TWI468881B - 檢測廢碳粉罐狀態的檢測裝置以及列印裝置 - Google Patents

Description

檢測廢碳粉罐狀態的檢測裝置以及列印裝置

本發明係關於一種檢測廢碳粉罐狀態的檢測裝置以及使用該檢測裝置的列印裝置，尤其是關於一種能檢測廢碳粉罐是否正確安裝，以及檢測已安裝之廢碳粉罐的填充量的檢測裝置與列印裝置。

傳統列印裝置通常利用光學、重量、壓力或機械等方式檢測廢碳粉罐中所儲存的廢碳粉量。美國專利號4,761,674揭露了設置於廢碳粉罐殼體上的一薄膜，其上有一反射片，廢碳粉填滿時會撐起薄膜，使反射片剛好可以將入射光反射至偵測器；但是此種裝置無法偵測廢碳粉罐是否接近最大填充量，只有在已達到最大填充量的狀態才能被偵測出。另外，美國專利號5,260,755，採用電子秤偵測廢碳粉罐的重量，並轉化為電子訊號。此裝置可以較精細地偵測廢碳粉罐的填充量，但是需使用電子秤，生產成本與維修費用昂貴，並不合乎經濟效益。美國公開號2011/0103857，採用偵測桿偵測填充量，其結構則較為複雜。

然而除了檢測廢碳粉罐是否已達到最大填充量之外，偵測廢碳粉罐是否安裝妥當也是同等重要。否則容易因使用者不知未安裝廢 碳粉罐，誤以為廢碳粉罐尚未達到最大填充量，因而執行列印造成廢碳粉四散，可能導致列印品質降低甚至損壞列印裝置。因此，提供一種結構簡單、生產成本低，並能同時偵測廢碳粉罐是否已安裝、或是否已達到或接近最大填充量的檢測裝置，為本發明欲實現的解決方案。

因此，本發明之目的為提供一種檢測廢碳粉罐狀態的檢測裝置與使用該檢測裝置的列印裝置，用以檢測廢碳粉罐是否正確安裝，以及檢測已安裝之廢碳粉罐的填充量，其具有結構簡單、生產成本低的優點，並能檢測廢碳粉罐的多種狀態。

為達上述目的，本發明提供一種檢測廢碳粉罐狀態的檢測裝置，該裝置包含一第一光學偵測器與一移動件。第一光學偵測器包含一第一發光體，用以發射一第一光學訊號，以及一第一接收器，用以接收第一光學訊號，其中第一發光體與第一接收器之間提供一廢碳粉罐之容置空間。移動件設置於第一發光體與第一接收器之間，其中於安裝廢碳粉罐前，移動件位於一第一位置並且阻擋第一光學訊號；以及於安裝廢碳粉罐後，移動件被移動至一第二位置。第一光學偵測器用以偵測廢碳粉罐是否達到一最大填充量；以及透過與移動件配合，第一光學偵測器進一步用以偵測廢碳粉罐是否已安裝。

為達上述目的，本發明亦提供一種使用檢測裝置之列印裝置，包含一列印引擎、一廢碳粉罐，以及上述的檢測裝置。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的實施例及所附圖式得到 進一步的瞭解。

1‧‧‧列印裝置

10‧‧‧處理器

20、20’‧‧‧檢測裝置

100‧‧‧列印引擎

110‧‧‧存紙匣

130‧‧‧紙張傳輸系統

140‧‧‧感光鼓

150‧‧‧顯像單元

160‧‧‧轉寫滾輪

170‧‧‧清潔元件

180‧‧‧定著滾輪組

21‧‧‧移動件

211‧‧‧樞接點

213‧‧‧通孔

31‧‧‧第一光學偵測器

311‧‧‧第一發光體

312‧‧‧第一接收器

313‧‧‧第一光學訊號

41‧‧‧第二光學偵測器

411‧‧‧第二發光體

412‧‧‧第二接收器

413‧‧‧第二光學訊號

51‧‧‧廢碳粉罐

511‧‧‧接收口

71‧‧‧移動件

72‧‧‧彈性連接件

A、B‧‧‧移動方向

S‧‧‧紙張

[圖1]為依據本發明較佳實施例之列印裝置示意圖。

[圖2]顯示[圖1]中之列印引擎與檢測裝置處於廢碳粉罐安裝前狀態之前視圖。

[圖3]顯示[圖1]中之列印引擎與檢測裝置處於廢碳粉罐安裝後狀態之前視圖。

[圖4]顯示[圖3]中之廢碳粉罐與檢測裝置之局部放大圖。

[圖5]顯示[圖2]中之列印引擎與檢測裝置之右側視圖。

[圖6]顯示[圖3]中之列印引擎與檢測裝置之右側視圖。

[圖7]顯示[圖6]中之廢碳粉罐已達到警戒填充量之示意圖。

[圖8]顯示[圖6]中之廢碳粉罐已達到最大填充量之示意圖。

[圖9]為依據本發明較佳實施例之另一種形式之移動件示意圖，其處於廢碳粉罐安裝前狀態。

[圖10]顯示[圖9]之移動件處於廢碳粉罐安裝後狀態之示意圖。

[圖11]為依據本發明另一實施例之檢測裝置示意圖。

[圖1]為依據本發明較佳實施例之列印裝置示意圖。如[圖1]所示，列印裝置1包含一列印引擎100、一存紙匣110、一紙張傳輸系統130、一定著滾輪組180、一廢碳粉罐51、一檢測裝置20以及一 處理器10。列印引擎100包含一感光鼓140、一顯像單元150、一轉寫滾輪160與一清潔元件170。紙張傳輸系統130傳送紙張S從存紙匣110，經列印引擎100、定著滾輪組180，最後排出列印完成的紙張S。列印引擎100中的感光鼓140與轉寫滾輪160使碳粉附著於紙張S上，載有碳粉之紙張被送往定著滾輪組180，經高溫高壓使碳粉融化固定於紙張S上，形成穩固的影像。在列印引擎100中，顯像單元150使碳粉吸附至感光鼓140形成影像；待紙張S經過時，感光鼓140旋轉至轉寫滾輪160進行轉寫，轉附感光鼓140上之碳粉於紙張S上。轉寫完成後，感光鼓140繼續旋轉至清潔元件170，清潔元件170清除沾附於感光鼓140上之殘餘碳粉。廢碳粉罐51，設置於列印引擎100的一側，用以收集列印引擎100所產生的廢碳粉：被清除的殘餘碳粉集中在此處儲存，當廢碳粉罐51滿載時，使用者只須置換成空罐即可。檢測裝置20用以檢測廢碳粉罐51是否已安裝以及其所儲之廢碳粉之填充量等狀態。處理器10依據檢測裝置20的偵測結果，判斷廢碳粉罐51的狀態，並且據以控制列印裝置1。

[圖2]顯示[圖1]中之列印引擎與檢測裝置處於廢碳粉罐安裝前狀態之前視圖。[圖5]顯示[圖2]中之列印引擎與檢測裝置之右側視圖。如[圖2]與[圖5]所示，檢測裝置20設置於列印引擎100的一側，並留有一空間以容置廢碳粉罐51。檢測裝置20包含一第一光學偵測器31、一第二光學偵測器41與一移動件21。第一光學偵測器31包含一第一發光體311以及一第一接收器312，分別用以發射及接收第一光學訊號313。第二光學偵測器41位於第一光學偵測器31之下方，包含一第二發光體411以及一第二接收器412，分 別用以發射及接收第二光學訊號413。第一發光體311與第一接收器312之間，以及第二發光體411與第二接收器412之間，提供廢碳粉罐51之容置空間。第一光學偵測器31用來偵測廢碳粉罐51是否達到一最大填充量，第二光學偵測器41則用來偵測廢碳粉罐51是否達到一警戒填充量，且警戒填充量小於最大填充量。透過與移動件21配合，第一光學偵測器31與第二光學偵測器41可進一步偵測廢碳粉罐51是否已安裝。

請參閱[圖2]，移動件21透過一樞接點211固定於列印裝置1之一機體上，並可以樞接點211為支點左右擺動。如[圖2]所示，移動件21在安裝廢碳粉罐51前係位於一第一位置上。移動件21具有一通孔213，用以供第一發光體311發出之第一光學訊號313貫穿移動件21，但是當移動件21位於第一位置上時，通孔213並非位於第一光學訊號313的光路上，因此第一光學訊號313是為被移動件21的不透光部份所阻擋，無法穿透移動件21至另一側，以下會做更詳細的說明。第二光學偵測器41位於第一光學偵測器31之下方，而且第二光學訊號413的光路係位於移動件21所能遮蔽的範圍以外的位置。

如[圖5]所示，移動件21設置於第一發光體311與第一接收器312之間，第二發光體411與第二接收器412則位於第一發光體311與第一接收器312下方，但不限於同一軸線的上下位置。移動件21處於第一位置時，第一發光體311所發出之第一光學訊號313被移動件21阻擋，無法穿透移動件21至另一側為第一接收器312接收。第二發光體411所發之第二光學訊號413則因為無遮蔽物阻擋，而由第二接收器412所接收。因此，處理器10依據第二接收器412 有接收到光訊號，但第一接收器312無接收到光訊號的偵測結果，判斷列印裝置1並無安裝廢碳粉罐51。在這狀態下，處理器10可接著發出一警示訊號，以顯示或亮燈的方式提醒使用者列印裝置1未安裝廢碳粉罐51，或者發出一中斷訊號，中斷各部件的運作，以防止廢碳粉散播、髒汙機台及環境。

[圖3]顯示[圖1]中之列印引擎與檢測裝置處於廢碳粉罐安裝後狀態之前視圖。[圖4]顯示[圖3]中之廢碳粉罐與檢測裝置之局部放大圖。如[圖3]與[圖4]所示，於安裝廢碳粉罐51後，受到廢碳粉罐51的推擠，移動件21朝移動方向A移動至第二位置。然而移動件21的觸發方式除了可由廢碳粉罐51直接施力推動達成外，亦可藉由其他元件、機構或形式使移動件21離開第一位置。例如在廢碳粉罐51和移動件21上分別設置一同極性的磁鐵，或是設置一控制移動件21的電磁閥，讓移動件21可以更穩定地停留在第一位置與第二位置。當移動件21移動至第二位置時，通孔213也位移至第一光學訊號313之光路上，進而使第一發光體311發出的第一光學訊號313穿過通孔213到達移動件21的另一側，並且射向已安裝的廢碳粉罐51。通孔213可以是其他形式，如缺口、透光材料或設計一形狀，使第一光學訊號313可通過移動件21並得以射向廢碳粉罐51。

於本實施例中，廢碳粉罐51本身為可透光材質，因此當空廢碳粉罐51被安裝時，第一光學訊號313與第二光學訊號413皆貫穿廢碳粉罐51，而到達第一接收器312與第二接收器412。[圖6]顯示[圖3]中之列印引擎與檢測裝置之右側視圖。如[圖6]所示，於安裝廢碳粉罐51後，第一發光體311所發出之第一光學訊號313，穿 過通孔213及廢碳粉罐51，到達第一接收器312；第二發光體411所發出之第二光學訊號413，穿過廢碳粉罐51，到達第二接收器412。處理器10依據第一接收器312及第二接收器412均有接收到光訊號的偵測結果，判斷列印裝置1已安裝廢碳粉罐51。廢碳粉罐51可完全由透光材質構成，或者廢碳粉罐51僅需於對應於第一光學偵測器31及第二光學偵測器41的位置上安裝透光部，讓第一光學訊號313與第二光學訊號413可穿透廢碳粉罐51。

第一光學偵測器31係設置於對應廢碳粉罐51之最大填充量之位準。第二光學偵測器41係設置於對應廢碳粉罐51之警戒填充量之位準，例如瓶罐容量的70%。[圖7]顯示[圖6]中之廢碳粉罐已達到警戒填充量之示意圖。當列印裝置1使用一段時間後，廢碳粉量便會累積到一定的份量：由於廢碳粉屬於不透光材質，若廢碳粉達到了警戒填充量之位準，如[圖7]所示，第二光學訊號413係無法穿透廢碳粉罐51到達第二接收器412。在這種情形下，第二接收器412無接收到光訊號，第一接收器312則仍接收到光訊號，處理器10據以判斷廢碳粉罐51已達到警戒填充量。這時，處理器10控制列印裝置1發出提示訊號，提醒使用者準備更換廢碳粉罐51。

[圖8]顯示[圖6]中之廢碳粉罐已達到最大填充量之示意圖。若廢碳粉量達到了最大填充量之位準，第一光學訊號313與第二光學訊號413則皆會被廢碳粉所阻擋，在第一接收器312與第二接收器412均無接收到光訊號的情形下，處理器10據以判斷廢碳粉罐51已達到最大填充量。同樣地，處理器10也控制列印裝置1發出提示訊號，指示使用者置入或更換廢碳粉罐51，或命令列印裝置1 停止列印，以免廢碳粉在列印裝置1內飛散而影響列印品質或損壞列印裝置1的元件。第一光學偵測器31與第二光學偵測器41也可依其他因素或考量，將其設為偵測其他填充量，此設計並不超出本發明之精神。

如[圖4]所示，廢碳粉罐51頂部有一接收口511，被清潔元件170清除的廢碳粉由接收口511進入廢碳粉罐51。因此，在本實施例中，廢碳粉係由下往上累積，廢碳粉的累積高度越高，表示收集到的廢碳粉的數量也就越多。如列印裝置1欲設計成具有檢測廢碳粉罐51是否已達瓶罐容量的60%的功能，可以新增一第三光學偵測器於第二光學偵測器41的下方。

在本發明較佳實施例中，也可以有另一種形式的移動件71。透過與移動件71配合，第一光學偵測器31與第二光學偵測器41能進一步偵測廢碳粉罐51是否已安裝。[圖9]為依據本發明較佳實施例之另一種形式之移動件示意圖，其處於廢碳粉罐安裝前狀態。如[圖9]所示，移動件71連接於一彈性連接件72之一端，彈性連接件72之另一端固定於一殼體上，使移動件71可伸縮地設置於第一發光體311與第一接收器312之間。於安裝廢碳粉罐51前，移動件71位於第一位置，並且阻擋第一光學訊號313。[圖10]顯示[圖9]之移動件處於廢碳粉罐安裝後狀態之示意圖。於安裝廢碳粉罐51後，廢碳粉罐51推擠移動件71，壓縮彈性連接件72，使移動件71朝移動方向B被移動到第二位置而離開第一光學訊號313之光路，進而使第一光學訊號313射向廢碳粉罐51。當廢碳粉罐51被移除時，移動件71藉由彈性連接件72的彈性恢復力重回至第一位置，如[圖9]所示。至於偵測是否有安裝廢碳粉罐51以及是否已達 到警戒填充量、最大填充量的方式，與裝設移動件21的檢測裝置20相同，在此便不再贅述。

本發明又提出另一實施例。[圖11]為依據本發明另一實施例之檢測裝置示意圖。如[圖11]所示，檢測裝置20’包含移動件21、第一光學偵測器31。其與本發明之較佳實施例之差別為省略第二光學偵測器41。第一光學偵測器31包含一第一發光體311以及一第一接收器312，分別用以發射及接收第一光學訊號313。第一發光體312與第一接收器311之間提供廢碳粉罐51之容置空間。移動件21在本實施例與本發明較佳實施例為完全相同之元件，並同樣也可以改使用另一種形式之移動件71。有關移動件21與移動件71可參考本發明較佳實施例之說明，於此不重複贅述。

廢碳粉罐51尚未達到最大填充量前，第一接收器312接收到第一發光體311發出之第一光學訊號313；若第一接收器312未接收到第一光學訊號313，係表示未安裝廢碳粉罐51或廢碳粉罐51已達到最大填充量。此實施例相較於本發明之較佳實施例，無法較精細地偵測廢碳粉罐51是否先達到警戒填充量，也無法區別未安裝廢碳粉罐51與廢碳粉罐51已達到最大填充量的差異。但是，卻可以實現警示的功用，依據偵測的結果，處理器10控制列印裝置1發出提示訊號，提醒使用者檢查廢碳粉罐51的狀態，或命令列印裝置1停止列印。故即使無法分辨上述兩種情況，本實施例仍相當實用。

本發明與先前技術相比，傳統設備使用重量、壓力或機械等方式之檢測裝置檢測廢碳粉罐的填充量位準，其構造較複雜、生產成本也高，若需偵測是否安裝廢碳粉罐，還需結合其他裝置。然而 本發明的成本低、結構簡單，無需搭配其他裝置，或執行多餘的廢碳粉罐安裝步驟，僅需使用單一裝置便能同時偵測廢碳粉罐的安裝狀態和填充量。並且在廢碳粉罐達到最大填充量之前，能預先偵測廢碳粉罐是否達到一警戒填充量，方便使用者及早因應。相較於只能偵測單一狀態的裝置，本發明更能完善地保護列印裝置與列印品質。

在實施例之詳細說明中所提出之具體實施例僅用以方便說明本發明之技術內容，而非將本發明狹義地限制於上述實施例，在不超出本發明之精神及以下申請專利範圍之情況，所做之種種變化實施，皆屬於本發明之範圍。

21‧‧‧移動件

211‧‧‧樞接點

213‧‧‧通孔

311‧‧‧第一發光體

312‧‧‧第一接收器

411‧‧‧第二發光體

412‧‧‧第二接收器

51‧‧‧廢碳粉罐

511‧‧‧接收口

A‧‧‧移動方向

Claims (10)

1. 一種檢測廢碳粉罐狀態的檢測裝置，包含：一第一光學偵測器，包含一第一發光體，用以發射一第一光學訊號，以及一第一接收器，用以接收該第一光學訊號，其中該第一發光體與該第一接收器之間提供一廢碳粉罐之容置空間；一移動件，設置於該第一發光體與該第一接收器之間，其中於安裝該廢碳粉罐前，該移動件位於一第一位置並且阻擋該第一光學訊號；以及於安裝該廢碳粉罐後，該移動件被移動至一第二位置；以及一第二光學偵測器，位於該第一光學偵測器之下方，包含一第二發光體，用以發射一第二光學訊號，以及一第二接收器，用以接收該第二光學訊號，其中該第二發光體與該第二接收器之間提供該廢碳粉罐之容置空間；其中該第一光學偵測器用以偵測該廢碳粉罐是否達到一最大填充量；以及透過與該移動件配合，該第二光學偵測器與該第一光學偵測器進一步用以偵測該廢碳粉罐是否已安裝。
2. 如申請專利範圍第1項所述之檢測裝置，其中該移動件係透過一樞接點固定，可擺動地設置於該第一發光體與該第一接收器之間，以及該移動件具有一通孔，供該第一發光體發出之該第一光學訊號貫穿該移動件；其中於安裝該廢碳粉罐後，該通孔隨著該移動件移動到該第二位置而位移至該第一光學訊號之光路上，進而使該第一光學訊號通過該通孔並射向該廢碳粉罐。
3. 如申請專利範圍第1項所述之檢測裝置，其進一步包含一彈性連接件，連接該移動件與一殼體，使該移動件可伸縮地設置於該第一發光體與該第一接收器之間；其中於安裝該廢碳粉罐後，該移動件因被移動到該第二位置而離開該第一光學訊號之光路，進而使該第一光學訊號射向該廢碳粉罐。
4. 如申請專利範圍第1項所述之檢測裝置，其中該第二光學偵測器用以偵測該廢碳粉罐是否達到一警戒填充量，且該警戒填充量小於該最大填充量。
5. 如申請專利範圍第4項所述之檢測裝置，其中該第一接收器無接收到該第一光學訊號，但該第二接收器有接收到該第二光學訊號，係表示該廢碳粉罐未安裝。
6. 如申請專利範圍第4項所述之檢測裝置，其中該第一接收器與該第二接收器分別接收到該第一光學訊號與該第二光學訊號，係表示該廢碳粉罐已安裝。
7. 如申請專利範圍第4項所述之檢測裝置，其中該第一接收器有接收到該第一光學訊號，而該第二接收器無接收到該第二光學訊號，係表示該廢碳粉罐已達到該警戒填充量。
8. 如申請專利範圍第4項所述之檢測裝置，其中該第二接收器無接收到該第二光學訊號，且該第一接收器無接收到該第一光學訊號，係表示該廢碳粉罐已達到該最大填充量。
9. 一種列印裝置，包含：一列印引擎；一廢碳粉罐，用以收集該列印引擎所產生的廢碳粉；以及如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之檢測廢碳粉罐狀態的檢測裝置。
10. 如申請專利範圍第9項所述之列印裝置，其進一步包含一處理器，依據該檢測裝置的偵測結果，該處理器判斷該廢碳粉罐的狀態。