrode 88 , which is formed as an open circular ring is surrounded. An electrical contact of the first measuring electrode 86 passes through an opening 90 the second measuring electrode 88 , The second measuring electrode 88 is concentric with the first measuring electrode 86 educated. Such a measuring electrode structure is particularly suitable for use at the bottom of cylindrical containers.

7a zeigt einen Ausschnitt einer Ausführungsform des Sensors 10 als Tauchsensor in einer Draufsicht. 7b zeigt in einem Querschnitt eine schematische Seitenansicht hierzu. In den Sensor 10 sind Löcher 54, 56, 58, 60 eingebracht. Eine Halterung 70 ist beispielsweise aus Kunststoff im Spritzgussverfahren gefertigt und weist vier Stifte 62, 64, 66, 68 auf. Die Stifte 62 bis 68 und die Löcher 54 bis 60 sind so aufeinander abgestimmt, dass jeder Stift 62 bis 68 in ein Loch 54 bis 60 ragt, wenn der Sensor 10 auf der Halterung 70 platziert ist. Nach beispielsweise einem Vernieten oder thermischen Umformen der Stifte 62 bis 68 ist der Sensor 10 dauerhaft auf der Halterung 70 fixiert. Diese Ausführungsform eignet sich besonders zur Verwendung in einem tragbaren Handgerät. In einer vorteilhaften Bauform des Sensors 10 kann insbesondere bei der Verwendung als Handgerät die Schaltung 130 oder zumindest Teile davon auf der flexiblen Leiterplatte 27 des Sensors 10 ausgeführt sein. 7a shows a section of an embodiment of the sensor 10 as a submersible sensor in a plan view. 7b shows in a cross section a schematic side view of this. In the sensor 10 are holes 54 . 56 . 58 . 60 brought in. A holder 70 is for example made of plastic by injection molding and has four pins 62 . 64 . 66 . 68 on. The pencils 62 to 68 and the holes 54 to 60 are coordinated so that each pen 62 to 68 in a hole 54 to 60 sticks out when the sensor 10 on the bracket 70 is placed. For example, after riveting or thermoforming of the pins 62 to 68 is the sensor 10 permanently on the bracket 70 fixed. This embodiment is particularly suitable for use in a portable handset. In an advantageous design of the sensor 10 especially when used as a handheld device, the circuit 130 or at least parts of it on the flexible circuit board 27 of the sensor 10 be executed.

8 zeigt als Ausführungsbeispiel einen zylindrischen Behälter 92 mit einem Sensor 10. Der flexible Sensor 10 passt sich dem Verlauf der Behälterwand des Behälters 92 an. Die Schicht 32 mit der Schirmelektrode 26 ist zur Wand des Behälters 92 hin ausgerichtet. Dementsprechend befindet sich die Schicht 30 mit den Messelektroden 20 bis 24 auf der von der Behälterwand abgewandten Seite der Kernfolie 28. In dieser Anordnung des Sensors 10 schirmt die Schirmelektrode 26 die Messelektroden 20 bis 24 von den elektrischen Einflüssen der Behälterwand ab. In dieser Anordnung des Sensors kann der Sensor 10 beispielsweise als Füllstandsmesser oder zur Bestimmung der Leitfähigkeit einer in den Behälter 92 eingefüllten Flüssigkeit verwendet werden. 8th shows an exemplary embodiment of a cylindrical container 92 with a sensor 10 , The flexible sensor 10 Adjusts the course of the container wall of the container 92 at. The layer 32 with the shield electrode 26 is to the wall of the tank 92 aligned. Accordingly, the layer is located 30 with the measuring electrodes 20 to 24 on the side facing away from the container wall side of the core foil 28 , In this arrangement of the sensor 10 shields the shield electrode 26 the measuring electrodes 20 to 24 from the electrical influences of the container wall. In this arrangement of the sensor, the sensor 10 for example, as a level gauge or for Determining the conductivity of one in the container 92 filled liquid can be used.

9 veranschaulicht das verwendete Messprinzip und zeigt eine schematische Schnittdarstellung des Sensors 10 nach 2, der in einen Flüssigentwickler 94 eingebracht ist. Schematisch dargestellt sind wirksame Feldlinien 96, 98, 100, 102 eines elektrischen Feldes, wie es bei der Bestimmung der Leitfähigkeit des Flüssigentwicklers 94 auftritt. Die Feldlinien 96 verlaufen vom Teilbereich 24 der zweiten Messelektrode zur ersten Messelektrode 20. Die Feldlinien 98 verlaufen vom Teilbereich 22 der zweiten Messelektrode zur ersten Messelektrode 20. Die Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit des Flüssigentwicklers 94 erfolgt über die durch Ladungsverschiebung entlang der Feldlinien 96, 98 induzierte Ladungsänderung der Messelektroden 20. Durch eine angelegte Wechselspannung wirken die beiden Elektrodenpaare 20/22 und 20/24 ähnlich zwei Kondensatoren in einem Wechselstromkreis. Vorzugsweise wird die Wechselspannungsquelle an den Elektroden 22, 24 angelegt und ein in der 10 gezeigter Strom-Spannungs-Umsetzer 110 an die Elektrode 20 angeschlossen. Durch diese Anordnung wird die Elektrode 20 zusätzlich durch die seitlichen Elektroden 22, 24 gegen seitlich einstreuende Störungen abgeschirmt, da diese fest mit der Wechselspannung verbunden sind. Die zur Schirmelektrode 26 führenden Feldlinien 100, 102 liefern keinen Beitrag zum Sensorsignal. 9 illustrates the measuring principle used and shows a schematic sectional view of the sensor 10 to 2 who is in a liquid developer 94 is introduced. Schematically represented are effective field lines 96 . 98 . 100 . 102 an electric field, as in the determination of the conductivity of the liquid developer 94 occurs. The field lines 96 run from the subarea 24 the second measuring electrode to the first measuring electrode 20 , The field lines 98 run from the subarea 22 the second measuring electrode to the first measuring electrode 20 , The determination of the electrical conductivity of the liquid developer 94 via the charge shift along the field lines 96 . 98 induced charge change of the measuring electrodes 20 , By an applied AC voltage, the two pairs of electrodes act 20 / 22 and 20 / 24 similar to two capacitors in an AC circuit. Preferably, the AC voltage source at the electrodes 22 . 24 created and one in the 10 shown current-voltage converter 110 to the electrode 20 connected. By this arrangement, the electrode 20 additionally through the lateral electrodes 22 . 24 shielded against side scattering interferences, since they are firmly connected to the AC voltage. The to the shield electrode 26 leading field lines 100 . 102 do not contribute to the sensor signal.

10 zeigt schematisch einen Aufbau einer Schaltung 130 zum Erfassen der elektrischen Leitfähigkeit eines Flüssigentwicklers 94. Diese Schaltung arbeitet auf dem Messprinzip eines Lock-In-Verstärkers. Ein Oszillator 104 erzeugt eine Wechselspannung. Diese Wechselspannung hat vorzugsweise eine Frequenz zwischen 5 Hz und 10 Hz und eine Signalhöhe von vorzugsweise 10 V_SS (10 Volt Spitze-Spitze gemessen) und wird an eine der Messelektroden, vorzugsweise an die geteilte Messelektrode 22, 24 des Sensors 10 angelegt. Weiterhin wird diese Wechselspannung an ein Schwellwertglied 106 angelegt, das aus dieser Wechselspannung eine frequenzgleiche Rechteckspannung 108 erzeugt. An die Schirmelektrode 26 ist vorzugsweise Massepotential angelegt. 10 schematically shows a structure of a circuit 130 for detecting the electrical conductivity of a liquid developer 94 , This circuit works on the measuring principle of a lock-in amplifier. An oscillator 104 generates an AC voltage. This alternating voltage preferably has a frequency between 5 Hz and 10 Hz and a signal level of preferably 10 V _SS (10 V peak-to-peak measured) and is applied to one of the measuring electrodes, preferably to the divided measuring electrode 22 . 24 of the sensor 10 created. Furthermore, this AC voltage to a threshold value 106 created from this AC voltage a frequency equal square wave voltage 108 generated. To the shield electrode 26 is preferably applied ground potential.

An die nicht mit dem Oszillator 104 verbundene Messelektrode des Sensors 10, vorzugsweise die Messelektrode 20, ist ein Strom-Spannungs-Umsetzer 110 angeschlossen. Der Strom-Spannungsumsetzer 110 hält diese Messelektrode 20 auf Massepotential. Ein Ausgangssignal 114 des Strom-Spannungs-Umsetzers 110, das von der Leitfähigkeit des Flüssigentwicklers 94 abhängig ist, und auf das äußere Störsignale Einfluss haben, und die Rechteckspannung 108 werden einem Synchrongleichrichter 112 zugeführt. Der Synchrongleichrichter 112 verstärkt die Anteile des Signals 114, die frequenzgleich zur Rechteckspannung 108 sind und unterdrückt alle anderen Anteile des Signals 114 mit von der Rechteckspannung 108 abweichenden Frequenzen. Ein Ausgangssignal des Synchrongleichrichters 112 ist eine pulsierende Gleichspannung, deren Amplitude der elektrischen Leitfähigkeit des Flüssigentwicklers 94 abhängig ist, und wird zur Signalglättung einem Tiefpass 116 zugeführt. Ein vom Tiefpass 116 erzeugtes Ausgangssignal ist von der elektrischen Leitfähigkeit des Flüssigentwicklers 94 abhängig. To the not with the oscillator 104 connected measuring electrode of the sensor 10 , preferably the measuring electrode 20 , is a current-to-voltage converter 110 connected. The current-voltage converter 110 holds this measuring electrode 20 at ground potential. An output signal 114 the current-voltage converter 110 that depends on the conductivity of the liquid developer 94 depends on the external noise and the square-wave voltage 108 become a synchronous rectifier 112 fed. The synchronous rectifier 112 amplifies the parts of the signal 114 , the frequency equal to the square wave voltage 108 are and suppress all other parts of the signal 114 with from the square-wave voltage 108 different frequencies. An output signal of the synchronous rectifier 112 is a pulsating DC voltage whose amplitude is the electrical conductivity of the liquid developer 94 depends on, and is for signal smoothing a low pass 116 fed. One from the low pass 116 generated output signal is of the electrical conductivity of the liquid developer 94 dependent.

Die Frequenz der vom Oszillator 104 erzeugten Wechselspannung ist für die Größe und Ladung der Ladungsträger, z. B. Tonerpartikel im Flüssigentwickler 94 optimiert. Versuche haben ergeben, dass in dem Frequenzbereich vom 5 bis 10 Hertz für den zu bestimmenden Leitfähigkeitsbereich des Flüssigentwicklers 94 (0,2 nS/cm bis 1,5 nS/cm) eine optimale Signalhöhe bei niedrigem Rauschen erreicht wird. The frequency of the oscillator 104 generated AC voltage is for the size and charge of the charge carriers, eg. B. toner particles in the liquid developer 94 optimized. Experiments have shown that in the frequency range of 5 to 10 hertz for the conductivity range of the liquid developer to be determined 94 (0.2 nS / cm to 1.5 nS / cm) optimum signal level with low noise is achieved.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10: Sensor sensor
12 12: Kontaktstelle contact point
14, 16, 18 14, 16, 18: Kontakt Contact
20 20: erste Messelektrode first measuring electrode
22, 24 22, 24: zweite Messelektrode second measuring electrode
26 26: Schirmelektrode shield grid
27 27: Leiterplatte circuit board
28 28: Kernfolie core film
30 30: erste Schicht first shift
32 32: zweite Schicht second layer
34, 36 34, 36: Isolierschicht insulating
38, 40, 42 38, 40, 42: Breite width
44, 46 44, 46: Abstand distance
48 48: Breite width
50, 52 50, 52: Teilbereich subregion
54, 56, 58, 60 54, 56, 58, 60: Löcher holes
62, 64, 66, 6862, 64, 66, 68: Stifte pencils
70 70: Halterung bracket
78 78: erste Messelektrode first measuring electrode
80 80: zweite Messelektrode second measuring electrode
82 82: Zinken prong
84 84: Abstand distance
86 86: erste Messelektrode first measuring electrode
88 88: zweite Messelektrode second measuring electrode
90 90: Öffnung opening
92 92: Behälter container
94 94: Flüssigentwickler liquid developer
96, 98, 100, 102 96, 98, 100, 102: Feldlinien field lines
104 104: Oszillator oscillator
106 106: Schwellwertglied threshold element
108 108: Rechteckspannung square wave
110 110: Stromspannungsumsetzer Voltage converter
112 112: Synchrongleichrichter Synchronous rectifier
114 114: Signal signal
116 116: Tiefpass lowpass
118, 120, 122, 124, 126, 128118, 120, 122, 124, 126, 128: Klebstoff adhesive
130 130: Schaltung circuit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2003/0231024 A1 [0006]
US 6380747 B1 [0007]
US 2010/0082271 A1 [0008]
US 6573734 B2 [0009]
US 7259566 B2 [0010]
DE 3006877 C2 [0011]
DE 2802182 A1 [0011]
DE 19746075 A1 [0011]
US 4626786 [0011]

Claims

Device for determining the conductivity of a liquid developer ( 94 ), with a sensor ( 10 ) with at least three electrodes ( 20 to 26 ), of which one electrode is a shield electrode ( 26 ) and the other electrode measuring electrodes ( 20 to 24 ), all electrodes ( 20 to 26 ) from the liquid developer ( 94 ) by means of an insulating material ( 34 . 36 ) are electrically isolated, in each case two measuring electrodes ( 20 to 24 ) is applied to determine the conductivity of an AC voltage, the shield electrode ( 26 ) the measuring electrodes ( 20 to 24 ) electrically shielded, and wherein an evaluation circuit ( 130 ) generates the alternating voltage and from the measuring electrodes ( 20 to 24 ) supplied AC current determines the conductivity.

Device according to claim 1, wherein the sensor ( 10 ) on a flexible printed circuit board ( 27 ) is constructed.

Device according to one of the preceding claims, wherein the electrodes ( 20 to 26 ) in two layers ( 30 . 32 ) are arranged.

Apparatus according to claim 3, wherein the shield electrode is in a second layer ( 32 ) and all measuring electrodes ( 20 to 24 ) in a first layer ( 30 ) are arranged.

Device according to one of the preceding claims, wherein the evaluation circuit comprises a lock-in amplifier.

Device according to one of the preceding claims, wherein a frequency of the alternating voltage in a range of 3 to 50 Hz, preferably 5 to 10 hertz.

Device according to one of the preceding claims, wherein the conductivity of the liquid developer in a range of 0.05 nS / cm to 10 nS / cm, preferably in a range of 0.2 nS / cm to 1.5 nS / cm.

Device according to one of the preceding claims, wherein at least one of the measuring electrodes ( 20 to 24 ) into at least two electrically connected subregions ( 22 . 24 ) and between two subregions ( 22 . 24 ) of a measuring electrode, a region of the other measuring electrode is arranged.

Device according to one of claims 1 to 7, wherein the one measuring electrode ( 88 ) as a circular ring segment and the other measuring electrode ( 86 ) is formed as a circular disk.

Device according to one of claims 1 to 7, wherein both measuring electrodes ( 78 . 80 ) are comb-like and the tines ( 82 ) of the combs intermesh.

Device according to one of the preceding claims, wherein as insulating material ( 34 . 36 ) Polyimide is provided.

Device according to one of the preceding claims, wherein the sensor ( 10 ) can be used in a printing system.