CN111399353B - 显影盒及其碳粉余量检测方法、电子成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显影盒及其碳粉余量检测方法、电子成像设备，该显影盒包括盒体，盒体内设置有粉仓，搅拌装置设置在粉仓内，搅拌装置包括一根转轴以及自转轴沿径向延伸的搅拌叶片，转轴支承于盒体的两端壁之间；其中，粉仓的内壁设置有检测电路板，检测电路板上设置有检测电极，搅拌叶片的径向端部可抵接于检测电路板的表面，检测电路板平行于转轴设置；检测电路板设置有比较电路，比较电路分别接收基准电容值以及搅拌叶片刮扫检测电极前后的电容变化值，并比较基准电容值与电容变化值的大小。该方法包括根据搅拌叶片刮扫检测电路板前后电容值的差值与基准电容值的大小来判断碳粉余量是否充足。本发明的显影盒检测电路简单，生产成本低。

Description

显影盒及其碳粉余量检测方法、电子成像设备

技术领域

本发明涉及激光打印机所使用的打印耗材技术领域，尤其是涉及一种显影盒，并涉及使用这种显影盒的电子成像设备，还涉及这种显影盒的碳粉余量检测方法。

背景技术

在电子成像设备中，如静电复印机或数码复印机及一体打印机，设置有用于对形成与感光鼓上的静电潜像进行显影的显影装置，该显影装置将碳粉敷设于静电潜像上并进行显影。现有的一种显影装置由设置有感光鼓的感光部件单元以及显影辊的显影单元组成，显影所消耗的碳粉一般由显影单元内的粉仓提供。在实际的显影过程中，除显影打印实际需要的碳粉除外，还存在一部分废粉，都需要集中收集到废粉仓内。

参见图1，现有一款显影盒包括有盒体，盒体包括底盒11、上盖12以及两个端盖13、14，参见图2，盒体内形成用于容纳碳粉的粉仓，粉仓内设置有显影辊16以及搅拌装置20，盒体内还设置有感光鼓15。当显影盒安装到电子成像设备后，显影盒内的碳粉将不断的从显影盒送出。为了使碳粉更加流畅的送出显影盒，避免碳粉在粉仓内堆积，搅拌装置20将不断的旋转并将碳粉搅拌。

参见图3，搅拌装置20包括一根转轴21，转轴21的一端与驱动齿轮23固定连接，在驱动齿轮23的带动下转轴21绕自身轴线转动。转轴21上固定有搅拌叶片22，搅拌叶片22沿着转轴21的径向延伸，并且跟随转轴21转动。

随着显影盒内的碳粉不断消耗，碳粉盒内的碳粉会出现余量不足的情况，为了检测显影盒内碳粉余量，现有的显影盒在粉仓内设置检测盒25，在检测盒25的表面上设置一块柔性电路板27，在柔性电路板27上设置有两个检测电极，通过检测两个检测电极之间的电容值来判断显影盒内的碳粉余量是否充足，如果碳粉余量不足，则通过电子成像设备发出报警信息，以提示用户及时更换新的显影盒，避免出现因显影盒碳粉余量不足而导致打印质量问题。

目前的显影盒中，检测盒25设置在粉仓的一端，具体的，检测盒25位于搅拌装置20的一端，搅拌叶片22可以与检测盒25接触并且刮落粘在柔性电路板27上的碳粉，以避免粘在柔性电路板27上的碳粉对碳粉余量结果造成干扰。但是，由于搅拌叶片22的在转轴21的轴向端部与柔性电路板27接触的，在转轴21的径向上，搅拌叶片22作用在柔性电路板27上的力并不均匀，具体的，如图3所示，由于A点靠近转轴21，搅拌叶片22作用于柔性电路板27的力较大，容易造成柔性电路板27的损坏，而C点与转轴21的距离较大，容易导致C点上的碳粉刮不干净，影响碳粉余量检测的准确性。只有B点受力适中，不容易损坏也不容易导致碳粉刮扫不干净的问题。

为此，现有的一种显影盒在粉仓的底壁设置两个用于检测碳粉余量的电极，搅拌装置转动时，搅拌叶片沿着转轴的径向末端刮扫两个检测电极的表面。但是，这种显影盒使用多个电容值来计算碳粉余量，具体的，两个检测电极之间形成一个电容，该电容的电容值为C1，而其中一个检测电极与显影辊之间形成另一个电容，该电容的电容值为C2，通过计算电容值C1与C2的差值，并且将该差值与基准电容进行对比，并且以此计算粉仓内碳粉余量。但是，这种方案中，需要在粉仓底壁两个不同位置设置电极，并且还需要检测其中一个检测电极与显影辊之间的电容值，检测电路较为复杂，且粉仓组装时，设置辅助的检测电路将导致显影盒的生产成本增加。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种避免检测电极损坏且检测电极刮扫干净的显影盒。

本发明的第二目的是提供一种上述显影盒的碳粉余量检测方法。

本发明的第三目的是提供一种使用上述显影盒的电子成像设备。

为了实现本发明的第一目的，本发明提供的显影盒包括盒体，盒体内设置有粉仓，搅拌装置设置在粉仓内，搅拌装置包括一根转轴以及自转轴沿径向延伸的搅拌叶片，转轴支承于盒体的两端壁之间；其中，粉仓的内壁设置有检测电路板，检测电路板上设置有检测电极，搅拌叶片的径向端部可抵接于检测电路板的表面，检测电路板平行于转轴设置；检测电路板设置有比较电路，比较电路分别接收基准电容值以及搅拌叶片刮扫检测电极前后的电容变化值，并比较基准电容值与电容变化值的大小。

由此可见，检测电路板与搅拌装置的转轴平行，且搅拌装置的搅拌叶片是在径向端部与检测电路板接触，也就是搅拌叶片与检测电路板接触的部分都是搅拌叶片径向端部的部分，并不是沿着转轴的径向与检测电路板接触，这样，搅拌叶片与检测电路板接触的地方，检测电路板受力均匀，不存在一些地方受力较大，而另一些地方受力较小的情况。因此，可以避免检测电路板损坏，且检测电路板上的碳粉可以被均匀的刮扫干净，不影响碳粉余量的检测。

并且，由于通过计算搅拌叶片刮扫检测电路板前后两次电容值的差值来判断碳粉余量是否不足，因此只需要在粉仓内的同一块检测电路板上设置两个检测电极，不需要使用显影辊作为检测电极，检测电路的设置更加简单，降低显影盒的组装难度，并且还可以降低显影盒的生产成本。

一个优选的方案是，检测电路板的一端延伸至粉仓外并与盒体外壁上的电触点电连接。

由此可见，检测电路板自粉仓内向粉仓外延伸，检测电路板通过线路将电信号传输至电触点上，显影盒通过这些电触点可以将电信号输出至电子成像设备，电子成像设备发出碳粉余量不足的提示信息。

进一步的方案是，检测电极的数量为两个，两个检测电极位于检测电路板的同一表面上。

可见，将两个检测电极设置在电路板的同一个表面上，检测电路板的面积更小，有利于降低显影盒的生产成本。

更进一步的方案是，每一检测电极均包括一个天线电路，两个检测电极的天线电路对称布置，优选的，每一天线电路均包括多条天线支线，两个天线电路的天线支线交错布置。

由此可见，通过将两个天线电路的天线支路交错布置，可以使两个检测电极的面积做得更小，即两个检测电极非常紧凑，检测电路板占用的面积更小，一方面能够避免因检测电路板体积过大而导致碳粉存储空间过小的问题，另一方面有利于降低显影盒的生产成本。

更进一步的方案是，检测电路板包括位于粉仓内的第一部分以及延伸至粉仓外的第二部分，检测电极位于第一部分的表面上，比较电路设置在第二部分。

由此可见，将比较电路设置在粉仓外，可以减少设置在粉仓内的电路面积，有利于将粉仓内的电路板的面积设置更小，避免检测电路板占用粉仓内大量空间。

更进一步的方案是，沿粉仓的宽度方向，第一部分的长度大于第二部分的长度。

可见，将比较电路的部分设置较窄，可以减少检测电路板的面积，从而避免在显影盒内设置大面积的电路板，有利于显影盒的紧凑设置。

为了实现本发明的第二目的，本发明提供的显影盒的碳粉余量检测方法包括：获取搅拌叶片刮扫检测电路板前，电路板所检测的第一电容值；获取搅拌叶片刮扫检测电路板后，电路板所检测的第二电容值，并计算第一电容值与第二电容值的差值；计算差值是否大于基准电容值，在差值大于基准电容值时，输出报警信号。

由上述方案可见，通过计算搅拌叶片刮扫检测电路板前后两次电容值的差值来判断碳粉余量是否不足，因此只需要在粉仓内的同一块检测电路板上设置两个检测电极，不需要使用显影辊作为检测电极，检测电路的设置更加简单，降低显影盒的组装难度，并且还可以降低显影盒的生产成本。

一个优选的方案是，在获取第一电容值后，经过预设时间，获取第二电容值。

由此可见，在获取第一电容值后通过计算预设时间来确定获取第二电容值的时刻，使得第二电容值的获取时间容易确定，避免设置复杂的程序来计算获取第二电容值的时间，降低检测电路板的开发难度，降低显影盒的生产成本。

为实现上述的第三目的，本发明提供的电子成像设备包括壳体，且壳体内设置有显影盒安装腔，显影盒安装腔内安装有上述的显影盒。

附图说明

图1是现有显影盒的结构图。

图2是现有显影盒隐藏上盖的结构图。

图3是现有显影盒中搅拌装置与检测电路板的结构放大图。

图4是本发明显影盒实施例的隐藏上盖的结构图。

图5是本发明显影盒实施例中搅拌装置与检测电路板的结构分解图。

图6是本发明显影盒实施例中检测电路板的结构图。

图7是图6中A处的放大图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

本实施例的显影盒安装在电子成像设备内，其中，电子成像设备可以是激光打印机等用于形成图像的设备，电子成像设备设置有壳体，在壳体内设置有显影盒安装腔，显影盒安装到该安装腔内。

参见图4，显影盒具有盒体，盒体包括底盒30、上盖(图4已隐藏)以及两个端盖31、32，在盒体内形成用于容纳碳粉的粉仓，粉仓内设置有显影辊35以及搅拌装置40，盒体内还设置有感光鼓。当显影盒安装到电子成像设备后，显影盒内的碳粉将不断的从显影盒送出。

参见图5，搅拌装置40具有一根转轴41，转轴41的两端分别支承在粉盒的两个端壁上，在端盖31内设置有驱动齿轮，转轴41的一端与驱动齿轮固定连接，当驱动齿轮转动时，转轴41跟随驱动齿轮转动。转轴41位于粉仓内的中段为连接部42，连接部42周壁设置有搅拌叶片43，搅拌叶片43为柔性材料制成的叶片。本实施例中，搅拌叶片43自转轴41沿着转轴41的径向向外延伸，优选的，沿着转轴41的轴向，搅拌叶片43的长度与连接部42的长度相等。当转轴41旋转时，搅拌叶片43将跟随转轴41转动，从而将粉仓内的碳粉搅拌以避免粉仓内的碳粉堆积，也有利于将粉仓内的碳粉输送至盒体上的出粉口处。

在粉仓的内壁设置有检测电路板50，优选的，检测电路板50位于粉仓的底壁内表面，检测电路板50具有一块基板51，基板51上形成有线路图案52，优选的，检测电路板50的所有线路图案52均位于基板51同一表面上，且线路图案52朝向搅拌叶片43设置。

本实施例中，检测电路板50平行于转轴41设置，并且，搅拌叶片43的径向端部44平行于转轴41，优选的，搅拌叶片43的径向端部44与转轴41之间的距离大于检测电路板50与转轴41之间的距离，这样，当转轴41转动时，搅拌叶片41的径向端部44可以抵接到检测电路板50的表面上，从而将落在检测电路板50表面的碳粉刮扫，使得检测电路板50表面上的碳粉更加均匀，有利于对碳粉余量的检测。

并且，由于搅拌叶片43是在径向端部44与检测电路板50接触的，检测电路板50的表面上每一处都受力均匀，不会出现某一处受力过大而导致线路图案52损坏，而另一处因受力过小而导致碳粉没有刮扫干净的情况发生，不但可以避免线路图案52的损坏，还可以避免因检测电路板50表面上的碳粉不均匀而导致检测结果不准确的情况发生。

参见图6，检测电路板50是一块长条状的板体，可以分为两个部分，即沿着粉仓的长度方向将检测电路板50划分为第一部分61以及第二部分62，沿着粉仓的宽度方向，第一部分61的长度大于第二部分62的长度。本实施例中，粉仓的长度方向是转轴41的轴向。从图6可见，在粉仓的宽度方向上，第一部分61的长度为L1，第二部分62的长度为L2，可见，第一部分61的长度L1远大于第二部分62的长度。

第一部分61位于粉仓内，并且在第一部分61上的线路图案形成两个检测电极71、75，参见图7，第一电极71与第二电极75均为包括一个天线电路，具体的，第一电极71的天线电路包括多根相互平行的天线支线72，多根天线支线72在第一部分61的第一端均电连接至一根导线73，优选的，导线73垂直于天线支线72。

第二电极75的天线电路包括多根相互平行的天线支线76，多根天线支线76在第一部分61的第二端均电连接至另一根导线77，导线77垂直于天线支线76。本实施例中，第一电极71的天线电路与第二电极75的天线电路是对称布置的，即第一电极71的天线电路与第二电极75的天线电路是完全相同，但两个天线电路是沿着第一部分61的中心点中心对称。并且，两个检测电极71、75的天线支线是交错布置的，从图7可见，第一电极71的天线支线72位于第二电极75的两根天线支线76之间，并且，第二电极75的天线支线76位于第一电极71的两根天线支线72之间。

本实施例对粉仓内的碳粉余量进行检测时，需要通过一个比较电路来对比两个检测电极在搅拌叶片43在一次刮扫前后所检测的电容值的差值与一个基准电容值的大小，为此，检测电路板50上需要设置用于对电容值进行比较的比较电路，优选的，该比较电路63设置在检测电路板50的第二部分62上。

并且，检测电路板50的第一部分61设置在粉仓内，而第二部分62可以伸出粉仓外，但检测电路板50需要位于端盖31以内，以避免因检测电路板50伸出端盖31而导致显影盒的安装困难。在第二部分62的端部设置有多个电触点64，显影盒的盒体表面也设置有多个电触点，检测电路板50上的多个电触点64与显影盒的盒体表面的多个电触点电连接。由于显影盒安装到电子成像设备后，显影盒表面的电触点与电子成像设备内的电触点电连接，因此，检测电路板50通过多个电触点64将检测信号传输至电子成像设备，电子成像设备将根据所接收的检测信号来提示用户显影盒中的碳粉余量是否不足。

下面对本实施例对碳粉余量的检测过程进行介绍。本实施例是获取搅拌叶片43转动一圈前后，检测电路板50两个检测电极之间的电容值变化的差值，并且将该差值与预设的基准电容值进行比较，如果该差值大于预设的基准电容值，则认为显影盒内碳粉余量不足，需要更换一个新的显影盒。

在电子成像设备工作过程中，显影盒内的搅拌装置40需要不断转动，通常，搅拌装置40每转动一圈，将有少量的碳粉通过出粉口排出粉仓，因此随着搅拌装置40的转动，粉仓内的碳粉余量是不断减少的。但在显影盒内碳粉余量充足的情况下，搅拌叶片43刮扫一次检测电路板50表面前后，堆积在检测电路板50表面的碳粉量变化不明显，因此，搅拌叶片43刮扫一次检测电路板50表面前后，第一电极71与第二电极75之间的电容值变化不明显。这是因为两个检测电极之间的电容值与两个检测电极之间的介电常数相关，在碳粉量充足的情况下，搅拌叶片43刮扫一次检测电路板50表面前后介电常数变化不明显。

当显影盒内碳粉余量减少到一定数值后，搅拌叶片43刮扫一次检测电路板50表面前后，堆积在检测电路板50表面的碳粉量变化比率将非常明显，因此两个检测电极之间的介质的介电常数变化较为明显，此时，两个检测电极所检测的电容值的差值将变化明显，大于预设的基准电容值。

具体的，在搅拌叶片43刮扫检测电路板50前，先获取第一电极71与第二电极75之间的电容值，例如该电容值为C1，在搅拌叶片43刮扫检测电路板50后，获取第一电极71与第二电极75之间的电容值，例如该电容值为C2，通过计算电容值C1与电容值C2的差值，并且将计算该差值与基准电容值进行比较，判断该差值是否大于基准电容值，如果，则确定显影盒内碳粉余量过低。

检测电路板50的比较电路63将该差值与基准电容值的比较结果输出至电子成像设备，电子成像设备通过所接收的比较结果来判断显影盒内碳粉余量是否不足，如果碳粉余量不足，则发出碳粉余量不足的提示信息，提示用户更换新的显影盒。

由于搅拌装置40是由驱动齿轮驱动的，且驱动齿轮是由电子成像设备间接驱动，因此，检测电路板50可以根据驱动齿轮是否持续转动来判断搅拌装置40是否持续转动，并且根据驱动齿轮的转动时间来判断搅拌装置40是否完成一圈的转动。通常，驱动齿轮是以恒定的速度转动，因此，搅拌装置40转动一圈的时间是固定的，例如2秒。这样，如果驱动齿轮持续转动，则检测电路板50按照每2秒一次的频率获取两个检测电极之间的电容值，并且计算先后两次获取的电容值的差值。可以理解，检测电路板50是在获取一次电容值之后，经过预设的时间后获取第二次的电容值。

可见，本实施例的显影盒内仅需要设置一块检测电路板，且检测电路板上设置有两个检测电极、比较电路，不需要使用显影辊作为检测电极，碳粉余量的检测电路较为简单，且所有的检测电路均集成在一块检测电路板上，显影盒的组装非常简单，降低显影盒的生成成本，也提高显影盒的生产效率。

以上实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明实施范围，故凡依本发明申请专利范围的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。

Claims (10)

1.显影盒，包括：

盒体，所述盒体内设置有粉仓，搅拌装置设置在所述粉仓内，所述搅拌装置包括一根转轴以及自所述转轴沿径向延伸的搅拌叶片，所述转轴支承于所述盒体的两端壁之间；

其特征在于：

所述粉仓的内壁设置有检测电路板，所述检测电路板上设置有检测电极，所述搅拌叶片的径向端部可抵接于所述检测电路板的表面，所述检测电路板平行于所述转轴设置；

所述检测电路板设置有比较电路，所述比较电路分别接收基准电容值以及所述搅拌叶片刮扫所述检测电极前后的电容变化值，并比较所述基准电容值与所述电容变化值的大小。

2.根据权利要求1所述的显影盒，其特征在于：

检测电路板的一端延伸至所述粉仓外并与所述盒体外壁上的电触点电连接。

3.根据权利要求1所述的显影盒，其特征在于：

所述检测电极的数量为两个，两个所述检测电极位于所述检测电路板的同一表面上。

4.根据权利要求3所述的显影盒，其特征在于：

每一所述检测电极均包括一个天线电路，两个所述检测电极的天线电路对称布置。

5.根据权利要求4所述的显影盒，其特征在于：

每一所述天线电路均包括多条天线支线，两个所述天线电路的天线支线交错布置。

6.根据权利要求2至5任一项所述的显影盒，其特征在于：

所述检测电路板包括位于所述粉仓内的第一部分以及延伸至所述粉仓外的第二部分，所述检测电极位于所述第一部分的表面上，所述比较电路设置在所述第二部分。

7.根据权利要求6所述的显影盒，其特征在于：

沿所述粉仓的宽度方向，所述第一部分的长度大于所述第二部分的长度。

8.如权利要求1所述的显影盒的碳粉余量检测方法，其特征在于，包括：

获取所述搅拌叶片刮扫所述检测电路板前，所述电路板所检测的第一电容值；

获取所述搅拌叶片刮扫所述检测电路板后，所述电路板所检测的第二电容值，并计算所述第一电容值与所述第二电容值的差值；

计算所述差值是否大于所述基准电容值，在所述差值大于所述基准电容值时，输出报警信号。

9.根据权利要求8所述的碳粉余量检测方法，其特征在于：

在获取所述第一电容值后，经过预设时间，获取所述第二电容值。

10.电子成像设备，包括壳体，所述壳体内设置有显影盒安装腔，所述显影盒安装腔内安装有如权利要求1至7任一项的显影盒。

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