CN102591175A - 成像设备及其墨粉传感器状态感测方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种成像设备及其墨粉传感器状态感测方法。一种其中包括具有墨粉和显影剂的显影单元的成像设备，所述设备包括：墨粉传感器，接收控制电压，并相应于显影单元中的墨粉剩余量产生输出电压；脉宽调制器，相应于脉宽调制(PWM)信号将控制电压提供给墨粉传感器；和控制器，控制脉宽调制器向墨粉传感器提供控制电压，以调节脉宽调制信号的占空比，并使输出电压达到目标值。

Description

成像设备及其墨粉传感器状态感测方法
本申请是申请日为2008年1月8日、申请号为200810001763.2、发明名称为“成像设备及其墨粉传感器状态感测方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
根据本发明总体构思的设备和方法涉及一种成像设备及其墨粉传感器状态感测方法，更具体地说，涉及一种调整墨粉传感器的控制电压的成像设备及其墨粉传感器状态感测方法。
背景技术
成像设备基于打印数据形成图像。所述成像设备可通过单一成分的显影方法(即，仅由墨粉)和两种成分的显影方法(即，由显影剂(载体)和墨粉)形成图像。所述两种成分的显影方法用于电子照相成像设备和多功能外设(MFP)。
因为采用两种成分的显影方法的成像设备形成图像，所以墨粉的浓度变得更加不连续，从而引起了显影剂的浓度的改变。为了保持显影的图像的质量，安装在成像设备中的显影单元需要感测墨粉和显影剂的浓度比的墨粉传感器。
显影单元的墨粉传感器发送由预定控制电压改变的输出电压，并将关于剩余墨粉量的信息提供给成像设备。在将墨粉传感器安装在显影单元中的最初阶段，墨粉传感器根据由成像设备的类型设置的参考浓度发送输出电压。
在显影单元的制造过程中根据正确的参考浓度来设置将被发送的墨粉传感器的输出电压。因此，从外部(例如，通过夹具(jig))手动地调节改变输出电压的控制电压。一旦被设置，控制电压不能再被改变。因此，成像设备可能没有根据墨粉的浓度感测到墨粉传感器的异常状态，例如，未改变的输出电压，以及当根据显影单元的搅拌器的旋转改变了墨粉传感器的输出电压时可能没有感测到墨粉传感器和搅拌器的异常状态。
发明内容
本发明总体构思提供一种成像设备及其墨粉传感器状态感测方法，所述成像设备自动地改变用于改变墨粉传感器的输出电压的控制电压，简化了显影单元的制造工艺，并自动调整和设置墨粉传感器的初始参考浓度值。
本发明总体构思提供一种成像设备及其墨粉传感器状态感测方法，所述成像设备可通过根据控制电压的变化检测输出电压的电平来感测墨粉传感器和包括在显影单元中的搅拌器的故障。
本发明总体构思的另外的方面和用途将在下面的描述中被部分地阐述，并且部分地根据描述将变得明显，或者可通过实施本发明而了解。
本发明总体构思的以上和/或其他方面和用途可通过提供一种其中包括具有墨粉和显影剂的显影单元的成像设备而实现，所述成像设备包括：墨粉传感器，接收控制电压，并相应于显影单元中的墨粉剩余量产生输出电压；脉宽调制器，相应于脉宽调制(PWM)信号将控制电压提供给墨粉传感器；和控制器，控制脉宽调制器向墨粉传感器提供控制电压，以调节PWM信号的占空比，并使输出电压达到目标值。
所述成像设备还可包括存储单元，其中，如果输出电压达到目标值，则控制器将PWM信号的占空比存储在存储单元中。
所述成像设备还可包括通知器，其中，如果输出电压等于或者小于最小参考值并且没有根据提高的占空比而增加，则控制器通过通知器通知用户墨粉传感器异常。
如果输出电压等于或者大于最大参考值并且没有根据降低的占空比而减小，则所述控制器可通过通知器通知用户墨粉传感器异常。
如果将显影单元初始地安装在成像设备中，或者如果成像设备的电源被开启，则控制器可调节PWM信号的占空比。
所述显影单元还可包括：搅拌器，搅拌墨粉和显影剂；和控制器，根据搅拌器的旋转检测输出电压的最大值；以及通知器，如果没有周期地检测到最大值，则向用户通知墨粉传感器或者搅拌器异常。
本发明总体构思的以上和/或其他方面和用途可通过提供一种具有接收控制电压并相应于显影单元中的墨粉剩余量产生输出电压的墨粉传感器的成像设备的墨粉传感器状态感测方法而实现，所述方法包括：计算输出电压的目标值；根据计算的目标值调整脉宽调制(PWM)信号的占空比；和相应于调整的占空比向墨粉传感器提供控制电压。
调整占空比的步骤可包括：如果输出电压达到目标值，则存储所述PWM信号的占空比。
所述提供控制电压的步骤还可包括：如果输出电压等于或者小于最小参考值，则确定输出电压是否根据提高的占空比而被增加；和如果确定输出电压没有增加，则通知用户墨粉传感器异常。
所述提供控制电压的步骤还可包括：如果输出电压等于或者大于最大参考值，则确定输出电压是否根据降低的占空比而被减小；和如果确定输出电压没有减小，则通知用户墨粉传感器异常。
所述调整占空比的步骤可包括：如果将显影单元初始地安装在成像设备中，或者如果成像设备的电源被开启，则调节PWM信号的占空比。
所述提供控制电压的步骤还可包括：根据搅拌显影单元中的墨粉和显影剂的搅拌器的旋转来检测输出电压的最大值；和如果没有周期地检测到所述最大值，则通知用户墨粉传感器或者搅拌器异常。
本发明总体构思的以上和/或其他方面和用途可通过提供一种成像设备而实现，所述成像设备包括：墨粉传感器，感测墨粉和显影剂的浓度比，并相应于感测的浓度比产生输出电压；和控制器，相应于墨粉传感器产生的输出电压调整提供给墨粉传感器的控制电压。
本发明总体构思的以上和/或其他方面和用途可通过提供一种成像设备而实现，所述成像设备包括：搅拌器，通过旋转运动搅拌墨粉和显影剂；墨粉传感器，感测搅拌器的旋转运动，并相应于搅拌器的旋转运动产生输出电压；和控制器，检测是否产生墨粉传感器的输出电压的最大值，并基于是否检测到所述最大值来确定搅拌器是正常还是异常。
本发明总体构思的以上和/或其他方面和用途可通过提供一种检测成像设备中的墨粉的电平的方法而实现，所述方法包括：感测墨粉和显影剂的浓度比；相应于感测的浓度比产生输出电压；和相应于墨粉传感器产生的输出电压调整提供给墨粉传感器的控制电压。
附图说明
通过以下结合附图对以下示例性实施例的描述，本发明总体构思的以上和/或其他方面和用途将变得清楚和更加容易理解，其中：
图1和图2是示出根据本发明总体构思示例性实施例的成像设备的框图；和
图3和图4是示出根据本发明总体构思的示例性实施例的成像设备的墨粉传感器状态感测方法的流程图。
具体实施方式
现在，将详细参照本发明总体构思的实施例，本发明的示例在附图中示出，其中，相同的标号始终指示相同的组件。以下，通过参照附图对实施例进行描述，以说明本发明总体构思。
图1是示出根据本发明总体构思的示例性实施例的成像设备1的框图。如其中所示，根据本示例性实施例的成像设备1可包括：显影单元10、墨粉传感器20、脉宽调制器30和控制器40，并且可被实施为执行打印以打印数据的打印设备。
显影单元10对感光体(未示出)应用显影剂，所述感光体使用墨粉和显影剂形成静电潜像。
墨粉传感器20接收控制电压，并通过基于接收的控制电压将与墨粉剩余量相应的输出电压输出来感测显影单元10中的墨粉剩余量。
脉宽调制器30相应于脉宽调制(PWM)信号将控制电压提供给墨粉传感器20。根据本发明总体构思的实施例的脉宽调制器30包括脉宽调制(PWM)信号产生器30a、集成电路(integrated circuit)30b、放大器30c和晶体管30d。
PWM信号产生器30a根据由控制器40提供的占空比产生用于调整控制电压的电平的PWM信号(稍后描述)。
集成电路30b对由PWM信号产生器30a产生的PWM信号进行积分，并输出与积分的PWM信号相应的信号。放大器30c对集成电路30b输出的信号进行放大。
放大器30c放大的信号被晶体管30d整流为将被提供给模数(AD)转换器(未示出)的直流(DC)电压，所述信号被AD转换器转换为将被提供给墨粉传感器20的数字信号。墨粉传感器20接收与控制电压相应的数字信号。
控制器40控制脉宽调制器30以向墨粉传感器20提供控制电压，从而通过调整PWM信号的占空比使墨粉传感器20的输出电压达到目标值。根据本发明总体构思的实施例的控制器40可包括微控制单元(MCU)或者控制PWM信号的产生的PWM控制器。
控制器40将所述PWM信号的占空比设置为参考占空比(例如，50％)，并且相应地控制脉宽调制器30产生PWM信号。控制器40相应于脉宽调制器30输出的信号将控制电压提供给墨粉传感器20。
如果墨粉传感器20输出的电压电平不与目标值对应，则控制器40调整PWM信号的占空比，并控制脉宽调制器30再次产生PWM信号。输出电压的目标值是指根据显影单元10的墨粉与显影剂的浓度比具有最佳分辨力(resolving power)的输出电压，例如，2.5V的输出电压。
如果由墨粉传感器20输出的输出电压大于目标值，则控制器40将PWM信号的占空比降低例如0.1％，并随后控制脉宽调制器30根据降低的占空比产生PWM信号。控制器40根据降低的PWM信号向墨粉传感器20提供控制电压，并检测墨粉传感器20的输出电压。
如果由墨粉传感器20输出的输出电压小于目标值，则控制器40将PWM信号的占空比提高例如0.1％，并随后控制脉宽调制器30根据提高的占空比产生PWM信号。控制器40根据提高的PWM信号向墨粉传感器20提供控制电压，并检测墨粉传感器20的输出电压。
控制器40重复上述处理，并控制墨粉传感器20输出的输出电压达到目标值。
当最初安装显影单元10或者开启成像设备1的电源时，可执行控制器40的上述处理。
因此，墨粉传感器20的初始参考浓度值可被自动调整或者设置。
以下，将参照图2对根据本发明总体构思的另一示例性实施例的成像设备2进行描述。
如其中所示，根据本发明总体构思的另一示例性实施例的成像设备2还包括存储单元50和通知器60。根据本实施例的成像设备2的其他组件与根据本发明总体构思的前一示例性实施例中描述的相同。因此，这里将省略具体的描述。
如果墨粉传感器20的输出电压达到目标值，则存储单元50存储脉宽调制(PWM)信号的占空比。根据本发明总体构思实施例的存储单元50可包括闪速存储器，并且所述存储单元50可被设置在显影单元10中。
通知器60向用户通知墨粉传感器20的异常状态。根据本发明总体构思实施例的通知器60可包括诸如发光二极管(LED)或者液晶显示器(LCD)的显示单元。只要通知器60向用户通知墨粉传感器20的状态，它还可以以不同的方式被提供为包括输出声音信号的声音输出单元。
控制器40根据存储在存储单元50中的PWM信号的占空比来控制脉宽调制器30产生PWM信号，并且根据产生的PWM信号检测墨粉传感器20输出的输出电压。
如果检测的输出电压等于或者小于最小参考值，例如0V，则控制器40将PWM信号的占空比提高10％，并检测墨粉传感器20输出的输出电压。输入到墨粉传感器20的控制电压的电平与墨粉传感器20输出的输出电压的电平成比例。如果检测的输出电压的电平没有根据PWM信号的提高的占空比被增加，则控制器40通过通知器60通知用户墨粉传感器20异常。
如果检测的输出电压等于或者大于最大参考值，例如3.3V，则控制器40将PWM信号的占空比降低10％，并检测墨粉传感器20输出的输出电压。如果检测的输出电压的电平没有根据PWM信号的减低的占空比被减小，则控制器40通过通知器60通知用户墨粉传感器20异常。
显影单元10还可包括用于搅拌墨粉和显影剂的搅拌器12。控制器40根据搅拌器12的旋转检测墨粉传感器20输出的输出电压的最大值，并且如果没有周期地检测到所述最大值，则控制器40通过通知器60通知用户搅拌器12异常。
如果根据显影单元10的搅拌器12的旋转周期(例如，每216ms)检测到根据搅拌器12的旋转的墨粉传感器20输出的输出电压的最大值，则控制器40确定墨粉传感器20和搅拌器12正常。
如果检测到墨粉传感器20输出的输出电压的最大值的频率快于搅拌器12的旋转周期，或者如果根本没有检测到墨粉传感器20输出的输出电压的最大值，则控制器40确定墨粉传感器20异常，并通过通知器60通知用户墨粉传感器20的异常状态。在确定墨粉传感器20运转正常的情况下，如果检测到墨粉传感器20输出的输出电压的最大值的频率慢于搅拌器12的旋转周期，或者如果根本没有检测到墨粉传感器20输出的输出电压的最大值，则控制器40通过通知器60通知用户搅拌器12的旋转异常。
以下，将参照图3描述根据本示例性实施例的成像设备1的墨粉传感器感测方法。
首先，控制器40计算墨粉传感器20输出的输出电压的目标值(操作S10)。这里，输出电压的目标值是指根据显影单元10的墨粉与显影剂间的浓度比具有最佳分辨力的输出电压，诸如2.5V的电压。
控制器40控制脉宽调制器30根据在操作S10计算的目标值调整PWM信号的占空比(操作S20)。当最初将显影单元10安装在成像设备1中或者开启成像设备1的电源时，可执行操作S20。
控制器40相应于在操作S20调整的占空比向墨粉传感器20提供控制电压(操作S30)。随后，墨粉传感器20的初始参考浓度值可被自动调整或者设置。
以下，将参照图4对根据本发明总体构思的另一示例性实施例的成像设备2的墨粉传感器状态感测方法进行描述。
首先，控制器40控制脉宽调制器30根据存储在存储单元50中的PWM信号的占空比来产生PWM信号(操作S110)。控制器40确定墨粉传感器20输出的输出电压是否等于或者小于最小参考值(操作S120)。
如果在操作S120输出电压等于或者小于最小参考值，例如0V，则控制器40将PWM信号的占空比提高10％，并确定墨粉传感器20输出的输出电压是否相应地被增加(操作S130)。如果在操作S130墨粉传感器20输出的输出电压没有被增加，则控制器40通过通知器60通知用户墨粉传感器20异常(操作S140)。
控制器40确定输出电压是否等于或者大于最大参考值，例如3.3V(操作S150)。如果在操作S150输出电压等于或者大于最大参考值，则控制器40将PWM信号的占空比降低10％，并确定墨粉传感器20输出的输出电压是否相应地被减小(操作S160)。如果在操作S160墨粉传感器20的输出电压没有被减小，则控制器40通过通知器60通知用户墨粉传感器20异常(操作S140)。
在执行操作S110之后，控制器40根据用于搅拌墨粉和显影剂的搅拌器12的旋转来检测墨粉传感器20输出的输出电压的最大值(操作S112)。控制器40确定是否周期地检测到输出电压的最大值(操作S114)。如果没有周期地检测到输出电压的最大值，则控制器40通过通知器60通知用户墨粉传感器20或者搅拌器12异常(操作S116)。
本发明总体构思也可实现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。所述计算机可读介质可包括计算机可读记录介质和计算机可读传输介质。所述计算机可读记录介质可以是任何可存储并且其后能由计算机系统读取的数据的数据存储装置。所述计算机可读记录介质的例子包括：只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储装置。所述计算机可读记录介质也可分布于网络连接的计算机系统上，以便所述计算机可读代码以分布方式被存储并被执行。所述计算机可读传输介质可传输载波或者信号(例如，通过互联网的有线或者无线的数据传输)。此外，实现本发明总体构思的功能性程序、代码和代码段可容易地由属于本发明总体构思的本领域技术人员容易地构建。
如上所述，本发明总体构思的各个实施例提供了一种自动改变用于调整墨粉传感器的输出电压的控制电压，简化显影单元的制造工艺，并自动调整和设置墨粉传感器的初始参考浓度值的成像设备及其墨粉传感器状态感测方法。
此外，本发明总体构思的各个实施例提供了一种根据不同控制电压检测输出电压，以及检测墨粉传感器和显影单元的搅拌器是否运转正常的成像设备及其墨粉传感器状态感测方法。
尽管已经示出和描述了根据本发明总体构思的各个示例性实施例，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明总体构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例进行修改，本发明总体构思的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种成像设备的墨粉/载体比率传感器状态感测方法，所述方法包括：
搅拌墨粉；
产生与搅拌器的旋转运动相应的墨粉/载体比率传感器的输出电压，以感测搅拌器的旋转运动；
检测是否根据搅拌器的周期性旋转而产生墨粉/载体比率传感器的输出电压的周期性波动；
基于检测的墨粉/载体比率传感器的输出电压的周期性波动确定搅拌器是正常还是异常，其中，当没有随检测到的墨粉/载体比率传感器的输出电压的周期性波动而周期性地检测到预定电压时，搅拌器异常。
2.一种成像设备，包括：
控制单元，产生控制信号；
显影单元，包括具有墨粉和载体的墨粉/载体室以及墨粉供应室，显影单元包括墨粉/载体比率传感器，墨粉/载体比率传感器用于接收控制信号并产生与显影单元的墨粉/载体室中的墨粉/载体比率相应的输出信号；
其中，当具有墨粉/载体室中的墨粉/载体的初始墨粉/载体比率的未使用的显影单元被新安装到成像设备中时，控制单元确定使得显影单元的墨粉/载体比率传感器产生在目标值范围内的输出信号的控制信号的值，该目标值范围与墨粉/载体室中的墨粉/载体的初始墨粉/载体比率相应，
其中，在确定所述控制信号的值并且显影单元的墨粉/载体室中的墨粉的至少部分被成像设备消耗之后，控制单元将确定的控制信号的值输出到墨粉/载体比率传感器，使得显影单元的墨粉/载体比率传感器将与显影单元的墨粉/载体室中的墨粉/载体的改变的墨粉/载体比率相应的输出信号输出到控制单元，控制单元基于从墨粉/载体比率传感器接收的输出信号，控制将墨粉从墨粉供应室提供给墨粉/载体室。
3.如权利要求2所述的成像设备，其中，控制单元将确定的控制信号的值存储在成像设备的存储单元中。
4.如权利要求2所述的成像设备，其中，控制单元将确定的控制信号的值存储在显影单元的存储单元中。
5.如权利要求2所述的成像设备，其中，控制单元包括：
脉宽调制器，相应于脉宽调制信号将控制信号提供给墨粉/载体比率传感器；和
控制器，控制脉宽调制器向墨粉/载体比率传感器提供控制信号，其中，当未使用的显影单元被新安装到成像设备中时，控制器确定脉宽调制信号的占空比，从而包括在显影单元中的墨粉/载体比率传感器产生的输出电压在目标值范围之内，
其中，控制器存储确定的脉宽调制信号的占空比，
其中，在确定脉宽调制信号的占空比并且显影单元的墨粉/载体室中的墨粉的至少部分被成像设备消耗之后，控制器将确定的脉宽调制信号的占空比输出到脉宽调制器，使得脉宽调制器产生控制信号并将控制信号提供给包括在显影单元中的墨粉/载体比率传感器，使得墨粉/载体比率传感器将与显影单元中的改变的墨粉/载体比率相应的输出信号输出到控制器。
6.一种成像设备，包括：
控制单元，产生控制信号；
显影单元，具有墨粉和载体，显影单元包括墨粉/载体比率传感器，墨粉/载体比率传感器用于接收控制信号并产生与显影单元中的墨粉/载体比率相应的输出信号；
墨粉供应单元，
其中，当具有初始墨粉/载体比率的未使用显影单元被新安装到成像设备中时，控制单元确定使得显影单元的墨粉/载体比率传感器产生在目标值范围内的输出信号的控制信号的值，该目标值范围与初始墨粉/载体比率相应，
其中，在确定所述控制信号的值并且显影单元中的墨粉的至少部分被成像设备消耗之后，控制单元将确定的控制信号的值输出到墨粉/载体比率传感器，使得显影单元的墨粉/载体比率传感器将与显影单元中的改变的墨粉/载体比率相应的输出信号输出到控制单元，控制单元基于从墨粉/载体比率传感器接收的输出信号，控制将墨粉从墨粉供应室提供给显影单元。
7.如权利要求6所述的成像设备，其中，控制单元将确定的控制信号的值存储在成像设备的存储单元中。
8.如权利要求6所述的成像设备，其中，控制单元将确定的控制信号的值存储在显影单元的存储单元中。
9.如权利要求6所述的成像设备，其中，控制单元包括：
脉宽调制器，相应于脉宽调制信号将控制信号提供给墨粉/载体比率传感器；和
控制器，控制脉宽调制器向墨粉/载体比率传感器提供控制信号，其中，当显影单元被新安装到成像设备中时，控制器确定脉宽调制信号的占空比，从而包括在显影单元中的墨粉/载体比率传感器产生的输出电压在目标值范围之内，
其中，控制器存储确定的脉宽调制信号的占空比，
其中，在确定脉宽调制信号的占空比并且显影单元的墨粉的至少部分被成像设备消耗之后，控制器将确定的脉宽调制信号的占空比输出到脉宽调制器，使得脉宽调制器产生控制信号并将控制信号提供给包括在显影单元中的墨粉/载体比率传感器，使得墨粉/载体比率传感器将与显影单元中的改变的墨粉/载体比率相应的输出信号输出到控制器。
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