CN102289183B - 成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种成像设备，所述成像设备包括重量检测传感器和CPU(通知控制部、重量计算部和满容量数量校正部)。该CPU基于包括成像片材的数量的成像历史信息来计算在废碳粉容器中的碳粉的重量。当由重量检测传感器检测的在该废碳粉容器中的碳粉的重量达到准满容量数量时，CPU将由重量检测传感器检测的检测值与由CPU计算的计算值作比较，并且使用基于该比较的结果设置的校正值来校正满容量状态的重量值。

Description

成像设备

技术领域

本发明涉及成像设备，该成像设备具有废碳粉容器，用于收集和存储在转印(transferring)步骤后在图像承载构件的表面上残留的碳粉(toner)。

背景技术

在电子摄影成像设备中，在诸如感光鼓或传送带的图像承载构件的表面上形成静电潜像，随后，在其上形成碳粉图像，其后，从图像承载构件向片材(sheet)转印碳粉图像。经由清洁单元等来在废碳粉容器中收集以存储未被转印到片材而是残留在图像承载构件的表面上的碳粉。

随着进行成像的片材的数量(以下称为成像片材的数量)增加，在废碳粉容器中的废碳粉的数量增加，并且废碳粉容器经过一段时间后变满。如果在满容量状态下在废碳粉容器中进一步收集废碳粉，则产生问题，诸如废碳粉从废碳粉容器溢出。为了避免这一点，传统的成像设备当废碳粉容器变满时进入禁止状态，并且发出警告以敦促用户更换废碳粉容器。

一些成像设备被构造来平滑地更换废碳粉容器，以便在进入禁止状态之前并且当废碳粉容器接近更换时间时发出警告(例如，参见JP2004-101667A，其被称为专利文献1)。

然而，包括专利文献1的传统技术有时未能精确地检测到在废碳粉容器中的废碳粉的数量。例如，在使用在废碳粉容器之下设置的弹簧来检测废碳粉的重量的构造中，由于弹簧精度的变化或在废碳粉分布上的不平衡，在一些情况下不能检测到精确的重量。在基于诸如成像片材的数量的成像信息来检测在废碳粉容器中的废碳粉的数量的另一种情况下，甚至对于相同数量的成像片材的废碳粉的数量随着彩色打印和单色打印的频率、打印密度和所打印的图像的类型等来改变。

这样的故障导致难以检测到废碳粉容器的适当更换时间，有时引起废碳粉从废碳粉容器溢出或虽然在废碳粉容器中剩余足够的空间但是不必要地更换废碳粉容器。

本发明的目的是提供一种能够检测废碳粉容器的适当更换时间的成像设备。

发明内容

根据本发明的一种成像设备包括废碳粉容器，所述废碳粉容器在转印步骤后收集和存储在图像承载构件的表面上残留的碳粉。这个成像设备包括重量检测部、通知控制部、重量计算部和满容量数量校正部。

所述重量检测部测量所述废碳粉容器的重量，以便检测在所述废碳粉容器中的碳粉的重量。当由所述重量检测部检测的在所述废碳粉容器中的碳粉的重量达到预先设置的满容量数量时，以及当由所述重量检测部检测的所述废碳粉容器中的碳粉的重量达到预先设置的、比所述满容量数量小的准全容量数量时，所述通知控制部向用户发出关于这一点的通知。

重量计算部基于包括成像片材的数量的成像历史信息来计算在所述废碳粉容器中的碳粉的重量。当由所述重量检测部检测的所述废碳粉容器中的碳粉的重量达到所述准满容量数量时，所述满容量数量校正部将由所述重量检测部检测的检测值与由所述重量计算部计算的计算值作比较，并且使用基于所述比较的结果设置的校正值来校正所述满容量数量的值。

在此，由所述满容量数量校正部设置的校正值可以是与在由所述重量检测部检测的所述检测值和由所述重量计算部计算的所述计算值之间的差对应的值。例如，当由所述重量检测部检测的在所述废碳粉容器中的碳粉的重量达到所述准满容量数量时，并且当由所述重量检测部检测的所述检测值大于由所述重量计算部计算的所述计算值时，所述满容量数量校正部将所述校正值加到所述满容量数量。

在这种配置中，当由所述重量检测部检测的在所述废碳粉容器中的碳粉的重量达到所述准满容量数量时，参考由所述重量检测部检测的检测值以及由所述重量计算部计算的计算值来校正满容量数量的值，因此，可以获得满容量数量的更适当的值。结果，可以防止诸如下述问题的问题：虽然在废碳粉容器中剩余足够的空间但是错误地产生更换警告以使得成像设备处于禁止状态中。

附图说明

图1示意地图示根据本发明的一个实施例的成像设备。

图2是示意地图示根据本发明的一个实施例的成像设备的框图。

图3A图示在成像历史信息和废碳粉数量之间的关系，并且图3B图示在成像历史信息和废碳粉数量之间的关系。

图4是图示在成像设备中的废碳粉的满容量检测处理的过程的流程图。

图5A图示废碳粉的准满容量状态，图5B图示废碳粉的满容量状态，并且图5C图示废碳粉的满容量状态和准满容量状态。

具体实施方式

图1示意地图示根据本发明的一个实施例的成像设备50。成像设备50根据从外部发送的图像数据来在预定片材(记录片材)上形成多色或单色图像，并且包括成像部82和文档阅读器58。

成像部82包括四个成像站(image formation station)，每一个成像站以黑色(K)、青色(C)、品红(M)或黄色(Y)来形成彩色图像。每一个成像站包括显影单元91、感光鼓90、清洁单元93和充电器92。

成像部82还包括光学扫描装置88、中间传送带单元95、定影单元74、供纸盒71、第一拷贝接收盘80、第二拷贝接收盘100和用于改变片材的传送方向的多个挡板(未示出)等。

在成像部82上设置了由透明玻璃制成的稿台54，其上放置了文档，并且在稿台54上安装了自动文档处理器56。自动文档处理器56自动地将文档传送到稿台54上。自动文档处理器56被构造为可旋转以将稿台54打开，使得可以手动地将文档放置在稿台54上。

充电器92是用于以预定的电势在感光鼓90的表面上均匀地充电的部件，它可以是接触型充电器，诸如辊或刷，而不是在图1中所示的非接触型充电器。

光学扫描装置88被构造得根据图像数据输入来在每一个感光鼓90的表面上形成静电潜像。

每一个显影单元91使用四种颜色之一的碳粉使得在对应的感光鼓90上形成的静电潜像可见。清洁单元93在转印步骤后去除并且收集在感光鼓90的表面上残留的碳粉。

在感光鼓90上布置的中间传送带单元95包括中间传送带94、中间传送带驱动辊85、中间传送带从动辊84、四个中间传送辊96和中间传送带清洁单元86。

中间传送带驱动辊85、中间传送带从动辊84和中间传送辊96被构造得拉展在其间的中间传送带94。每一个中间传送辊96被构造得将在对应的感光鼓90上的碳粉图像转印到中间传送带94上。

中间传送带94被设置来与每一个感光鼓90接触，并且具有使得在感光鼓90上形成的每种颜色的碳粉图像转印并且顺次覆盖在其上的功能，使得在中间传送带94上形成彩色碳粉图像(多色碳粉图像)。使用例如厚度上为100微米至150微米的膜来将中间传送带94形成为环形带。

当从感光鼓90向中间传送带94转印碳粉图像时，向中间传送辊96施加高压的转印偏压(具有与带电的碳粉的极性(-)相反的极性(+)的高压)，以转印碳粉图像。中间传送辊96的每一个是包括在直径上为8至10毫米的金属(例如，不锈钢)轴的辊，该金属轴作为基础并且被围绕导电弹性材料(例如，EPDM或聚氨酯泡沫)。这种导电弹性材料使得能够向中间传送带94均匀地施加高压。本实施例使用辊形状的转印电极，但是不限于此，例如可以使用刷型的转印电极。

如上所述，使得静电图像在对应颜色的每一个感光鼓90上可见，并且静电图像覆盖在中间传送带94上。当中间传送带94旋转时，如此覆盖的图像信息被下述的二次转印辊87转印到片材上，该二次转印辊87被布置在片材和中间传送带94的接触位置处。

此时，通过以预定的相夹(nip)加压来使得中间传送带94和二次转印辊87彼此接触，同时向二次转印辊87施加电压(具有与带电的碳粉的极性(-)相反的极性(+)的高压)，以向片材上转印碳粉。为了使得二次转印辊87稳定地给出上述的相夹，二次转印辊87和中间传送带驱动辊85的任何一个可以由硬材料(例如，金属)制成，并且另一个可以由诸如弹性辊的软材料(例如，弹性橡胶辊或泡沫树脂辊)制成。

同时，作为与感光鼓(90)接触的结果，碳粉粘附到中间传送带94上，或者碳粉留在中间传送带94上而未被二次转印辊87转印到片材，并且这样的碳粉在下面的步骤引起碳粉的颜色的混合。为了避免这一点，中间传送带清洁单元86被设置来去除和收集这样的碳粉。中间传送带清洁单元86具有例如作为与中间传送带94接触的清洁构件的清洁刮板，并且中间传送带94与清洁刮板接触的部分处，中间传送带94被中间传送带从动辊84从相反侧支撑。

供纸盒71是用于存储用于成像的片材(记录片材)的盘，并且被布置在成像部82的光学扫描装置88之下。用于成像的片材也可以被布置在手动供纸盒78上。

第一拷贝接收盘80被布置在成像部82之上，并且被构造得在使得打印侧表面向下的同时使得进行打印的片材堆叠。另一方面，第二拷贝接收盘100被布置在成像设备50的壳体外部，并且被构造得在使得打印侧表面向上的同时使得进行打印的片材堆叠。

成像部82设置有基本上垂直的片材传送路径77，用于从供纸盒71或手动供纸盒78经由二次转印辊87和定影单元74向第一拷贝接收盘80或第二拷贝接收盘100发送片材。在从供纸盒71和手动供纸盒78向第一拷贝接收盘80和第二拷贝接收盘100的片材传送路径77附近布置了例如搓纸辊73和75、多个传送辊62、64、66和68、停纸辊79、二次转印辊87和定影单元74。

传送辊62、64、66和68是用于促进和帮助片材的传送的小辊，并且沿着片材传送路径77设置了多个这样的辊。搓纸辊73被设置在供纸盒71的端部附近，以便从供纸盒71逐个地拾取片材，并且将片材提供到片材传送路径77。类似地，搓纸辊75被设置在手动供纸盒78的端部附近，以便从手动供纸盒78逐个地拾取片材，并且将片材提供到片材传送路径77。

停纸辊79暂时挡住沿着片材传送路径77传送的片材。然后，停纸辊79用于当在中间传送带94上的碳粉图像的前端与片材的前端对齐时将片材传送到二次转印辊87。

定影单元74包括加热辊72和加压辊76，并且加热辊72和加压辊76在其间夹着片材的同时旋转。控制器基于来自未示出的温度检测器的信号来将加热辊72设置在预定的定影温度。加热辊72以及加压辊76具有对于片材加热和加压碳粉以熔化、混合和加压在片材上转印的多色碳粉图像来用于热定影的功能。还设置了外部加热带70以从外部对加热辊72加热。

下面详细描述片材传送路径。如上所述，成像设备具有：供纸盒71，用于预先存储片材；以及手动供纸盒78。为了从这些供纸盒71和78供应片材，分别设置了搓纸辊73和75，以便将片材逐个地引导到片材传送路径77。

通过在片材传送路径77中的传送辊62从供纸盒71或手动供纸盒78向停纸辊79传送片材。然后，当片材的前端与在中间传送带94上的图像信息的前端对齐时，向二次转印辊87传送片材，并且，在片材上写入图像信息。其后，片材通过定影单元74，使得通过热量将未定影的碳粉熔化和定影以粘附到片材，并且经由在下游设置的传送辊68来将片材排出到第一拷贝接收盘80或第二拷贝接收盘100上。

上述的传送路径用于单面打印。另一方面，在双面打印的情况下，进行如上所述的单侧打印并且通过定影单元74的片材在其后端被最后布置的传送辊68固定。其后，传送辊68逆向旋转，并且挡板(未示出)在它们的位置上改变，使得将纸张引导到返回传送路径，沿着该返回传送路径布置了传送辊66和64。片材被从返回传送路径经由停纸辊79传送到与中间传送带94的接触位置，其中，在片材的后表面上执行打印。然后将片材排出到第一拷贝接收盘80。

在上述构造中，清洁单元93收集在感光鼓90上残留的碳粉，并且中间传送带清洁单元86收集在中间传送带94上残留的碳粉，并且经由包括螺杆等的传送部来将这样的碳粉收集到废碳粉容器10(未示出)以存储。

图2是示意地图示成像设备50的框图。如在这个附图中所示，成像设备50包括ROM 42、RAM 44、操作板46和CPU 40。ROM 42存储成像设备50的操作所需的多个程序。RAM 44是CPU 40可以直接地访问的易失性存储器。操作板46包括用于从用户接受输入操作的多个操作键和用于向用户显示必要信息的显示器48。CPU 40被构造来基于在ROM 42中存储的程序来全面地控制成像设备50的相应部分的操作。

CPU 40还连接到重量检测传感器12。重量检测传感器12被布置在废碳粉容器10下，并且被构造来测量废碳粉容器10的重量，以便检测废碳粉容器10中的碳粉的重量。

本实施例不使用仅基于由重量检测传感器12检测的值来检测在废碳粉容器10中的满容量状态或准满容量状态的传统方法。在本实施例中，通过下述方式来检测在废碳粉容器10中的满容量状态或准满容量状态：不仅参考由重量检测传感器12检测的值，而且参考从近似曲线了解的重量，该近似曲线是通过基于包括成像片材的数量等的关于成像的历史信息的计算而获得的。在此，满容量状态指的是下述状态：其中，该容器装满废碳粉，使得不能执行成像处理，直到更换了废碳粉容器。准满容量状态指的是下述状态：该容器被填充满容量状态的70-80％的碳粉，并且优选地向用户通知更换时间。

接下来参见图3A和3B，下面描述基于包括成像片材的数量等的成像历史信息来获得近似曲线和近似直线的示例。在图3A中，水平轴表示成像片材的数量，并且垂直轴表示废碳粉的重量。在图3B中，水平轴表示基于成像片材的数量等而获得的转换值，垂直轴表示废碳粉的重量。

废碳粉的重量随着成像模式(彩色/单色和密度等)、转印效率和带电率以及成像片材的数量而改变。因此，在本实施例中，定义了转换率(X)，其包括下述四个参数：成像片材的数量(x)、成像模式(y)、转印效率(z)和带电率(w)。然后，使用这个转换率(X)来构造近似曲线20和近似直线22，以便表示在成像片材的数量和废碳粉重量之间的对应关系，并且通过基于这些近似曲线20和近似直线22对于准满容量状态的系统检测来计算重量。

例如，通过表达式AX＝ax+by+cz+dw(A、a、b、c和d是常数)来表示转换率(X)。在水平轴上图形化和组织这个转换率(X)可以导致在图3B中所示的近似曲线20和近似直线22。

在此，当找到这个近似直线22时，优选的是，不包括其中在废碳粉容器10中的废碳粉数量未达到预定数量(例如，容器容量的20％)的范围。这是因为，在其中废碳粉数量未达到预定水平的区域19中，在废碳粉容器10本身的重量上或在重量检测传感器12的弹簧负荷上的误差趋向于具有大的影响。为此，废碳粉容器10优选地设置有废碳粉检测传感器，用于检测在废碳粉容器10中的废碳粉数量达到预定数量(例如，容器容量的20％)。

此外，例如，当由于振动导致废碳粉堆在废碳粉容器10中倒塌时，在重量上可能出现误差，因此，优选的是，也去除用于指示在图3A的成像片材的数量和废碳粉重量之间的关系的曲线上的具有大的不规则性的部分18，以找到近似曲线20和近似直线22。以这种方式，根据基于包括成像片材的数量等的成像历史信息系统地找到的近似直线22计算重量，并且，在准满容量状态时参考这样的重量，由此，可以比在传统技术中更精确地检测满容量状态。

图4是图示在用于在成像设备50中的废碳粉容器10的满容量检测处理中由CPU 40执行的过程的流程图。首先，CPU 40待机，直到重量检测传感器12的检测值达到与预先设置的准满容量状态对应的重量值(S1)。

在S1的待机步骤，当重量检测传感器12的检测值达到与预先设置的准满容量状态对应的重量值之后时，CPU 40使得显示器48显示废碳粉容器10的准满容量状态(S2)。

随后，CPU 40确定重量检测传感器12的检测值是否超过根据图3B的近似直线22获得的计算值(S3)。在S3的确定步骤，如果检测值超过该计算值，则CPU 40计算要被应用到用于指示满容量状态的重量值的校正值(S4)。在本实施例中，如图5A中所示，当废碳粉容器10达到准满容量状态时，在由重量检测传感器12指示的重量值和上述的计算值之间进行比较，并且通过从由重量检测传感器12指示的重量值减去该计算值来计算校正值14。在此，注意，在图5A至5C中，使用附图标记16指示的区域是由重量检测传感器12进行的重量检测的误差范围。

其后，CPU 40待机，直到重量检测传感器12的检测值达到用于指示原始满容量状态的重量值(S5)。然后，即使当重量检测传感器12的检测值达到用于指示原始满容量状态的重量值时，CPU 40不发出更换废碳粉容器10的警告，也不使得成像设备50处于禁止状态中。

此时，如图5B中所示，CPU 40通过将校正值14加到用于指示原始满容量状态的重量值来计算校正的重量值(S6)。随后，CPU 40待机，直到重量检测传感器12的检测值达到在步骤S6计算的校正的重量值(S7)。然后，当重量检测传感器12的检测值达到该校正的重量值时，CPU 40使得显示器48显示用于指示要更换废碳粉容器10的警告，并且使得成像设备50处于禁止状态中(S8)。

在上述的确定步骤S3，如果检测值未超过计算值，则CPU 40跳过在S4至S7描述的、将校正值14加到用于指示原始满容量状态的重量值的过程，并且当重量检测传感器12的检测值达到用于指示原始满容量状态的重量值时，CPU 40使得显示单元48显示用于指示要更换废碳粉容器10的警告，并且使得成像设备50处于禁止状态中(S9和S8)。

根据本实施例，可以提高废碳粉容器的废碳粉的填充率。结果，与仅参考重量检测传感器12的检测值的图5C的配置作比较，可以减少用户进行联系以更换废碳粉容器的频率，并且可以减少服务人员访问站点并且更换废碳粉容器10的麻烦。

在上述实施例中，经由显示器48向用户通知警告等。在另一种配置中，可以例如通过声音来通知用户。

上述实施例应当在各个方面被看作说明性的，而不是限定性的。本发明的范围被所附的权利要求指示，而不是被上述说明指示。在权利要求的等同内容的含义和范围内的所有改变意欲被包含在本发明中。

Claims (6)

1.一种成像设备，包括：

废碳粉容器，其在转印步骤后收集和存储在图像承载构件的表面上残留的碳粉；

重量检测部，其测量所述废碳粉容器的重量，以便检测在所述废碳粉容器中的碳粉的重量；

通知控制部，当由所述重量检测部检测的在所述废碳粉容器中的碳粉的重量达到预先设置的满容量数量时，以及当由所述重量检测部检测的在所述废碳粉容器中的碳粉的重量达到预先设置的、比所述满容量数量小的准满容量数量时，所述通知控制部向用户发出关于这一点的通知；

重量计算部，其基于包括成像片材的数量的成像历史信息来计算在所述废碳粉容器中的碳粉的重量；以及

满容量数量校正部，当由所述重量检测部检测的在所述废碳粉容器中的碳粉的重量达到所述准满容量数量时，所述满容量数量校正部将由所述重量检测部检测的检测值与由所述重量计算部基于直到所述废碳粉容器中的碳粉的重量达到所述准满容量数量时的所述成像历史信息计算的计算值作比较，并且使用基于所述比较的结果设置的校正值来校正所述满容量数量的值。

2.根据权利要求1所述的成像设备，

其中

由所述满容量数量校正部设置的所述校正值是与在由所述重量检测部检测的所述检测值和由所述重量计算部计算的所述计算值之间的差对应的值，并且

当由所述重量检测部检测的在所述废碳粉容器中的碳粉的重量达到所述准满容量数量时，并且当由所述重量检测部检测的所述检测值大于由所述重量计算部计算的所述计算值时，所述满容量数量校正部将所述校正值加到所述满容量数量。

3.根据权利要求1所述的成像设备，还包括废碳粉检测部，其检测在所述废碳粉容器中的碳粉的重量达到比所述准满容量数量小的预定数量，

其中

所述满容量数量校正部在不考虑在所述废碳粉检测部检测到在所述废碳粉容器中的碳粉的重量达到所述预定数量之前的信息的情况下，设置所述校正值。

4.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述重量计算部创建用于指示在所述成像历史信息和在所述废碳粉容器中的碳粉的重量之间的对应关系的图形。

5.根据权利要求4所述的成像设备，还包括废碳粉检测部，所述废碳粉检测部检测在所述废碳粉容器中的碳粉的重量达到比所述准满容量数量小的预定数量，

其中

对于所述图形的创建，所述重量计算部不考虑在所述废碳粉检测部检测到在所述废碳粉容器中的碳粉的重量达到所述预定数量之前的信息。

6.根据权利要求4所述的成像设备，其中，对于所述图形的创建，所述重量计算部在用于指示成像片材的数量和所述废碳粉容器中的碳粉的重量之间的关系的曲线中排除所述曲线的指出由于振动而导致在重量上出现了误差的一部分。

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