BR112014016320B1

BR112014016320B1 - recipiente de toner

Info

Publication number: BR112014016320B1
Application number: BR112014016320-0A
Authority: BR
Inventors: Raymond James Barry; James Anthony Carter Ii; Gregory Alan Cavill; Michael Craig Leemhuis; Benjamin Keith Newman; Joshua Carl Poterjoy; Keisha Josephine Thomas; Jason Carl True
Original assignee: Lexmark International, Inc
Priority date: 2011-12-30
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2021-03-09
Also published as: EP2798410A1; MX337402B; WO2013102037A1; CA2858617A1; CA2858617C; US8718496B2; EP2798410A4; EP2798410B1; CN110727189B; CN104011603B; US20130170847A1; AU2012362321B2; CN104011603A; MX2014007712A; HK1203638A1; US20150301474A1; CN106707707B; IN2014DN05925A; CN110727189A; US9395645B2

Abstract

SENSOR DE NÍVEL DE TONER CAPACITIVO Um recipiente de toner incluindo um primeiro eletrodo disposto dentro do recipiente de toner, um segundo eletrodo eletricamente conectado ao primeiro eletrodo e disposto dentro do recipiente de toner, e um eletrodo sensível disposto entre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo. O eletrodo sensível e o primeiro eletrodo formam um primeiro capacitor tendo uma primeira capacitância que muda em resposta a uma mudança na quantidade de toner existente entre eles. O eletrodo sensível e o segundo eletrodo formam um segundo capacitor tendo uma segunda capacitância que muda em resposta a uma mudança na quantidade de toner existente entre eles.

Description

REFERÊNCIAS CRUZADAS AOS PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Nenhuma

DECLARAÇÃO SOBRE O DESENVOLVIMENTO OU PESQUISA PATROCINADA PELO GOVERNO FEDERAL

[002] Nenhuma.

REFERÊNCIA A LISTAGEM DE SEQUÊNCIA, ETC

[003] Nenhuma.

ANTECEDENTES 1. Campo da Descrição

[004] A presente descrição se refere geralmente aos dispositivos de ima- geamento eletrofotográficos tais como uma impressora ou dispositivo de multifunção tendo a capacidade de impressão, e em particular a um sensor de nível de toner em um recipiente de toner do dispositivo de imageamento.

Descrição da Técnica Relacionada

[005] Os dispositivos de formação de imagem tais como copiadoras, impressoras a laser, aparelhos de fax e similares tipicamente utilizam um ou mais recipientes de toner para manter o abastecimento de toner utilizado para processos de formação de imagem. Em alguns dispositivos de formação de imagem, um grande abastecimento de toner é fornecido em um reservatório em um cartucho de toner que se encaixa com uma unidade de imageamento separada. A unidade de imageamento pode incluir um reservatório que mantém uma quantidade menor de toner, suficiente para garantir que o toner seja adequadamente fornecido por um rolo adici- onador de toner e um rolo desenvolvedor a um tambor fotocondutivo. Quando o toner dentro do reservatório da unidade de imageamento é esvaziado devido às ope-rações de impressão, o toner adicional é transferido do cartucho de toner para o reservatório de unidade de imageamento.

[006] Para garantir operação satisfatória da unidade de imageamento para transferir toner, o nível do toner no reservatório de unidade de imageamento é mantido em um nível apropriado. Por exemplo, se o reservatório de unidade de imageamento segura muitos toneres, o toner pode se acumular no reservatório de unidade de imageamento, vazar dos orifícios e eventualmente quebrar outros componentes localizados dentro e fora da unidade de imageamento. Se o nível do toner no reservatório de unidade de imageamento fica muito baixo, o rolo adicionador de toner pode starve, fazendo com que uma lâmina raspadora da unidade de imageamento forme uma película e danifique o rolo desenvolvedor que eventualmente prejudicar o futuro desempenho da unidade de imageamento. Como tal, é desejável saber o nível do toner no reservatório de unidade de imageamento de modo a efetivamente determinar quando mover o toner do cartucho de toner para o reservatório de unidade de imageamento.

[007] Alguns métodos para determinar o nível de toner em um recipiente utilizam estimativas de uso de toner e acúmulo com base nas contagens de impressão e tempo. Entretanto, esses métodos podem não ser exatos devido à variabilidade nos fatores tais como o ambiente, idade do rolo desenvolvedor, ciclos de sensori- amento de correção de toner, e parâmetros de transferência de toner.

[008] Outras técnicas conhecidas para sensibilização ou determinação do nível de toner incluem o uso de sensores elétricos que medem a força motriz requerida para acionar um agitador em um recipiente de toner, dispositivos ópticos incluindo espelhos e limpadores de poeira de toner em um recipiente, e outros dispositivos opto-eletromecânicos tal como um indicador que se move com o nível de toner para acionar um sensor que ativa somente quando o volume alcança um nível predeterminado. Infelizmente, a adição de hardwaremóvel aumenta a complexidade do componente e oportunidades de erros.

[009] Outra solução existente fornece duas placas paralelas dispostas no interior de um recipiente de toner para detectar os níveis de volume do toner. As duas placas paralelas formam um capacitor tendo uma capacitância que varia com a quantidade de toner existente entre as duas placas paralelas. Esta solução, entretanto, pode não fornecer um meio suficientemente exato para detectar os níveis do toner em um recipiente de toner por causa da falta de sensibilização para pequenas mudanças no nível do toner.

[010] Com base nos anteriores, há uma necessidade de sensibilização do nível de toner que é mais sensível às mudanças no nível de toner dentro de um recipiente de toner, sem substancialmente aumentar os custos de fabricação.

SUMÁRIO

[011] As modalidades da presente descrição fornecem um sensor capaci- tivo para detectar o nível de toner em um recipiente de toner. Em uma modalidade do exemplo, um recipiente de toner inclui um primeiro eletrodo disposto dentro do recipiente de toner, um segundo eletrodo eletricamente conectado ao primeiro eletrodo e disposto no recipiente de toner oposto ao primeiro eletrodo, e um eletrodo sensível disposto entre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo. O eletrodo sensível e o primeiro eletrodo formam um primeiro capacitor tendo uma primeira capacitância que muda em resposta a uma mudança na quantidade do toner que existe entre eles. O eletrodo sensível e o segundo eletrodo formam um segundo capacitor em paralelo com o primeiro capacitor e tendo uma segunda capacitância que muda em resposta a uma mudança na quantidade de toner que existe entre eles.

[012] Em outra modalidade do exemplo, um recipiente de toner inclui pelo menos um mecanismo para a manipulação do toner no recipiente de toner e pelo menos dois eletrodos dispostos no recipiente de toner. Os pelo menos dois eletrodos incluem um componente do pelo menos um mecanismo que manipula o toner dentro do recipiente de toner. Os pelo menos dois eletrodos formam pelo menos um capacitor tendo uma capacitância que muda em resposta a uma mudança em uma quanti- dade de toner que existe entre o pelo menos dois eletrodos. O um dentre os pelo menos dois eletrodos tendo o componente do pelo menos um mecanismo de manipulação de toner inclui um dentre uma calha para distribuir o toner substancialmente uniformemente através do recipiente de toner e uma lâmina raspadora para remover e/ou nivelar uma parte de uma camada de toner em um rolo desenvolvedor do recipiente de toner.

[013] Em outra modalidade do exemplo, um recipiente de toner inclui uma pluralidade de eletrodos dispostos dentro do recipiente de toner. Os eletrodos formam pelo menos um capacitor tendo uma capacitância que muda em resposta a uma mudança em uma quantidade de toner que existe entre a pluralidade de eletrodos. A pluralidade de eletrodos inclui pelo menos um primeiro eletrodo e um segundo eletrodo. O pelo menos um primeiro eletrodo pelo menos parcialmente circunda o segundo eletrodo de modo a fornecer blindagem elétrica ao mesmo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[014] As vantagens e outras características acima mencionadas das modalidades descritas, e a maneira de alcançá-las, se tornarão mais evidentes e serão mais bem entendidas em referência a seguinte descrição das modalidades descritas em conjunto com os desenhos acompanhantes, sendo que:

[015] Figura 1 é um diagrama em bloco de um sistema de imageamento do exemplo utilizando a unidade de imageamento da presente descrição;

[016] Figura 2 é uma visão em perspectiva de uma unidade de imageamento e cartucho de toner da Figura 1 de acordo com uma modalidade do exemplo;

[017] Figura 3 é a visão em perfil da unidade desenvolvedora da unidade de imageamento da Figura 2 de acordo com uma modalidade do exemplo;

[018] Figuras 4A-4C ilustram as modalidades do exemplo de uma placa sensível para a unidade desenvolvedora da Figura 3;

[019] Figuras 5A-5C ilustram as modalidades do exemplo de um agitador de toner para a unidade desenvolvedora da Figura 3; e

[020] Figura 6 é a visão em perfil de uma unidade desenvolvedora da unidade de imageamento da Figura 2 de acordo com outra modalidade do exemplo.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[021] Deve ser entendido que a presente descrição não está limitada em sua aplicação aos detalhes da construção e a disposição dos componentes apresentados na seguinte descrição ou ilustrados nos desenhos. A presente descrição é capaz de outras modalidades e de ser praticada ou de ser realizada de vários modos. Também deve ser entendido que a fraseologia e a terminologia utilizadas aqui são para o propósito de descrição e não devem ser consideradas como limitantes. O uso de "incluindo", "compreendendo", ou "tendo" e variações dos mesmos aqui, é pretendido abranger os itens listados a seguir e equivalentes dos mesmos bem como itens adicionais. A menos que limitado de outro modo, os termos "conectado", "acoplado", e "montado", e variações dos mesmos aqui são utilizados amplamente e abrangem as conexões, acoplamentos, e montagens diretas e indiretas. Além disso, os termos "conectado" e "acoplado" e variações dos mesmos não são restritos aos acoplamentos ou conexões físicas ou mecânicas.

[022] Os termos tais como "primeiro", "segundo", e similares, são utilizados para descrever vários elementos, regiões, seções, etc. e não são pretendidos serem limitantes. Além disso, os termos "um" e "uma" aqui não significam uma limitação de quantidade, porém, de preferência significam a presença de pelo menos um dos itens referenciados.

[023] Além disso, e como descrito em parágrafos subsequentes, as configurações específicas ilustradas nos desenhos são pretendidas para exemplificar as modalidades da descrição e que outras configurações alternativas são possíveis.

[024] Referência agora será feita em detalhes às modalidades do exemplo, como ilustrado nos desenhos acompanhantes. Sempre que possível, os mes- mos numerais de referência serão utilizados em todos os desenhos para se referir às partes iguais ou parecidas.

[025] Na Figura 1, nesse aspecto é mostrada uma descrição diagramática de um sistema de imageamento 20 incorporando a presente descrição. Como mostrado, o sistema de imageamento 20 pode incluir um mecanismo de imageamento 22 e um computador 24. O Mecanismo de imageamento 22 se comunica com o computador 24 através de um link de comunicações 26. Como utilizado aqui, o termo "link de comunicações" é utilizado para geralmente se referir a qualquer estrutura que facilite a comunicação eletrônica entre múltiplos componentes, e pode operar utilizando tecnologia com fio ou sem fio e pode incluir as comunicações na Internet.

[026] Na modalidade mostrada na Figura 1, o mecanismo de imageamento 22 é mostrado como uma máquina de multifunção que inclui um controlador 28, um mecanismo de impressão 30, uma unidade de escaneamento a laser (LSU) 31, uma unidade de imageamento 32, uma unidade desenvolvedora 34, um cartucho de toner 35, uma interface de usuário 36, um sistema de alimentação de mídia 38 e bandeja de entrada de mídia 39, e um sistema de scanner 40. O mecanismo de imageamento 22 pode se comunicar com o computador 24 através de um protocolo de comunicação padrão, tal como, por exemplo, barramento serial universal (USB), Ethernet ou IEEE 802. xx. Uma máquina de multifunção é também algumas vezes referida na técnica como uma unidade tudo em um (AIO). Aqueles versados na técnica reconhecerão que o mecanismo de imageamento 22 pode ser, por exemplo, uma copiadora/impressora eletrofotográfica incluindo um sistema de scanner integrado 40 ou um sistema de scanner independente 40.

[027] Controlador 28 inclui uma unidade do processador e memória associada 29, e pode ser implementado como um ou mais Circuitos Integrados Específicos de Aplicação (ASICs). Memória 29 pode ser qualquer memória volátil e/ou não volátil tal como, por exemplo, memória de acesso aleatório (RAM), memória somente para leitura (ROM), memória flash e/ou RAM não volátil (NVRAM). Alternativamente, a memória 29 pode estar na forma de uma memória eletrônica separada (por exemplo, RAM, ROM, e/ou NVRAM), um disco rígido, um disco de CD ou DVD, ou qualquer dispositivo de memória conveniente para uso com o controlador 28. O controlador 28 pode ser, por exemplo, um controlador de scanner e impressora combinado.

[028] Na presente modalidade, o controlador 28 se comunica com o mecanismo de impressão 30 através de um link de comunicações 50. O controlador 28 se comunica com a unidade de imageamento 32 e circuito de processamento 44 nele através de um link de comunicações 51. O controlador 28 se comunica com o cartucho de toner 35 e circuito de processamento 45 nele através de um link de comunicações 52. O controlador 28 se comunica com o sistema de alimentação de mídia 38 através de um link de comunicações 53.

[029] O controlador 28 se comunica com o sistema de scanner 40 através de um link de comunicações 54. A interface de usuário 36 é comunicativamente acoplada ao controlador 28 através de um link de comunicações 55. O circuito de processamento 44, 45 pode fornecer funções de autenticação, travas de segurança e operacionais, parâmetros operacionais e informação de uso relacionada com a unidade de imageamento 32 e cartucho de toner 35, respectivamente. O controlador 28 serve para processar os dados da impressão e para operar mecanismo de impressão 30 durante a impressão, bem como operar o sistema de scanner 40 e processar os dados obtidos através do sistema de scanner 40.

[030] Computador 24, que pode ser opcional, pode ser, por exemplo, um computador pessoal, tableteletrônico, smartphoneou outro dispositivo eletrônico portátil, incluindo memória 60, tal como memória volátil e/ou não volátil, um dispositivo de entrada 62, tal como um teclado ou teclado numérico, e um monitor de exibição 64. O computador 24 também inclui um processador, interfaces de entra- da/saída (I/O), e pode incluir pelo menos um dispositivo de armazenamento de da- dos em massa, tal como um disco rígido, um CD-ROM e/ou uma unidade de DVD (não mostrada).

[031] Computador 24 inclui em sua memória um programa de software incluindo instruções do programa que funciona como uma unidade de imagem 66, por exemplo, software de unidade de impressora/scanner, para mecanismo de imageamento 22. A unidade de imagem 66 está em comunicação com o controlador 28 de mecanismo de imageamento 22 através do link de comunicações 26. A unidade de imagem 66 facilita a comunicação entre o mecanismo de imageamento 22 e o computador 24. Um aspecto da unidade de imagem 66 pode ser, por exemplo, para fornecer os dados de impressão formatados ao mecanismo de imageamento 22, e mais particularmente, ao mecanismo de impressão 30, para imprimir uma imagem. Outro aspecto da unidade de imagem 66 pode ser, por exemplo, para facilitar a coleção de dados escaneados.

[032] Em algumas circunstâncias, pode ser desejável operar o mecanismo de imageamento 22 em um modo independente. No modo independente, o mecanismo de imageamento 22 é capaz de funcionar sem o computador 24. Consequentemente, todo ou uma parte da unidade de imagem 66, ou uma unidade similar, pode estar localizada no controlador 28 de mecanismo de imageamento 22 de modo a acomodar a funcionalidade da impressão ou escaneamento ao operar no modo independente.

[033] O mecanismo de impressão 30 pode incluir a unidade de escaneamento a laser (LSU) 31, unidade de imageamento 32, e um fusor 37, todos montados no mecanismo de imageamento 22. A unidade de imageamento 32 também inclui uma unidade de limpeza 33 abrigando um sistema de remoção de toner residual e um tambor fotocondutivo e unidade desenvolvedora 34 que é de modo removível montada no mecanismo de impressão 30 do mecanismo de imageamento 32. Em uma modalidade, a unidade de limpeza 33 e unidade desenvolvedora 34 são monta- das juntas e instaladas sobre uma estrutura da unidade de imageamento 32. O cartucho de toner 35 é em seguida instalado sobre ou em proximidade com a estrutura em uma relação de união com a unidade desenvolvedora 34. A unidade de escane- amento a laser 31 cria uma imagem latente sobre o tambor fotocondutivo na unidade de limpeza 33. A unidade desenvolvedora 34 tem um reservatório de toner contendo o toner que é transferido para a imagem latente no tambor fotocondutivo para criar uma imagem enfraquecida. A imagem enfraquecida é subsequentemente transferida para uma folha de mídia recebida na unidade de imageamento 32 da bandeja de entrada de mídia 39 para impressão. Os restos do toner são removidos do tambor fotocondutivo pelo sistema de remoção de toner residual. A imagem do toner é ligada à folha da mídia no fusor 37 e em seguida enviada para um local de saída ou pa-ra uma ou mais opções de acabamento tal como um duplexer, um grampeador ou furador.

[034] Referindo-se agora a Figura 2, uma modalidade do exemplo da unidade de imageamento 32 é mostrada. A unidade de imageamento 32, como ilustrado, inclui a unidade desenvolvedora 34, unidade de limpeza 33 e uma estrutura 200. A unidade desenvolvedora 34 e unidade de limpeza 33 são montadas sobre ou de outro modo presas à estrutura 200. A unidade de imageamento 32 sem cartucho de toner 35 é inicialmente de modo deslizável recebida no mecanismo de imageamento 22. O cartucho de toner 35 é em seguida de modo deslizável inserido ao longo da unidade de estrutura 200 até que seja operacionalmente acoplado a unidade desenvolvedora 34. Esta disposição permite que o cartucho de toner 35 seja separadamente removido e reinserido facilmente ao substituir um cartucho de toner vazio ou durante a remoção de entupimento de mídia. A unidade desenvolvedora 34, unidade de limpeza 33 e estrutura 200 também podem ser facilmente de modo deslizável removidas e reinseridas como uma unidade única quando requerido. Entretanto, isto normalmente ocorreria com menos frequência do que a remoção e reinserção do cartucho de toner 35.

[035] Como mencionado, o cartucho de toner 35 de modo removível combina com a unidade desenvolvedora 34 da unidade de imageamento 32. Um orifício de saída (não mostrado) no cartucho de toner 35 se comunica com um orifício de entrada 205 na unidade desenvolvedora 34 permitindo que o toner seja periodicamente transferido do cartucho de toner 35 para reabastecer o reservatório de toner na unidade desenvolvedora 34.

[036] Referindo-se agora a Figura 3, uma modalidade do exemplo da unidade desenvolvedora 34 é mostrada. A unidade desenvolvedora 34 inclui um alojamento 303 que fecha um reservatório de toner 305 dimensionado para manter uma quantidade do toner. Um rolo desenvolvedor 307, uma lâmina raspadora 309, e um rolo adicionador de toner 311 podem ser montados no reservatório de toner 305. O rolo adicionador de toner 311 move o toner fornecido do cartucho de toner 35 para o rolo desenvolvedor 307 ao mesmo tempo em que a lâmina raspadora 309 fornece uma camada uniforme, com dosímetro de toner no rolo desenvolvedor 307. Uma verruma giratória 315 e calha 321 podem estar dispostas ao longo de um lado do reservatório de toner 305 próximo ao orifício de entrada do toner 205 de modo a distribuir o toner de entrada substancialmente uniformemente através do reservatório de toner 305. Uma pá de toner giratória ou agitador de toner 323 tendo uma ou mais lâminas 324 pode estar posicionada para agitar e mover o toner no reservatório de toner 305 para se apresentar ao rolo adicionador de toner 311 e rolo desenvolvedor 307. Na agitação e movimento do toner, a rotação do agitador de toner 323 previne as partículas de toner de formar grandes grumos no reservatório de toner 305.

[037] O orifício de entrada do toner 205 no alojamento 303 se alinha com o orifício de saída do cartucho de toner 35 quando o cartucho de toner 35 é instalado ao longo da estrutura 200 e combinado com a unidade desenvolvedora 34. Em uma forma de exemplo, o orifício de entrada do toner 205 pode ser maior na área do que o orifício de saída do cartucho de toner 35.

[038] De acordo com as modalidades do exemplo da presente descrição, um sensor de nível de toner pode estar posicionado dentro do reservatório de toner 305 para permitir o monitoramento substancialmente contínuo do nível do toner nele. O sensor de nível de toner pode ser implementado como um sensor capacitivo. Um sensor capacitivo de nível de toner serve para fornecer uma indicação dos níveis de toner relativos contidos nele. Em uma modalidade do exemplo, um sensor capacitivo de nível de toner de três placas é utilizado. Em particular, um primeiro eletrodo está disposto em uma região amplamente central do reservatório de toner 305, abrangendo lateralmente através do reservatório de toner 305. Dois segundos eletrodos estão dispostos ao longo dos lados opostos do reservatório de toner 305 de modo que o primeiro eletrodo centralmente disposto fique posicionado entre os dois segundos eletrodos. Os três eletrodos das três placas do sensor capacitivo, com as duas segundas placas sendo eletricamente conectadas juntas. Desse modo, as três placas formam dois capacitores conectados em paralelo. Na modalidade do exemplo, o primeiro eletrodo pode servir como uma placa sensível para sensibilizar um valor de capacitância, indicando o nível do toner no reservatório de toner 305, e os dois segundos eletrodos podem ser acionados por uma voltagem durante uma operação de sensibilização capacitiva. Um sensor capacitivo de três placas vantajosamente fornece desempenho melhorado e sensibilidade realçada, como explicado em maiores detalhes abaixo.

[039] Além disso, o sensor capacitivo de nível de toner pode ser implementado utilizando os componentes existentes da unidade desenvolvedora 34. Por exemplo, o sensor capacitivo pode utilizar os mecanismos utilizados no manuseio ou de outro modo controlando o movimento ou posição do toner dentro do reservatório de toner 305. Na modalidade ilustrada na Figura 3, um dos segundos eletrodos do sensor capacitivo pode ser implementado utilizando a calha 321 e a placa posterior 322 que está disposta ao longo de uma parede lateral do reservatório de toner 305 e que pode ser formada com a calha 321 de uma única folha de metal. Além disso, um segundo de um dos segundos eletrodos do sensor capacitivo pode ser implementado utilizando lâmina raspadora eletricamente condutiva 309, que está disposta ao longo de uma parede lateral do reservatório de toner 305 oposto a parede lateral tendo a placa posterior 322. Nesta disposição, o primeiro eletrodo ou placa sensível 325 pode estar disposto entre a combinação de calha 321 e placa posterior 322 e a lâmina raspadora 309. A placa sensível 325 pode estar disposta adjacente ao agitador de toner 323 e pode ter uma ou mais fendas formadas através de um corpo nele para permitir que as lâminas 324 do agitador de toner 323 para passar através ao ser girado. A calha 321, a placa posterior 322 e a lâmina raspadora 309 podem ser eletricamente acopladas uma a outra e acionadas por uma fonte de sinal comum, tal como uma fonte de sinal de voltagem AC. Na alternativa, a calha 321 e a placa posterior 322 podem ser eletricamente isoladas da lâmina raspadora 309 e acionadas por fontes de sinal de voltagem separadas. Como mencionado, a placa sensível 325 pode ser utilizada para sentir ou medir os sinais indicativos do nível de toner.

[040] A placa sensível 325 pode ter diferentes formas como mostrado, por exemplo, nas Figuras 4A- 4C. Na Figura 4A, a placa sensível 325A é formada na forma de uma estrutura de pente tendo dedos 405A que se estendem de uma parte da placa alongada 410A com dedos adjacentes 405A separados por uma distância formando fendas 415A. Na Figura 4B, uma placa sensível estruturada de pente modificada 325B tendo dedos na forma de T substancialmente invertido 405B é mostrada. Tal desenho pode ser utilizado para aumentar a área de superfície da placa sensível 325. A placa sensível 325 pode também incluir partes da placa localizadas em diferentes posições para detectar níveis específicos de toner. Por exemplo, como mostrado na Figura 4C, a placa sensível 325C pode incluir uma primeira parte da placa 435 e uma segunda parte da placa 440 posicionadas acima da primeira parte da placa 435. A primeira parte da placa 435 e a segunda parte da placa 440 podem ser eletricamente acopladas uma a outra através dos membros de conexão 445. Em tal desenho, a placa sensível 325C pode ser capaz de sentir o toner posicionado mais próximo do rolo adicionador de toner 311 como ilustrado, por exemplo, na Figura 6 mostrando uma visão em perfil da unidade desenvolvedora 34 de acordo com outra modalidade do exemplo. Em geral, a placa sensível 325 C pode incluir múltiplas partes da placa com cada parte da placa disposta em uma posição correspondendo a um local de mudança capacitiva máxima. Qualquer tipo de material conduti- vo pode então ser utilizado para interconectar as múltiplas partes da placa. É também contemplado que outros moldes ou formas, incluindo curvada, cilíndrica, coaxial, e outras formas como ocorreria para aqueles versados na técnica, podem ser implementados para a placa sensível 325.

[041] Para as lâminas 324 do agitador de toner 323 serem capazes de passar através da placa sensível 325, as lâminas 324 podem requerer formas que se adaptem nas fendas 415 formadas entre os dedos adjacentes 405 da placa sensível correspondente 325 ao mesmo tempo em que fornece meios efetivos para mover o toner e/ou prevenir o toner de acumular ou entupir no reservatório de toner 305.

[042] Figuras 5A-5C mostram as modalidades do exemplo das estruturas de agitador de toner que podem ser utilizadas com os desenhos de placa sensível mostrados nas Figuras 4A-4C. Figura 5A ilustra o agitador de toner 323 A tendo um eixo de acionamento 503 A e uma pluralidade de lâminas axialmente espaçadas 324A que se estendem radialmente externamente do eixo de acionamento 503A. O espaçamento axial entre as lâminas adjacentes 324A permite que as lâminas 324A passem através das fendas 415A sem serem interferidas pelos dedos 405A da placa sensível 325 A. Na Figura 5B, cada lâmina 324B de um agitador de toner 323B é moldada para formar uma estrutura substancialmente em forma de T para adaptar- se à forma das fendas 415B da placa sensível 325B mostrada na Figura 4B. Cada lâmina 324B inclui uma barra de conexão 507 que se estende radialmente externamente do eixo de acionamento 503B e uma barra de disjuntor 509 que se estende da barra de conexão 507 em orientação substancialmente paralela com o eixo de acionamento 503B. As barras de conexão 507 e barras de disjuntor 509 podem ter seções transversais em forma de cruz e um número de bordas que pode ajudar na fragmentação afastada e condução através do toner sedimentado e/ou compactado no reservatório de toner 305. Figura 5C mostra o agitador de toner 323C compreendido de uma pluralidade de pás e lâminas 324C que se estendem radialmente do eixo de acionamento 503C e disposto em uma relação substancialmente helicoidal ao longo do eixo de acionamento 503C com substancialmente nenhuma distância axial entre as lâminas adjacentes 324C. Tal desenho do agitador de toner pode ser utilizado em conjunto com a placa sensível 325 na Figura 4C como mostrado, por exemplo, na Figura 6. Em outras modalidades alternativas, o agitador de toner 323 pode estar posicionado para ser suficientemente espaçado da placa sensível 325 tal que as lâminas 324 não contatem a placa sensível 325 ao serem giradas para evitar a necessidade de fendas de placa sensíveis. Será reconhecido que as lâminas 324 podem ser de várias outras formas geométricas tais como, por exemplo, substancialmente cilíndrica, retangular, triangular, cônica, etc., e podem ser de diferentes comprimentos e/ou dimensões, ou orientação angular com respeito a cada outro ou relativo ao eixo de acionamento 503. Será apreciado que outras combinações de placa sensível 325 e agitador de toner 323, e sua disposição relativa uma a outra, podem ser implementadas.

[043] Independente da forma de placa sensível 325, dois capacitores são formados dentro do reservatório de toner 305 na modalidade do exemplo mostrada na Figura 3. Com a placa sensível 325 atuando como um eletrodo comum, um primeiro capacitor é formado entre a placa sensível 325 e a combinação de calha 321 e a placa posterior 322, e um segundo capacitor é formado entre a placa sensível 325 e a lâmina raspadora 309. Os primeiro e segundo capacitores podem ser caracterizados por capacitâncias inerentes C1 e C2, respectivamente, que podem variar em resposta às quantidades de toner existente entre os eletrodos correspondentes dos dois capacitores. Quando o nível do toner dentro do reservatório de toner 305 aumenta, o toner desloca o ar ou gás entre os respectivos eletrodos do primeiro e segundo capacitores. A constante dielétrica do toner é geralmente diferente da constante dielétrica do ar. Desse modo, as mudanças no valor das capacitâncias C1 e C2 ocorrem devido a uma mudança na constante dielétrica do compósito da substância entre os respectivos eletrodos dos dois capacitores.

[044] Geralmente, a relação da capacitância para um capacitor de duas placas pode ser aproximada por um capacitor com duas placas paralelas proximamente espaçadas, que podem ser expressas por.

[045] onde C é a capacitância em picoFarads, K é a constante dielétrica relativa do material preenchendo o espaço entre os dois eletrodos em Farads por metro, A é a área de sobreposição entre os dois eletrodos em metros quadrados, e D é a distância entre os dois eletrodos em metros. A constante dielétrica K é um valor numérico que se refere à capacidade do material, entre os eletrodos, de armazenar uma carga eletrostática. De acordo com a equação acima, se um material dielé- trico maior substitui um material dielétrico menor, a capacitância total aumenta. Além disso, um aumento na área de eletrodo A e/ou uma diminuição na distância de separação D cada produzirá um aumento na capacitância.

[046] Posicionando-se a placa sensível 325 entre a lâmina raspadora 309 e a combinação da calha 321 e da placa posterior 322, a área de superfície da placa sensível 325 é maximizada com cada dentre o primeiro e segundo capacitores utilizando uma área de superfície lateral da placa sensível 325. Ao mesmo tempo, a distância de separação entre a placa sensível 325 e as placas acionadas (calha 321/placa posterior 322 e lâmina raspadora 309) é reduzida para metade.

[047] Além disso, o primeiro e segundo capacitores podem ser representados como dois capacitores conectados em paralelo quando incorporados na forma de circuito. Como um resultado, a capacitância total é a soma das capacitâncias C1 e C2 dos primeiro e segundo capacitores, respectivamente. Consequentemente, devido a área de superfície aumentada, diminuição da distância de separação, e equivalência de circuito paralelo dos dois capacitores, a capacitância e/ou variação de capacitância resultante que podem ser obtidas pelo sensor capacitivo de nível de toner de três placas é aumentada comparada com um desenho de capacitor padrão de duas placas.

[048] Além disso, o posicionamento da placa sensível 325 na parte média do reservatório de toner 305 entre a calha 321, placa posterior 322 e lâmina raspadora 309 fornece a placa sensível 325 uma quantidade suficiente de blindagem que pode reduzir e/ou bloquear a interferência elétrica, interferência eletromagnética ou outro ruído de outras fontes externas. A blindagem pode fazer com que os sinais sentidos ou medidos na placa sensível 325 sejam menos susceptíveis a outros sinais, tais como voltagens AC, utilizados para operar dispositivos ou componentes circundantes dentro ou externos ao mecanismo de imageamento 22, desse modo vantajosamente permitindo que o sensor capacitivo de nível de toner de três placas desempenhe suas funções com um grau mais elevado de exatidão.

[049] A placa sensível 325 pode ser eletricamente acoplada a um circuito de sensibilização (não mostrado) para receber sinais elétricos que aparecem na placa sensível 325 e determinando a capacitância instantânea do primeiro e segundo capacitores. Tal circuito pode estar localizado na unidade de imageamento 32, mecanismo de impressão 30, controlador 28 ou alguns ou todos destes. Uma vez que a capacitância resultante do primeiro e segundo capacitores é determinada, a quantidade de toner que existe no reservatório de toner 305 pode ser determinada utili zando, por exemplo, dados de correlação. Devido às leituras de capacitância e/ou variação de capacitância aumentadas, a sensibilidade mais elevada a pequenas mudanças no nível de toner e resolução mais elevada da medição do toner, podem ser obtidas.

[050] Em outra modalidade do exemplo, um sensor capacitivo de nível de toner no reservatório de toner 305 pode ser implementado utilizando somente a lâmina raspadora 309 e a combinação de calha 321 e a placa posterior 322 sem placa sensível 325. Por exemplo, a combinação de calha 321/placa posterior 322 pode ser utilizada como um eletrodo condutivo a ser acionado por uma fonte de sinal ao mesmo tempo em que a lâmina raspadora 309 pode ser utilizada para sentir ou medir os sinais indicativos de nível de toner, ou vice versa. A combinação de calha 321/placa posterior 322 e lâmina raspadora 309 pode formar um capacitor caracterizado por uma capacitância inerente que varia em resposta a uma quantidade de toner que existe entre eles. Em uma modalidade, a combinação de calha 321/placa posterior 322 ou a lâmina raspadora 309 pode ser eletricamente acoplada ao circuito de sensibilização mencionado acima para detectar a capacitância instantânea do capacitor e determinar a quantidade de toner que existe entre as duas placas condu- tivas. Embora a sensibilidade de tal desenho possa ser menor comparada com aquela do desenho de três placas, o desenho leva vantagem de componentes existentes dentro do reservatório de toner 305 combinando-se as funções de sensor e controle de toner dos componentes existentes.

[051] É entendido que outro mecanismo ou componente eletricamente condutivo no reservatório de toner 305 possa ser utilizado como pelo menos uma parte de pelo menos um eletrodo condutivo do sensor capacitivo de nível de toner. Por exemplo, o agitador de toner pode alternativamente ser utilizado como uma placa sensível ao invés de ou além da placa sensível 325. Em outra modalidade do exemplo, uma placa de acionamento pode ser presa a e/ou feita uma parte da mon- tagem de lâmina raspadora 309, tal como um suporte 601 montando a lâmina raspadora 309 (Figura 6). Em ainda outra modalidade do exemplo, as placas adicionais ou materiais condutivos podem ser incorporados no reservatório de toner 305 para uso como placas condutivas do sensor capacitivo. Por exemplo, uma placa de acionamento 603 pode estar posicionada em frente e isolada da lâmina raspadora 309 por um material isolante 605. Alternativamente, uma placa de acionamento separada 604 pode estar posicionada atrás da lâmina raspadora 309, tal como atrás do suporte 601 ou entre a lâmina raspadora 309 e o suporte 601 (não mostrado). Em outra modalidade dos exemplos, as paredes internas e externas do reservatório de toner 305 podem ser alinhadas ou moldadas com o material eletricamente condutivo para uso como placas condutivas do sensor capacitivo. Será apreciado que outras disposições e/ou localizações de placas de acionamento podem ser utilizadas.

[052] Em outra modalidade do exemplo, mais do que três placas podem ser utilizadas como eletrodos condutivos do sensor capacitivo de nível de toner do reservatório de toner 305. Em uma modalidade, eletrodos adicionais podem estar posicionados dentro de uma parte central do reservatório de toner 305 além da placa sensível 325. As placas/eletrodos condutivos adicionais ou componentes existentes no reservatório de toner 305 podem ser utilizados como placas de acionamento além da calha 321/placa posterior 322 e da lâmina raspadora 309. Cada eletrodo adjacente pode formar um capacitor exibindo uma capacitância que varia dependendo da quantidade de toner existente entre os eletrodos. Em uma modalidade do exemplo, placas/eletrodos alternativos podem ser conectados aos dois terminais separados. Por exemplo, um primeiro conjunto de eletrodos pode ser eletricamente acoplado a um primeiro terminal que é acionado por uma fonte de sinal ao mesmo tempo em que um segundo conjunto de eletrodos alternando com o primeiro conjunto de eletrodos pode ser acoplado a um ou mais segundo terminais e utilizado como eletrodos sensíveis. Os segundos terminais podem então ser eletricamente acoplados ao circuito de sensibilização para detectar as capacitâncias instantâneas do capacitor de multi-placa. Será apreciado que várias placas capacitoras sejam aumentadas, a capacitância do sensor total seja também aumentada devido a um aumento adicional na área de superfície e diminuição na distância de separação entre os eletrodos adjacentes. Consequentemente, um sensor capacitivo utilizando múltiplas placas pode produzir sensibilidade significativamente mais elevada e resolução mais elevada em um pequeno volume de recipiente do que faz um desenho de sensor capacitivo de duas placas padrão.

[053] A descrição dos detalhes das modalidades do exemplo foi descrita no contexto do reservatório de toner. Entretanto, será apreciado que os ensinamentos e conceitos fornecidos aqui sejam aplicáveis a outros recipiente de toners também.

[054] A descrição anterior de vários métodos e uma modalidade da invenção foram apresentadas para propósitos de ilustração. Não é pretendido ser exaustivo ou limitar a invenção às formas e/ou etapas precisas descritas, e obviamente muitas modificações e variações são possíveis na luz dos ensinamentos acima. É pretendido que o escopo da invenção seja definido pelas reivindicações anexas a esta.

Claims

1. Recipiente de toner (35), compreendendo: um primeiro eletrodo (321,322) disposto dento do recipiente de toner; um segundo eletrodo (309, 603) eletricamente conectado ao primeiro eletrodo e disposto dentro do recipiente de toner oposto ao primeiro eletrodo; e um eletrodo sensível (325) disposto entre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo, o eletrodo sensível e o primeiro eletrodo formando um primeiro capacitor possuindo uma primeira capacitância (C1) que muda em resposta a uma mudança em quantidade de toner existente entre eles, e o eletrodo sensível e o segundo eletrodo formando um segundo capacitor possuindo uma segunda capacitância (C2) que muda em resposta a uma mudança em quantidade de toner existente entre eles, em que o primeiro capacitor é formado pelo primeiro eletrodo e uma primeira área de superfície lateral do eletrodo sensível (325) e o segundo capacitor é formado pelo segundo eletrodo e uma segunda área de superfície lateral do eletrodo sensível, CARACTERIZADO pelo fato de que o recipiente de toner (35) compreende ainda um rolo (307), em que o segundo eletrodo inclui uma lâmina raspadora (309) posicionada em proximidade ao rolo para remover ou nivelar uma parte de uma camada de toner no rolo.

2. Recipiente de toner, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro eletrodo inclui uma calha (321) posicionada ao longo de uma lateral do recipiente para distribuir toner uniformemente através do recipiente de toner.

3. Recipiente de toner, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o eletrodo sensível (325) inclui uma estrutura em forma de pente (325A) tendo uma ou mais fendas (415A) formadas através de um corpo da mesma.

4. Recipiente de toner, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda um agitador móvel (323) disposto adjacente ao eletrodo sensível (325) e tendo uma ou mais lâminas (324), em que movimento do agitador móvel faz com que a uma ou mais lâminas passem através da uma ou mais fendas (415A) do eletrodo sensível.

5. Recipiente de toner, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o eletrodo sensível (325) inclui uma primeira parte de placa (435) e uma segunda parte de placa (440) posicionada acima da primeira parte de placa.

6. Recipiente de toner, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma parte de cada um dentre o primeiro eletrodo (321, 322), o segundo eletrodo (309, 603) e o eletrodo sensível (325) se estendem paralelas entre si.

7. Recipiente de toner, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o eletrodo sensível (325A, 325B) possui uma parte de placa (410A) e uma pluralidade de membros de dedo (405A, 405B) se estendendo a partir da mesma.

8. Recipiente de toner, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda um agitador móvel (323) disposto adjacente ao eletrodo sensível (325) e tendo uma ou mais lâminas (324), em que movimento do agitador móvel faz com que a uma ou mais lâminas passe entre a pluralidade de dedos (405, 405B) do eletrodo sensível.

9. Recipiente de toner, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos um dentre a pluralidade de dedos (405B) tem uma forma de T invertido.

10. Recipiente de toner, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda pelo menos um mecanismo para controlar uma posição de toner dentro do recipiente de toner, em que pelo menos um dentre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo inclui um componente do pelo menos um mecanismo.