CN102530601B - 记录材料进给装置以及图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了记录材料进给装置以及图像形成装置。在每当进给纸张时提升和降低底板的片材进给盒中，当底板升高超过预定位置时，记录材料传感器检测到不存在记录材料。因此，通过在片材进给操作期间测量当检测到不存在记录材料时的时段，可检测片材进给盒中的记录材料的堆叠量。

Description

记录材料进给装置以及图像形成装置

技术领域

本发明涉及被配置用于检测堆叠单元上的记录材料的剩余量的记录材料进给装置，以及图像形成装置。

背景技术

常规地，作为保持要在其上形成图像的记录材料的堆叠部，例如，在图像形成装置中设置片材盒或片材进给板。对于堆叠部，已知包括用于检测记录材料是否存在以及记录材料的堆叠量的多个传感器的配置。

日本专利申请公开No.2000-153936论述了用于使用光学传感器以及具有不同透射率的标记检测堆叠部中是否存在记录材料的技术。

尽管如日本专利申请公开No.2000-153936中所论述的，检测传感器可使用具有不同透射率的标记仅通过一个传感器来检测记录材料是否存在以及记录材料的堆叠量，但是难以准确地检测标记的透射率的差异。此外，生产这样的具有多个透射率的标记导致成本增加。

发明内容

鉴于上述情况，本发明针对在不使用具有多个不同透射率的标记的情况下准确地检测记录材料是否存在以及记录材料的堆叠量。

根据本发明的一个方面，一种记录材料进给装置包括：进给单元，被配置用于进给记录材料；堆叠单元，其中在其堆叠部上堆叠记录材料，该堆叠单元提升所述堆叠部以使用所述进给单元进给记录材料，并且降低所述堆叠部；检测单元，被配置用于检测所述堆叠部的位置；以及控制单元，被配置用于基于当所述堆叠部被从其降低状态提升以进给记录材料并且然后所述堆叠部被从提升状态降低时的时段中所述检测单元的检测结果，获取所述堆叠部上堆叠的记录材料的堆叠量。

从下文参考附图对示例性实施例的描述，本发明的其它特征和方面将变得清晰。

附图说明

并入说明书并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的示例性实施例、特征和方面，并且与描述一起用于解释本发明的原理。

图1是图像形成装置100的示意性配置图。

图2是示出图像形成装置100的引擎控制单元的框图。

图3A和3B是示出片材盒110的示意性配置图。

图4A、4B和4C是示出通过片材盒110和片材进给辊112进行的片材进给操作的图。

图5是示出当片材盒上堆叠的记录材料的堆叠量不同时记录材料传感器111的输出的时序图。

图6是示出根据第一示例性实施例的当执行记录材料进给操作时用于检测记录材料的剩余量的操作的流程图。

图7是用于检测记录材料的类型的记录材料检测传感器的示意性配置图。

图8是示出根据第二示例性实施例的当执行记录材料进给操作时用于检测记录材料的剩余量的操作的流程图。

具体实施方式

下文将参照附图详细描述本发明的各个示例性实施例、特征和方面。

以下的示例性实施例没有限制权利要求中所表述的本发明，并且并非示例性实施例中所描述的特征的所有组合对于本发明都是不可缺少的。

图1是图像形成装置的示意性配置图。下文，将详细描述图像形成装置100。

图像形成装置的配置如下。感光鼓101Y、101M、101C、101K承载用于黄色、品红色、青色和黑色的调色剂。带电辊102Y、102M、102C、102K用作用于各颜色的一次带电单元，它们以预定的一致的电势分别使感光鼓101Y、101M、101C、101K带电。

激光束103Y、103M、103C、103K分别对应于通过一次带电单元带电的感光鼓101Y、101M、101C、101K上的各颜色的图像数据。光学单元104Y、104M、104C、104K用于形成静电潜像。

显影单元105Y、105M、105C和105K使在感光鼓101Y、101M、101C、101K上形成的静电潜像可视化。用于各颜色的一次转印辊106Y、106M、106C、106K对感光鼓101Y、101M、101C、101K上形成的图像进行一次转印。中间转印带115承载被一次转印的图像。

片材进给盒110保持作为记录材料的纸，记录材料传感器111检测片材进给盒110中是否存在任何记录材料，并且片材进给辊112从片材进给盒110中堆叠的那些记录材料进给记录材料。

对齐辊114运送记录材料并且与在中间转印带115上形成的图像同步。对齐传感器113检测在片材进给辊112和对齐辊114之间运送的记录材料。

二次转印辊116将中间转印带115上形成的图像转印到记录材料上。在图像被转印到记录材料上之后，定影辊117将未定影图像定影到记录材料上。加压辊118与定影辊117一起在图像被转印到记录材料上之后将未定影图像定影到记录材料上。

片材排出传感器119检测是否存在任何具有定影图像的记录材料。排出辊120排出记录材料。

接下来，将描述图像形成装置100的图像形成操作。包括打印命令和图像信息的打印数据被从主机计算机(未示出)输入图像形成装置100。然后，图像形成装置100开始打印操作，从而通过片材进给辊112从片材进给盒110将记录材料进给到传输路径。

为了确保用于在中间转印带115上形成图像的图像形成操作与用于传输记录材料的定时之间的同步，记录材料在对齐辊114处被临时停止，并且等待直至图像形成开始。

作为与用于进给记录材料的操作一起的图像形成操作，通过带电辊102Y、102M、102C、102K以预定电势使感光鼓101Y、101M、101C、101K带电。

对应于输入的打印数据，光学单元104Y、104M、104C、104K利用激光束103Y、103M、103C、103K扫描被带电的感光鼓101Y、101M、101C、101K的表面，以形成静电潜像。

通过显影单元105Y、105M、105C、105K使形成的静电潜像显影，从而使得这些潜像可见。通过显影单元105Y、105M、105C、105K使在感光鼓101Y、101M、101C、101K的表面上形成的静电潜像显影为相应颜色的图像。

感光鼓101Y、101M、101C、101K保持与中间转印带115接触，并且与中间转印带115的旋转同步旋转。各显影图像通过一次转印辊106Y、106M、106C、106K被依次转印到中间转印带115上，从而各图像重叠。然后，重叠图像被二次转印辊116转印到记录材料上。

此后，记录材料与图像形成操作同步地被传输至二次转印单元，以执行到记录材料上的二次转印。中间转印带115上形成的图像被二次转印辊116转印到记录材料上。

在转印到记录材料上之后，图像通过定影辊117和加压辊118被定影到记录材料上。在图像被定影之后，记录材料被排出辊120排出到片材排出托盘上，然后图像形成操作结束。

图2是示出图像形成装置100的引擎控制单元的框图。

主机计算机200向控制器单元201发送图像信息和打印命令。控制器单元201分析从主机计算机200接收到的图像信息，并且将分析结果发送到视频接口单元203。

控制器单元201可与主机计算机200和引擎控制单元202通信。控制器单元201通过视频接口单元203向引擎控制单元202发送打印预约命令、打印开始命令和视频信号。

当引擎控制单元202经由视频接口单元203接收到来自控制器单元201的打印预约命令时，引擎控制单元202利用CPU 204执行控制以准备根据打印预约命令的顺序进行打印，并且等待接收到打印开始命令。

当接收到打印开始命令时，引擎控制单元202输出用作用于向控制器单元201输出视频信号的基准定时的/TOP信号，并且根据打印预约命令开始打印操作。

当执行打印操作时，CPU 204控制用于驱动片材进给辊112的片材进给马达205，以及用于开始片材进给辊112的旋转控制的片材进给螺线管206。CPU 204基于用于检测记录材料的存在的记录材料传感器111的输出值，确定片材进给盒110上是否装载了任何记录材料。

图3A和3B是示出用作记录材料进给装置的片材盒110的示意性配置图。图3A示出在片材进给操作之前片材盒被下降到的原位置(home position)。图3B示出在片材进给操作期间片材盒被升高的状态。

片材盒110通过提升或降低记录材料被堆叠于其上的底板305来进给记录材料。其间，每当进给记录材料时执行提升和降低操作。

将详细描述片材盒110的结构。如图1所示，片材进给辊112被设置在片材盒110的传输路径侧的端部处。片材进给辊112经由片材进给辊轴302与无齿传动装置302耦接。

当片材进给螺线管206被接通时，片材进给马达205的驱动力被传递以使无齿传动装置301旋转。片材进给辊112与无齿传动装置301的旋转连动(interlock)地旋转。

记录材料传感器111具有记录材料传感器杆300，并且图3A和3B示出底板305上没有堆叠记录材料的状态。记录材料传感器111可依赖于记录材料传感器杆300是否因记录材料而落下来检测是否装载了任何记录材料。

当如图3A所示在片材进给操作之前位于原位置时，片材进给凸轮303将被弹簧加压的中间板抬升杆304下压。当中间板抬升杆304被下压时，底板305被下降至与片材盒110的底面相同的位置处。

片材进给凸轮303与片材进给辊轴302耦接，从而在片材进给操作期间，片材进给凸轮303与片材进给辊轴302的一圈旋转连动地进行旋转。片材进给凸轮303为新月形，并且在片材进给凸轮303进行旋转时，中间板抬升杆304的下压量被减小，然后再次增大。

当中间板抬升杆304的下压量减小时，被弹簧加压的中间板抬升杆304被升高。如图3B所示，当中间板抬升杆304升高时，底板305被连动地升高，并且紧靠片材进给辊112。

当片材进给凸轮303继续进一步旋转时，中间板抬升杆304的下压量增大，因此被弹簧加压的中间板抬升杆304下降。与中间板抬升杆304的下降连动地，底板305被下降至其原位置。

图4A、4B和4C示出通过片材盒110和片材进给辊112进行的片材进给操作。图4A示出片材进给操作之前的状况。图4B示出在记录材料被装载直至片材盒的基本一半的水平面的情况下的片材进给操作(下文被称为中载(medium loading))。图4C示出当很少的记录片材被装载到片材盒上时的片材进给操作(下文被称为低载(lowloading))

图4A示出在片材进给操作开始之前的状况。记录材料被装载到底板305上。装载的记录材料将记录材料传感器杆300下压。

与记录材料传感器杆300连动地，记录材料传感器连接件(link)401被致动。当记录材料传感器连接件401被致动时，记录材料传感器标记402在光遮断器403(光反射型光遮断器)的光发射单元和光接收单元之间移动，从而记录材料传感器标记402在光遮断器403中遮断光束。

图4B示出在片材进给操作开始之后、底板305被升高以使得堆叠直至中间水平面的记录材料与片材进给辊112接触的状况。

尽管记录材料传感器杆300随着底板305的升高而升高，记录材料传感器连接件401和记录材料传感器标记402仍停止在与片材进给操作之前的位置相同的位置处，而没有与记录材料传感器杆300连动。在光遮断器403中，光束仍被记录材料传感器标记402遮断。

图4C示出在片材进给操作开始之后、底板305被升高以使得少量装载的记录材料保持与片材进给辊112接触的状况。由于在图4C的状况中的记录材料的装载量少于在图4B的状况中的记录材料的装载量，因此在记录材料传感器杆401随着底板305的升高而升高时，记录材料传感器连接件401移动。

与记录材料传感器连接件401的移动连动地，记录材料传感器标记402移动到光遮断器403允许光束通过的位置。

根据常规技术，在记录材料的中载和低载的任何情况下，记录材料传感器标记402被配置为在如图4B所示的片材进给操作期间，总是在光遮断器403中遮断光束。

根据本示例性实施例，记录材料传感器标记402被配置为在记录材料为低载时在片材进给操作期间移动到光遮断器403允许光束通过的位置。因此，可检测到记录材料的低载。

光遮断器403的光束遮断状态改变为其的光束通过状态的位置由片材盒110上堆叠的记录材料的高度确定。优选地，在例如75g普通纸的情况下，堆叠的记录材料的高度为大约30张片材。

图5是示出当片材盒上堆叠的记录材料的堆叠量不同时记录材料传感器111的输出的时序图。作为示例，假定记录材料的堆叠量被安排为满足以下关系：中载＞低载水平1＞低载水平2。

作为具体实施例，当假定记录材料被堆叠满时的堆叠量为100％时，中载被设定为50％，低载水平1被设定为10％，低载水平2被设定为5％。此设定仅仅是一个示例，并且依赖于应检测到记录材料的堆叠量的定时，低载水平1和低载水平2的设定量可被任意设定。

图5示出当进给两张记录材料时的动作。对于记录材料的中载，在记录材料传感器111接通片材进给螺线管206的定时，用作用于记录材料的堆叠部的底板305升高。

与底板305的升高连动地，记录材料传感器杆300也升高。但是，由于记录材料传感器连接件401不移动，光遮断器403中的光束被遮断，从而继续检测记录材料的存在。

当记录材料以低载水平1堆叠时，从记录材料传感器111接通片材进给螺线管206的定时起，底板305升高。与底板305的升高连动地，记录材料传感器杆300也升高以移动记录材料传感器连接件401。

结果，光遮断器403变为光束通过的状态。因此，在底板305的升高期间，生成记录材料传感器111检测到不存在记录材料的时段(图5中[1])。

当记录材料以低载水平2堆叠时，从记录材料传感器111接通片材进给螺线管206的定时起，底板305升高。记录材料传感器杆300也与底板305的升高连动地升高以移动记录材料传感器连接件401。

结果，光遮断器403变为光束通过的状态。因此，在底板305的升高期间，生成记录材料传感器111检测到不存在记录材料的时段(图5中[2])。

由于在低载水平2记录材料的堆叠量小于低载水平1，因此记录材料传感器111检测到不存在记录材料时的时段(图5中[2])长于在低载水平1时检测到不存在记录材料时的时段(图5中[1])。

因此，当底板305升高时，可基于记录材料传感器111的检测结果、即检测到不存在记录材料时的时段来检测片材盒110上堆叠的记录材料的量。

图6是用于在执行记录材料进给操作时检测记录材料的剩余量的流程图。在步骤S11中，CPU 204利用记录材料传感器111检测是否存在记录材料。当检测到存在记录材料时(步骤S11中“是”)，在步骤S12中，CPU 204开始用于进给记录材料的操作。

在步骤S13中，在片材进给操作中，CPU 204利用记录材料传感器111检测记录材料是否存在。如果检测到不存在记录材料(“否”)，在步骤S14中，记录材料传感器111测量当检测到不存在记录材料时的时段。在步骤S15中，CPU 204检测片材进给辊112是否进行了一圈旋转。

在CPU 204确定片材进给辊112进行了一圈旋转(步骤S15中“是”)之后，在步骤S16中，CPU 204确定当检测到不存在记录材料时的时段是否长于0。如果当检测到不存在记录材料时的时段为0(步骤S16中“否”)，则CPU 204确定在片材进给盒110上堆叠了足够量的记录材料，然后结束该处理。

如果当检测到不存在记录材料时的时段长于0(步骤S16中“是”)时，在步骤S17中，CPU 204确定当不存在记录材料时的时段是否比阈值A短。

如果当检测到不存在记录材料时的时段短于阈值A(步骤S17中“是”)，则在步骤S18中，CPU 204告知记录材料被以低载水平1堆叠。如果当检测到不存在记录材料时的时段长于阈值A，则在步骤S19中，CPU 204告知记录材料被以低载水平2堆叠。

阈值A希望被设定为满足以下公式。

阈值A＝Tmax*(Ns/Nm)    ......(1)

Tmax：在片材进给操作期间通过记录材料传感器111检测到不存在记录材料时的最大时段(即，装载单个记录材料的状态)

Ns：被确定为处于低载水平的堆叠片材的数量

Nm：可被确定为处于低载水平的堆叠片材的最大数量。

由于记录材料传感器杆300、记录材料传感器连接件401以及记录材料传感器标记402的制造精度的分散以及光遮断器403、光遮断器403中的光发射元件和光接收元件的安装中的误差，光遮断器从光束遮断状态变为光束通过状态时的定时可依赖于图像形成装置而不同。

然后，通过对于用于确定阈值A的初始测量进给一张基准纸，测量在片材进给操作期间当检测到不存在记录材料时的时段(Tmax)。根据此测量结果，调节阈值A以更准确地检测记录材料的堆叠量。

根据本示例性实施例，记录材料传感器111的确定是否存在记录材料的处理被执行，直至在片材进给操作开始之后片材馈送辊112进行了一圈旋转。但是，此处理可在片材馈送操作期间在从底板305的升高到底板305的下降的时间间隔中执行。

尽管两个水平、即低载水平1和低载水平2被设定以用于确定是否存在记录材料，但是允许设定更多的水平以更精细地捕捉堆叠量。

在每当进给记录材料时使底板305升高和下降的片材进给盒110中，当底板305升高超过预定位置时，记录材料传感器111检测到不存在记录材料。

因此，通过测量在片材进给操作期间当检测到不存在记录材料时的时段，可检测片材进给盒110中的记录材料的堆叠量。

结果，在不使用具有不同透射率的标记的情况下，可准确地检测片材进给盒110上是否存在记录材料以及记录材料的堆叠量，由此提高了记录材料传感器的可用性。

根据上述第一示例性实施例，在每当进给每张纸时使底板305升高和下降的片材进给盒110中，当底板305升高超过预定位置时，记录材料传感器111检测到不存在记录材料。因此，检测到记录材料的堆积量。

作为第二示例性实施例，将描述用于根据记录材料的类型检测片材进给盒中堆叠的记录材料的数量的方法。

如上文在第一示例性实施例中所描述的，光遮断器403的光束遮断状态应改变为光遮断器的光束通过状态的条件是堆叠记录材料的高度。如果各记录材料的厚度不同，尽管堆叠的记录材料的高度相等，堆叠的记录材料的数量不同。

例如，75g普通纸的厚度为约0.1mm，而170g厚纸的厚度为约0.22mm。也就是说，例如，允许纸被装载30mm高的片材进给盒110可被装载30张75g普通纸以及13张170g厚纸。

在本示例性实施例中，将描述用于基于堆叠的记录材料的高度以及记录材料的类型而获得堆叠的记录材料的数量的方法。

将参照图7描述用于检测记录材料的类型的记录材料检测传感器701。记录材料检测传感器701包括LED 702、光接收传感器703、透镜704以及透镜705。

从LED 702投射的光束通过透镜704以及记录材料。通过记录材料的光束被透镜705会聚，并且到达光接收传感器703。光接收传感器703连接到CPU 204，并且CPU 204基于光接收传感器703接收的透射光的量确定记录材料的类型。

记录材料检测传感器701被设置在对齐传感器113的上游，并且在记录材料到达对齐传感器113的定时开始检测记录材料的类型。

表1示出了光接收传感器703接收的透射光的量与记录材料的类型之间的关系。

表1

透射光的量	记录材料的类型
		小于阈值B	厚纸
大于等于阈值B且小于阈值C	普通纸
		大于等于阈值C	薄纸

这里，阈值B和阈值C之间的关系被定义为使得阈值B＜阈值C。其间，阈值B和阈值C的具体值可基于由LED 702投射的光量确定。

由于随着记录材料的厚度增加光量衰减更多，透射光的量以厚纸、普通纸和薄纸的顺序增加。为了区分这些纸，应用阈值B＜阈值C的关系。

CPU 204可与光接收传感器703接收的透射光的量对应地识别记录材料的类型为薄纸、普通纸或厚纸。

尽管作为示例，但是这里应用了用于将记录材料的类型区分为三种类型、即薄纸、普通纸和厚纸的配置。允许通过更精细地设定阈值来将记录材料的类型识别为三种以上的类型。

图8是当执行记录材料进给操作时用于检测记录材料的剩余量的流程图。由于此流程图的步骤S11至S15类似于上述第一示例性实施例的图6的那些步骤，因此这里将省略这些步骤的描述。

在步骤S30中，CPU 204检测记录材料是否到达对齐传感器113。当记录材料到达对齐传感器113时(步骤S30中“是”)，在步骤S31中，对齐传感器113将光束透射到记录材料上以测量透射光的量。

在步骤S16中，CPU 204确定当检测到不存在记录材料时的时段是否大于0。当检测到不存在记录材料时的时段为0时(步骤S16中“否”)，CPU 204确定在片材进给盒110中累积了足够量的记录材料并且结束该处理。

如果检测到不存在记录材料时的时段大于0(步骤S16中“是”)，则在步骤S32中，CPU 204基于当检测到不存在记录材料时的时段以及作为对齐传感器113的检测结果被识别的记录材料的类型来检测堆叠的片材的数量。在步骤S33中，CPU 204告知堆叠的片材的数量。

表2示出基于记录材料的类型的堆叠的片材的数量与检测到不存在记录材料时的时段之间的关系。

表2

尽管上述情况依赖于当检测到不存在记录材料时的时段是否超过阈值A被分类，但是可通过更精细地设定阈值来更精细地检测堆叠片材的数量。

在每当进给一张纸时升高和降低底板305的片材进给盒110中，记录材料传感器111被配置成当底板305升高超过预定位置时检测到不存在记录材料。

因此，在片材进给操作期间的检测到不存在记录材料时的时段的测量使得能够检测片材进给盒110中的记录材料的堆叠量。

因此，可在不使用具有不同透射率的标记的情况下，准确地检测片材进给盒110上是否堆叠记录材料以及记录材料的堆叠量，由此提高了记录材料传感器111的可用性。

虽然已经参考示例实施例描述了本发明，应当理解，本发明不限于公开的示例实施例。下面的权利要求的范围将被给予最宽泛的解释，以便包含所有这些修改以及等同结构和功能。

Claims (4)

1.一种记录材料进给装置，包括：

进给单元，被配置用于进给记录材料；

堆叠单元，被配置用于在其堆叠部上堆叠记录材料，提升所述堆叠部以使用所述进给单元进给记录材料，并且在记录材料被所述进给单元进给之后降低所述堆叠部；

检测单元，被配置用于在从所述堆叠部从降低状态被提升至进给记录材料的位置时到所述堆叠部被从提升状态降低时的时间段期间，检测从所述检测单元所检测的检测值从第一值改变为第二值时到所述检测值改变回第一值时的时段，所述第一值指示检测到存在记录材料，第二值指示检测到不存在记录材料，所述时段在检测结果中是不同的；以及

控制单元，被配置用于基于所述检测单元的检测结果获取所述堆叠部上堆叠的记录材料的堆叠量。

2.根据权利要求1所述的记录材料进给装置，

其中，当从所述检测单元所检测的检测值从第一值改变为第二值时到所述检测值改变回第一值时的时段长于预定时段时，所述控制单元确定记录材料的堆叠量减少。

3.根据权利要求1所述的记录材料进给装置，进一步包括：

记录材料检测单元，被配置用于通过将光束投射到记录材料上来检测记录材料；

其中，所述控制单元基于所述记录材料检测单元的检测结果识别记录材料的类型，并且基于记录材料的类型以及检测单元的检测结果来获得记录材料的堆叠量。

4.一种图像形成装置，包括：

根据权利要求1-3中任一项所述的记录材料进给装置，

其中，所述图像形成装置在所述记录材料进给装置所进给的记录材料上进行图像形成。