CN1122017A - 用于检测调色剂剩余量的设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于检测显影单元中的调色剂剩余量的调色剂剩余量检测设备。这种调色剂剩余量检测设备带有一个设置在显影单元的底部并用于产生与检测温度成比例的输出的温度检测器和用于从该温度检测器的输出检测调色剂剩余量的检测电路。这种温度检测器检测被调色剂所覆盖时与未被调色剂所覆盖时的温度差，从而检测调色剂剩余量。

Description

用于检测调色剂剩余量的设备
本发明涉及一种调色剂剩余量检测设备，该设备用于检测调色剂的用尽，即显影单元中的调色剂剩余量。
在诸如打印设备等的图象形成设备中，提供了调色剂以在感光鼓上形成静电潜象，从而进行显影。这些调色剂被容纳在显影单元中，并随后被提供到感光鼓。该显影单元被分成采用载体和调色剂的2组分显影单元、采用磁性调色剂的1.5组分显影单元和采用无磁性调色剂的1组分显影单元。
在所有显影单元中，显影操作都消耗调色剂。因而需要对显影单元中的调色剂剩余量进行检测，且用户需要被告知调色剂的补充时间。
在采用磁性调色剂的传统设备中，为了检测调色剂剩余量，采用了用于检测调色剂的磁力的幅度的磁敏感检测器。另外，在采用无磁性调色剂的设备中，采用了一种用于对调色剂进行光检测的发送型检测器。
然而，磁敏感检测器的尺寸大且不适合于小型设备。磁敏感检测器还很昂贵。另外，磁敏感检测器在不采用磁性调色剂的情况不能进行检测。
另一方面，发送型检测器容易由于检测器外壳的污染而产生误检测。
本发明的一个目的，是提供一种小型调色剂剩余量检测设备。
本发明的另一个目的，是提供一种能够降低误检测的剩余调色剂量检测设备。
本发明的再一个目的，是提供一种能够以低成本进行制造的残余调色剂量检测设备。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种剩余调色剂量检测设备，该调色剂剩余量检测设备用于检测容纳调色剂的显影单元中的调色剂剩余量，包括：温度检测元件，它被设置在显影单元的底部，用于产生与检测的温度成比例的输出；以及，检测电路，用于从温度检测元件的输出检测调色剂剩余量。
根据本发明，温度检测元件被设置在显影单元的底部。当该显影单元中的温度检测元件被调色剂所覆盖时与当该温度检测元件未被调色剂所覆盖时，温度检测元件的检测温度是不同的。检测电路检测这一差，从而检测调色剂剩余量。
从以下结合附图进行的描述，本发明的其他特征和优点将变得明显。
包含在本说明书并构成其一部分的附图，显示了本发明的最佳实施例，并与上述的概述与属于给出的对最佳实施例的详细描述一起，说明了本发明的原理。在附图中：
图1显示了本发明的原理；
图2显示了本发明的一个实施例的结构；
图3显示了温度检测器的安装位置；且
图4是图3的检测电路的电路图。
图1显示了本发明的原理。
如图1所示，在显影单元20的底部上设置了一个温度检测元件30。温度检测元件30检测显影单元20的内部温度，并产生一个与该检测温度相应的输出。温度检测元件30由诸如热敏电阻等等构成。在该温度检测器30中，当被调色剂覆盖时与当不被调色剂覆盖时检测温度是不同的。一个检测电路31从温度检测元件30的输出来确定该检测温度差。因而可以检测调色剂的存在或不存在。
图2显示了本发明的一个实施例的结构。图3是说明图，显示了图2的检测器的安装位置。图4是电路图，显示了图3的检测电路。
如图2所示，一个感光鼓10由一个预充电器11进行均匀充电，且随后利用一个LED光学系统12曝光出一个图象。因而在感光鼓10上形成了一个静电潜象。显影单元20给感光鼓10提供调色剂。因此，在感光鼓10上的静电潜象由所提供的调色剂显影。
在感光鼓10上的调色剂图象，由一个转印单元13转印到纸上，该纸由送进辊16送进并由纸导向器15导向。另一方面，在感光鼓10上的残留调色剂被一个清除器14所清除。
在显影单元20中，一个调色剂贮存器21容纳着磁性调色剂。在该调色剂贮存器21中的磁性调色剂向下落下到一个搅拌腔22中。搅拌腔22包括一个带有搅拌薄片25的搅拌器24。在搅拌腔22中的磁性调色剂通过搅拌器24的旋转而受到搅拌。因而磁性调色剂得到充电并被送进到显影室23中。
显影室23包括一个用于供给磁性调色剂的磁辊26和一个用于调节磁辊26的调色剂层厚度的刮片27。因此，磁性调色剂的层厚度受到刮片27的调节。随后，磁性调色剂由磁辊26送进到感光鼓10。这样，进行了显影操作。
热敏电阻(温度检测器)30被设置在足以接触调色剂的位置(搅拌腔22的底部)。该搅拌腔22充满了磁性调色剂。借助这种显影操作，磁性调色剂被逐渐消耗。因此，通过磁性调色剂的这种消耗，充满了调色剂的状态改变到了沿着热敏电阻30的周边不与调色剂接触的状态。当不与调色剂接触时，热敏电阻30与空气相接触，且热敏电阻30的热电阻发生了变化。因此，能够检测存在或不存在(调色剂用尽)的状态。
如上所述，在诸如热敏电阻的加热型温度检测元件中，当剩余有调色剂剩余时，检测温度上升。而当没有调色剂剩下时，检测温度由于热辐射而下降。检测温度按照这种调色剂量而不同，因而可以从检测温度之差来检测调色剂剩余量。
另外，该温度检测元件涉及采用加热型热敏电阻，在这种热敏电阻中电阻值对应于检测温度而改变。因此，该调色剂剩余量检测设备能够以低成本制造。
如图3所示，热敏电阻30被设置在搅拌腔22的底部的中心位置上。此时，热敏电阻30也被设置在搅拌器24之下。检测电路31与该热敏电阻30相电连接。
下面将结合图4说明检测电路31。参见图4，调色剂检测热敏电阻TH1(30)被设置在显影单元20中。检测电路31带有一个与热敏电阻TH1相串联的温度补偿热敏电阻(第二温度检测元件)TH2。所用的热敏电阻TH1、TH2具有相同的类型。因此，热敏电阻TH1、TH2的热电阻特性是相同的。
电阻R1、R2产生用于检测热敏电阻TH1、TH2的电阻值之间的比值变化的基准电压。一个比较器CMP1将处于点A(热敏电阻TH1与TH2之间的连接点)的电压幅度与处于点B(电阻R1与R2之间的连接点)的基准电压的幅度相比较。
一个电阻R3为比较器CMP1的输出提供了滞后特性，从而抑制了输出的涨落。一个电阻R4对输出起着正偏作用，因为比较器CMP1的输出是开放集电极式的。
下面将说明这种操作。热敏电阻TH1、TH2和电源电压Vcc的具体值是这样确定的，即使得流过热敏电阻TH1、TH2的电流造成各个热敏电阻TH1、TH2的自发热状态。热敏电阻TH1、TH2串联连接，因而流过各个热敏电阻的电流是相等的。因此，如果热敏电阻TH1、TH2的周围环境(温度)是相同的，则发热也是相同的。此时，发热时的电阻值也是彼此相同的。因此，如果周围环境相同，在点A的电压减小到电源电压的1/2。
热敏电阻呈现出这样的特性，即电阻值随着周围温度的降低而增大，且随着周围温度的升高而降低。因此，当显影单元20充满了调色剂时，且当热敏电阻TH1上覆盖有调色剂时，热敏电阻TH1的热量被存在于其周边的调色剂所吸收。因而热敏电阻TH1的温度降低，同时其电阻值增大。因此，热敏电阻TH1、TH2的电阻值之间的比值发生了变化，且在点A的电压下降。比较器CMP1检测到点A的电压在这种调色剂剩余状态下的这种下降，并将其作为调色剂剩余输出Vout而输出。
相反地，当显影单元20缺少调色剂时，且当热敏电阻TH1没有被调色剂所覆盖时，热敏电阻TH1的热量没有被周围的调色剂所吸收。其结果，热敏电阻TH1的温度升高，且其电阻值降低。因此，热敏电阻TH1、TH2的电阻值的比值发生了变化，且在点A的电压上升。比较器CMP1检测到点A处的电压在这种无调色剂状态下的上升，并将其作为无调色剂输出Vout而输出。
即使当设备所处的温度改变时，热敏电阻TH1、TH2的电阻值也以相同的比率变化，因而点A的电压不受周围温度的影响，而是只根据调色剂的存在或不存在而变化。
以此方式，用于产生对应于检测值的输出的温度检测器被用来检测调色剂的剩余量，因而实现了调色剂剩余量检测器的小型化。例如，本设备能够被容易地装在在诸如桌上打印设备的小型设备中。另外，这种温度检测器成本低廉，且该设备的制造成本因而很低。另外，可以防止由于光学检测器的污染而造成的误检测。
另外，采用了加热式温度检测器，因而可以通过熟练地利用热量被调色剂所吸收的现象，来检测调色剂剩余量。另外，利用热敏电阻来作为温度检测元件，因而设备能够以低成本制造。还能够实现稳定的运行。
另外，温度检测元件被设置在检测电路31中，其中调色剂在任何时刻都不存在于它的周边上。因而调色剂剩余量能够从检测温度之差检测出来。因此，有可能在不受周围温度的影响的情况下检测调色剂剩余量。另外，这两个温度检测元件具有相同的特性，因而可以在不受实施例温度变化的影响的情况下检测调色剂剩余量。
本发明可以采用以下与上述实施例不同的修正。
首先，在上述实施例中第二温度检测元件被设置在其中调色剂在所有时刻都不沿着其周边存在的位置。相反地，第二温度检测元件可以被设置在调色剂始终沿着周边存在的位置上。即使在这样的设置中，也提供了用于检测基准温度的第二温度检测元件，且因此能够检测精确的调色剂剩余量。
第二，可以采用这样的结构，即在显影单元中设置一个加热元件，且温度检测元件30检测从该加热体通过调色剂传送过来的热量。在此情况下，温度检测元件可以是加热式或非加热式的。如上所述，调色剂的用尽还可以从由显影单元中的加热体至温度检测元件的热传导的幅度来检测。
第三，这种加热体也可以适当地构成，以周期性地发射热量。这使得可以在不给调色剂额外的热量的情况下，降低电功率。
第四，这种温度检测元件不仅限于热敏电阻，而是可以采用用于产生与检测温度对应的输出的其他检测器。第五，点A电压可以利用一个模/数转换器(代替检测电路的比较器CMP1)而直接输出。第六，以上的调色剂被解释为磁性调色剂，但也可以采用无磁性调色剂。第七，在以上的实施例中本发明被解释为打印设备，但它也可以被应用到其他的图象形成设备，诸如复印机、传真机等等。
以上结合实施例描述了本发明。然而，在本发明的范围之内，可以进行很多种修正；这些修正属于本发明的范围。
如上所述，根据本发明，检测电路30检测被调色剂覆盖时与不被调色剂覆盖时的检测温度之差。由此检测出调色剂剩余量，因而能够实现调色剂剩余量检测器的小型化。这种小型化的设备能够检测调色剂剩余量。另外，这种温度检测元件成本低廉并因而能够以低成本制造。另外，如同在光学检测器的情况下那样，由于不受污染的影响，因而能够稳定地检测调色剂剩余量。

Claims (24)

1.调色剂剩余量检测设备，用于检测容纳调色剂的显影单元中的调色剂剩余量，其特征在于包括：
设置在所述显影单元的底部的温度检测装置，用于产生与检测温度成比例的输出；以及
检测电路，用于从所述温度检测装置的输出检测调色剂剩余量。
2.根据权利要求1的调色剂剩余量检测设备，其特征在于：所述温度检测装置是加热式温度检测装置。
3.根据权利要求2的调色剂剩余量检测设备，其特征在于：所述温度检测装置是热敏电阻。
4.根据权利要求1的调色剂剩余量检测设备，其特征在于：所述检测电路包括用于与所述温度检测装置的一个输出进行比较的第二温度检测装置。
5.根据权利要求4的调色剂剩余量检测设备，其特征在于：所述温度检测装置呈现出与与所述第二温度检测装置的温度检测特性相同的温度检测特性。
6.根据权利要求4的调色剂剩余量检测设备，其特征在于：所述第二温度检测装置与所述温度检测装置相串联，且
所述检测电路进一步包括用于将所述温度检测装置同所述第二温度检测装置之间的连接点的电势与一个基准电势相比较的比较装置。
7.根据权利要求2的调色剂剩余量检测设备，其特征在于：所述检测电路包括用于与所述温度检测装置的输出进行比较的第二温度检测装置。
8.根据权利要求7的调色剂剩余量检测设备，其特征在于：所述第二温度检测装置与所述温度检测装置相串联，且
所述检测电路进一步包括用于将所述温度检测装置与所述第二温度检测装置之间的连接点的电势与基准电势相比较的比较装置。
9.根据权利要求3的调色剂剩余量检测设备，其特征在于：所述检测电路包括用于与所述温度检测装置的输出进行比较的第二温度检测装置。
10.根据权利要求9的调色剂剩余量检测设备，其特征在于：所述第二温度检测装置与所述温度检测装置相串联，且
所述检测电路进一步包括用于将所述温度检测装置与所述第二温度检测装置之间的连接点的电势与一个基准电势相比较的比较装置。
11.根据权利要求1的调色剂剩余量检测设备，进一步特征在于：包括设置在所述显影单元的一个总是存在有调色剂的位置上的第二温度检测装置。
12.根据权利要求11的调色剂剩余量检测设备，其特征在于：所述温度检测装置具有与所述第二温度检测装置的温度检测特性相同的温度检测特性。
13.根据权利要求2的调色剂剩余量检测设备，进一步特征在于：包括设置在所述显影单元的一个总是存在有调色剂的位置上的第二温度检测装置。
14.根据权利要求13的调色剂剩余量检测设备，其特征在于：所述温度检测装置具有与所述第二温度检测装置的温度检测特性相同的温度检测特性。
15.根据权利要求3的调色剂剩余量检测设备，进一步特征在于：包括设置在所述显影单元的一个总是存在有调色剂的位置上的第二温度检测装置。
16.根据权利要求15的调色剂剩余量检测设备，其特征在于：所述温度检测装置具有与所述第二温度检测装置的温度检测特性相同的温度检测特性。
17.根据权利要求1的调色剂剩余量检测设备，进一步特征在于：包括一个设置在所述显影单元中的加热体。
18.根据权利要求17的调色剂剩余量检测设备，进一步特征在于：包括用于使所述加热体周期性地发热的装置。
19.根据权利要求2的调色剂剩余量检测设备，进一步特征在于：包括设置在所述显影单元中的加热体。
20.根据权利要求19的调色剂剩余量检测设备，进一步特征在于：包括用于使所述加热体周期性地发热的装置。
21.根据权利要求3的调色剂剩余量检测设备，进一步特征在于：包括一个设置在所述显影单元中的加热体。
22.根据权利要求21的调色剂剩余量检测设备，进一步特征在于：包括用于使所述加热体周期性地发出热量的装置。
23.一种用于检测容纳调色剂的显影单元中的调色剂剩余量的调色剂剩余量检测设备，包括
与所述显影单元一起设置的检测装置，所述检测装置在所述检测装置被调色剂所覆盖时输出一个第一信号，并在所述检测装置未被调色剂覆盖时输出一个第二信号；以及
用于从所述检测装置的输出信号检测调色剂剩余量的检测电路。
24.根据权利要求23的调色剂剩余量检测设备，其特征在于：所述温度检测装置是热敏电阻。
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