CN1670632A

CN1670632A - 用于图像形成设备的墨粉提供方法

Info

Publication number: CN1670632A
Application number: CN200510004249.0A
Authority: CN
Inventors: 小柳出正明
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Priority date: 2004-03-16
Filing date: 2005-01-14
Publication date: 2005-09-21
Anticipated expiration: 2025-01-14
Also published as: US7065305B2; US20050207764A1; JP2005266804A; CN100476619C

Abstract

当在打印过程中检测墨粉余量不足时，在完成打印之后立即执行墨粉重测(S121)。通过停止(S402)向例如转印加载器提供高压电并停止向诸如送纸架电机的电机供电，而执行此墨粉重测，以避免产生噪声。结果，墨粉传感器可正确地检测墨粉余量(S403－S409)，并且可适当地提供墨粉。

Description

用于图像形成设备的墨粉提供方法

技术领域

本发明涉及在图像形成设备如打印机或数字复制机中的墨粉余量检测方法。

背景技术

当通过用图像形成设备复制原始文档时，首先由扫描器部分读取原始图像，并提供相应的图像数据。在打印机部分中，通过使用根据图像数据发射的光束而在光敏鼓上形成静电潜像。通过显影器而使墨粉粘附到此静电潜像上，并且形成墨粉图像。墨粉图像通过转印部分而转印到纸张上，并且由固定部分而固定到纸上。以此方式，在纸上打印复制图像。

在上述打印图像的过程中，在显影器中检测墨粉余量。当确定墨粉余量不足时，从墨粉提供盒提供墨粉。

如果在打印过程中执行墨粉检测，来自例如显影高压电源和送纸架电机驱动系统的噪声的影响，墨粉传感器可能错误地操作。当墨粉传感器误操作时，即使墨粉余量足够，也会确定墨粉余量不足，并且，在一些情况下会执行不必要的提供操作。

例如，如果在用于显影过程的高压提供路径中的触点接触不良，就会因放电而产生感应噪声，并且以小电压和小电流工作的墨粉传感器就会误操作。

进一步地，为了减小此噪声的影响，墨粉余量检测电路需要特殊的部件，并且必须特别注意传感器布置和布线。

发明内容

本发明的目的是正确地检测墨粉传感器的处理单元(processunit)中的墨粉余量，并且防止该处理单元因不必要的墨粉提供而过度充满墨粉。

为了实现以上目的，根据本发明，提供一种图像形成设备，包括：潜像形成部分，所述潜像形成部分基于输入的图像信号而在感光器上形成静电潜像；显影部分，所述显影部分在形成于感光器上的静电潜像上粘附墨粉，从而显影墨粉图像；把墨粉图像转印到纸张上的转印部分；传送纸张的输送架部分；检测显影部分的墨粉余量的余量检测部分；第一检测部分，所述第一检测部分通过在打印过程中使用余量检测部分而检测墨粉余量；第二检测部分，当第一检测部分检测到墨粉余量不足时，所述第二检测部分局部地停止向设备内的每个部分供电，并通过使用余量检测部分而再次检测墨粉余量；以及提供部分，当第二检测部分检测到墨粉余量不足时，向显影部分提供墨粉。

附图说明

图1为示意性示出应用本发明的图像形成设备如数字复制机的结构的正面剖视图；

图2为处理单元的剖视图；

图3为示出图像形成设备的控制系统的示意性结构的框图；

图4为示出常规打印中墨粉检测操作的流程图；

图5为示出常规墨粉提供操作的流程图；

图6为示出墨粉低检测处理的流程图；

图7为示出墨粉重测操作的流程图；以及

图8为示出预热操作的流程图。

具体实施方式

以下结合附图详细描述根据本发明的实施例。

图1为示意性示出应用本发明的图像形成设备100如数字复制机的结构的正面剖视图。图像形成设备100包括扫描器部分200和打印机部分300，其中，扫描器部分200读取原始图像并提供与原始图像相应的图像数据，打印机部分300基于从扫描器部分200提供的图像数据而在纸张上形成图像。为扫描器部分200提供执行用户接口的控制面板(未示出)。图像形成设备100连接到网络如LAN。数字复制机100基于通过控制面板或网络输入的用户指令而操作。

扫描器部分200包括作为主要部分的第一输送架3、第二输送架4、透镜9和CCD 10，其中，第一输送架3具有光源5和第一反光镜6，第二输送架4具有第二反光镜7和第三反光镜8。当读取原始文档时，通过在副扫描方向上运动的第一输送架3的光源5而照射放置在原始玻璃2上的原始文档。原始文档的反射光束反射在第一至第三反光镜上，由透镜9会聚，并被引导到CCD 10。此时，第二输送架4以第一输送架3速度的1/2，沿着与第一输送架3运动方向相同的方向运动，以此方式，反射光束从原始文档到CCD 10的光路长度(焦距)变为固定。CCD 10在主扫描方向上扫描输入的反射光束。结果，原始文档表面上的图像变换为电信号。

打印机部分300包括作为主要部分的激光扫描器单元42、处理单元25、固定单元17。激光扫描器单元42通过使用基于从扫描器部分200提供的图像数据而产生的激光束，而对处理单元25中的光敏鼓圆周表面进行曝光和扫描。结果，在光敏鼓圆周表面上形成与图像数据相对应的静电潜像。在处理单元25中，使墨粉粘附到在光敏鼓圆周表面上形成的静电潜像上，并且，此墨粉图像通过转印充电器26而转印到从进纸盒40传送的纸张上。纸张上的墨粉图像通过固定单元17而固定到纸张上，并且，通过出纸滚筒15和16而从所述设备提供纸张。

现在描述根据本发明的墨粉余量检测方法。

在根据本发明的实施例中，在打印图像时，在打印过程中检测墨粉余量，当检测到墨粉余量不足时，不立即提供墨粉，而是在完成打印之后(即，当高压电源和电机驱动电路不工作时)再次检测墨粉余量。当即使再次检测墨粉余量，墨粉余量也仍然不足时，才提供墨粉。结果，有可能防止因高压电源路径和/或电机驱动电路在墨粉余量检测部分中混合的噪声而导致墨粉余量检测部分误检测。

在多张纸上连续打印图像的连续打印情况下，为了重测墨粉余量而在中途暂停打印，这降低打印生产率。从而，当在检测到墨粉余量不足之后超过预定数量的打印纸时，提供墨粉。

图2为处理单元25的剖视图。在此图中，在处理单元25的内部设置墨粉盒47。

墨粉盒47以可分离的方式与处理单元25耦合。旋转墨粉提供DC电机39而旋转墨粉盒加料器32，并且容纳在墨粉盒47中的墨粉落在处理单元25基本中央的部分上。已经落入到处理单元25中的墨粉通过同样旋转的墨粉提供加料器36而从处理单元25的中央部分提供给墨粉容纳部分37。

在墨粉容纳部分37设置由输送架DC电机旋转的混合器34，并且，混合器34的转叶34a搅动墨粉并在光敏鼓38的纵向(在此图中为正面向内方向)上均匀地分配墨粉。在墨粉容纳部分37中布置墨粉空传感器(以下称作墨粉传感器)35，墨粉传感器35通过使用压电元件而产生高频振动，并通过检测小电流中的变化而检测墨粉余量。

当墨粉传感器35检测墨粉余量不足时，通过上述方法从墨粉盒47向处理单元25提供墨粉。

本发明目的是使此墨粉传感器35的检测稳定，并防止处理单元25因不必要的墨粉提供而过度充满墨粉。

墨粉传感器35通过使用上述压电元件而使振膜高频振动，并检测根据振膜上的墨粉数量而变化的微信号，由此检测墨粉余量。由于墨粉传感器检测小的模拟信号，因此，它的弱点是容易因电噪声、物理振动和其它的影响而误操作。

从高压电源向对光敏鼓38起电的充电器、在纸张上转印墨粉的转印加载器、从光敏鼓上分离纸张并平滑地执行固定/出纸的分纸加载器、以及其它部件提供电压。这些产生高电压的间隙部分的状态随着纸张传送过程中的物理振动而敏锐地变化，并且发生放电。因而，墨粉余量的检测容易受此放电感应噪声或DC电机(送纸架电机)产生的感应噪声的影响。

从而，最佳的是在非打印模式下检测墨粉，其中，在非打印模式下不产生物理振动和电噪声。然而，由于墨粉搅动混合器34在非打印模式下不旋转，在一些情况下，墨粉容纳部分37中的墨粉状态不能稳定，这使得难以稳定地和正确地进行墨粉检测。

在此实施例中，在打印过程中检测墨粉，并且，如果检测到墨粉余量不足，就停止输送架电机和高压电源，并在此停止之后立即在非打印模式下重新检测墨粉。结果，可不受打印模式下噪声的影响和非打印模式下墨粉状态不稳定的影响，而执行稳定的墨粉检测。

图3为示出图像形成设备的控制系统的示意性结构的框图。

此图像形成设备包括：存储控制程序的闪速ROM 102，所述控制程序包括根据此实施例的程序；根据控制程序而全面控制此图像形成设备的CPU 101；存储各种系统数据的SIDRAM 103；存储各种操作参数的SRAM 104；用作时钟IC的RTC 105；I/O端口106；以及系统ASIC 107。进而，图像形成设备包括：用于细线化处理的FET 108；用于压缩/扩展的CODEC 109和SRAM 110；以及用于图像处理的ASIC 111和SDRAM 112，其中，ASIC 111和SDRAM 112作为图像处理部分。

CPU通过I/O端口106而控制墨粉电机驱动器41、高压电源43、墨粉传感器IC 44和输送架电机驱动器45。墨粉电机驱动器41驱动墨粉提供DC电机39；高压电源43向充电器50、纸分离加载器48和转印加载器49提供高压电；并且，输送架电机驱动器45驱动输送架DC电机40。墨粉传感器IC 44通过使用墨粉传感器35而检测处理单元25中的墨粉数量，并通过I/O端口106向CPU 101通知检测结果(墨粉余量检测信号)。

现在结合图4-8的流程图来描述与根据本发明的墨粉余量检测方法实施例有关的操作。首先解释在流程图中所用的标记和计数器的意义。

5sH标记F1：在打印过程中，当墨粉传感器连续检测处理单元中墨粉余量不足且长达5秒钟时，CPU 101开启此标记(在这，“开启标记”指例如在一位寄存器中写1)。

·墨粉提供标记F2：当关闭高压电源和电机电源，检测处理单元中墨粉余量，并由此检测墨粉余量不足时，CPU 101开启此标记。

·墨粉低标记F3：当在打印过程中确定墨粉盒中没有墨粉(墨粉低)时，CPU 101开启此标记。

·墨粉空标记F4：当判断墨粉低(在墨粉盒中没有墨粉)并接着打印指定数量的纸张时，CPU 101开启此标记。

·鼓寿命标记F5：当基于打印的纸张数而判断光敏鼓的寿命时，CPU 101开启此标记。

·5sH计数器C1：当5sH标记开启时，指示打印纸张的数量。

·墨粉低计数器C2：当在提供墨粉之后立即检测到处理单元中的墨粉余量不足时，此计数器的内容加1。

应指出，在以下流程图和它们的解释中描述的判断条件的值和数字值不受限制，并且可以修改它们。

(1)常规打印操作

图4为示出在常规打印中墨粉检测操作的流程图。

例如，当按下控制面板中的复制按钮时，扫描器部分200开始读取原始图像，并且打印机部分300开始常规打印图像。当开始常规打印时，CPU 101在控制图像读取和打印操作的同时，执行以下与墨粉数量检测和墨粉提供有关的操作。在以下各个步骤中，控制操作主要由CPU 101执行。

首先，判断墨粉低标记F3是否开启(S101)。即，判断在先前的打印操作中墨粉盒47中是否没有墨粉。如果墨粉低标记F3未开启，就判断墨粉提供标记F2是否开启(S102)。即，例如，在终止先前的打印操作之后，关闭高压电源和电机电源，以便检测处理单元中的墨粉余量，并且，判断是否检测墨粉余量不足。如果墨粉提供标记F2开启(在S102中的是)，就确认光敏鼓38未达到其寿命终点(S103)，接着，在步骤S105中执行常规墨粉提供。

(2)常规墨粉提供

图5为示出常规墨粉提供操作的流程图。必须在旋转混合器34的同时执行常规墨粉提供，因而，在打印操作中执行常规墨粉提供。

墨粉提供电机39设置为开启，长达7秒(S201)，从墨粉盒向处理单元提供墨粉，并且，重置墨粉提供标记F2、5sH标记F1和5sH计数器C1(S202)。接着，关闭墨粉提供电机(S203)，开启墨粉传感器35(开始压电元件的振动)(S204)，在开始墨粉提供之后立即检测墨粉余量(S205)。执行墨粉检测15秒(S207)。当墨粉传感器的输出连续表示余量不足且时间长达5秒时(S206中的是)，开启5sH标记F1(S208)，并终止墨粉检测(S209)。

再次回到图4，在步骤S105的常规墨粉提供之后，执行步骤S106中的墨粉低检测。

(3)墨粉低检测处理

图6为示出墨粉低检测处理的流程图。

与步骤S208相同，当5sH标记F1因在墨粉提供之后立即检测墨粉余量而开启时(S301中的是)，如果墨粉低计数器C2不大于或等于2(S302中的否)，墨粉低计数器就加1(S303)。

如果墨粉低计数器大于或等于2(S302中的是)，就开启墨粉低标记F3(S304)，并且重置墨粉低计数器(S305)。设置墨粉低标记F3为开启指即使提供墨粉三次也不解决处理单元25中的墨粉余量不足，并且在盒47中没有墨粉。

再次回到图4，当与步骤S107一样5sH标记F1设置为开启时(是)，5sH计数器加1(S108)，判断当前状态是打印结束还是处于继续打印模式(S109)。在打印结束的情况下，控制转移到结束处理。在连续打印模式的情况下，控制返回到第一步骤S101。

如上所述，当墨粉低标记F3开启时(S101中的是)，可确定在墨粉盒47中没有墨粉。从而，可常规地执行打印，直到打印指定数量的纸张(如100张)为止。然而，当超过指定数量的纸张时，墨粉空标记F4开启，以便保护处理单元25(S111)，重置墨粉低标记F3，并同时禁止打印，即停止打印(S112)。

当墨粉提供标记F2为关闭时(S102中的否)，判断5sH计数器C1是否表示大于或等于预定张数(如50张)(S113)。如果5sH计数器C1表示大于或等于预定张数(S113中的是)，控制就转移到墨粉提供处理，并且，如果5sH计数器C1表示小于50张，控制就转移到墨粉检测处理。

在墨粉检测处理中，在打印过程中观察墨粉传感器的余量检测信号。当连续检测墨粉余量不足且长达5秒或更长时，5sH标记F1开启(S114-S118)。5sH计数器C1是表示当5sH标记F1开启时不执行墨粉重测而连续打印的张数，它在后面描述。与步骤S113相同，当此计数器例如表示大于或等于50张时，墨粉余量处于极其低的危险中。从而，为了保护处理单元25，不执行墨粉重测就执行墨粉提供操作。应指出，尽管因步骤S113中的是而使打印的生产率减小，但可暂停连续打印，并且控制转移到墨粉重测。

当终止打印时(S109中的是)，结束打印过程中的墨粉检测(S119)。这里，在此实施例中，判断5sH标记F1是否与步骤S120一样为开启。如果开启，就执行步骤S121中的墨粉重测。

(4)墨粉重测

图7为示出墨粉重测操作的流程图。当5sH标记F1在打印结束时和在后述预热模式下为开启时执行此墨粉重测。

通过开启墨粉传感器而首先开始压电元件的振动(S401)，关闭送纸架电机40和高压电源43(S402)，并且开始墨粉余量的检测(S403)。通过以此方式关闭输送架电机和高压电源，停止噪声产生源的操作，并且不会混合噪声地检测墨粉余量。

如果当检测墨粉余量10秒时连续检测墨粉余量不足长达5秒，就开启墨粉提供标记F2(S404-S406)。如果未连续检测墨粉余量不足长达5秒(S404中的否)，就确定在打印过程中检测的墨粉余量不足是因例如受到噪声的影响而导致的错误检测，这与步骤S208一样，并且，重置5sH标记F1和5sH计数器C1(S407)。同时，如果墨粉低计数器C2表示大于或等于1(S408中的是)，墨粉低计数器C2的值就减1(S409)，并且终止墨粉重测(S409)。

(5)预热

在打开设备电源或取消系统重置之后，在初始设置中执行预热。而且，当检测设备所设置的门“开启→关闭”时，例如，当更换墨粉盒47或处理单元25时打开卡纸释放盖(侧盖)或前盖时，或者，当取消省电模式时，执行预热。

图8为示出预热操作的流程图。

当开始预热时，如果墨粉低标记F3或墨粉空标记F4开启(S501中的是)，就确认光敏鼓未达到寿命终点(S502中的否)，接着，开始墨粉提供。也就是说，输送架电机和高压电源开启(S503)，墨粉电机开启(S504)，并且重置墨粉提供标记F2、5sH标记F1和5sH计数器C1(S505)。在旋转墨粉提供电机长达7秒之后，墨粉电机关闭(S506)，并且执行上述墨粉重测(参见图7)(S507)。也就是说，停止输送架电机和高压电源的操作，并且，在不产生噪声时检测墨粉余量。这里，如果检测墨粉余量不足，就开启墨粉提供标记F2。

如果墨粉提供标记F2未开启(S508中的否)，就重置墨粉低标记F3和墨粉空标记F4(S511)，并且重置墨粉低计数器C2(S512)。

在墨粉提供标记F2开启(S508中的是)的情况下，如果墨粉低计数器C2不大于或等于2(S509中的否)，墨粉低计数器C2就加1(S510)，控制返回到步骤S503，并且执行墨粉提供。如果墨粉低计数器C2大于或等于2(S509中的是)，即，如果即使执行三次墨粉提供也未解决墨粉不足，就与步骤S504-S506相同，重置墨粉低计数器C2(S512)(不解除墨粉低标记F3和墨粉空标记F4)。在此情况下，当接着执行常规打印时，与图4中的步骤S111一样，有可能打印预定张数(如100张)，但是在更换墨粉盒之前禁止打印更多张。

当墨粉低标记或墨粉空标记开启且检测到鼓寿命终点时(S502中的是)，这意味着光敏鼓已到达其寿命的终点，根据光敏鼓的规格书而禁止打印(S514)，并且不重新执行墨粉提供，直到设置新的处理单元25为止(光敏鼓)。应指出，如果墨粉低标记F3开启，在确定墨粉为空之前可允许打印。

如上所述，根据本发明，即使在打印过程中在墨粉余量检测传感器内因电机5或高压电源的物理振动或感应噪声而产生误操作，通过在非打印模式下执行墨粉重测，也可避免在处理单元中提供过量的墨粉，从而实现稳定的墨粉提供操作。相应地，由于有可能通过软件控制来执行，因此，不需要用于防止振动和噪声的特殊电路元件或其布线。

以上已经描述根据本发明的实施例，但不限制本发明的设备和方法，并且可执行各种修改。此修改包括在本发明的范围内。进一步地，通过适当地组合每个实施例中的构成元件、功能、特征或方法步骤而配置的设备或方法也包括在本发明的范围内。

Claims

1.一种图像形成设备，特征在于包括：

潜像形成部分，所述潜像形成部分基于输入的图像信号而在感光器上形成静电潜像；

显影部分，所述显影部分使墨粉粘附在形成于感光器上的静电潜像上，以显影墨粉图像；

把墨粉图像转印到纸张上的转印部分；

传送纸张的输送架部分；

检测显影部分的墨粉余量的余量检测部分；

第一检测部分，所述第一检测部分通过在打印过程中使用余量检测部分而检测墨粉余量；

第二检测部分，当第一检测部分检测到墨粉余量不足时，所述第二检测部分部分地停止向所述设备内的每个部分供电，并通过使用余量检测部分而再次检测墨粉余量；以及

提供部分，当第二检测部分检测到墨粉余量不足时，向显影部分提供墨粉。

2.如权利要求1所述的图像形成设备，特征在于：通过停止向转印部分供电而执行第二检测部分的墨粉余量重测。

3.如权利要求1所述的图像形成设备，特征在于：通过停止输送架部分的传送操作而执行第二检测部分的墨粉余量重测。

4.如权利要求1所述的图像形成设备，特征在于进一步包括分离部分，所述分离部分从感光器分离其上被转印图像的纸张，其中，通过停止向分离部分供电而执行第二检测部分的墨粉余量重测。

5.如权利要求1所述的图像形成设备，特征在于：在对设备预热时，第二检测部分重测墨粉余量。

6.如权利要求5所述的图像形成设备，特征在于：在开启设备的电源之后立即执行预热。

7.如权利要求5所述的图像形成设备，特征在于：当对设备所设置的一个门打开/关闭时，执行预热。

8.如权利要求5所述的图像形成设备，特征在于：当在设备被设置为省电模式之后取消省电模式时，执行预热。

9.如权利要求1所述的图像形成设备，特征在于：提供部分在下一打印操作中执行供电。

10.如权利要求1所述的图像形成设备，特征在于：如果第一检测部分在连续打印过程中检测到墨粉余量不足，提供部分在打印预定数量的纸张之后执行墨粉提供，其中，在所述连续打印中，在多张纸上连续打印图像。

11.如权利要求1所述的图像形成设备，特征在于进一步包括图像读取部分，所述图像读取部分光学读取原始图像并向潜像形成部分提供与原始图像相对应的图像信号。

12.一种图像形成设备，特征在于包括：

潜像形成部分，所述潜像形成部分基于输入的图像而在感光器上形成静电潜像；

把墨粉图像转印到纸张上的转印部分；

传送纸张的输送架部分；

检测显影部分的墨粉余量的余量检测部分；

第二检测部分，当第一检测部分检测到墨粉余量不足时，在结束当前打印操作之后，所述第二检测部分通过使用余量检测部分而重测墨粉余量；以及

13.一种用于图像形成设备的墨粉提供方法，所述方法的特征在于包括：

基于输入的图像信号而在感光器上形成静电潜像；

通过使用显影器而在形成于感光器上的静电潜像上粘附墨粉，并且显影墨粉图像；

把墨粉图像转印到纸张上；

在打印过程中检测显影器的墨粉余量；

当检测到显影器中墨粉余量不足时，部分地停止向所述设备内的每个部分供电，并再次检测墨粉余量；以及

当因墨粉余量重测而检测到墨粉余量不足时，向显影部分提供墨粉。

14.如权利要求13所述的用于图像形成设备的墨粉提供方法，特征在于：通过停止向转印部分供电而执行墨粉余量重测。

15.如权利要求13所述的用于图像形成设备的墨粉提供方法，特征在于：通过停止输送架部分的传送操作而执行墨粉余量重测。

16.如权利要求13所述的用于图像形成设备的墨粉提供方法，特征在于进一步包括分离部分，所述分离部分从感光器分离其上被转印图像的纸张，其中，通过停止向分离部分供电而执行墨粉余量重测。

17.如权利要求13所述的用于图像形成设备的墨粉提供方法，特征在于：在下一打印操作中执行墨粉提供。

18.如权利要求13所述的用于图像形成设备的墨粉提供方法，特征在于：当在连续打印过程中检测到墨粉余量不足时，在打印预定数量的纸张之后提供墨粉，其中，在所述连续打印中，在多张纸上连续打印图像。