TWI712871B - 相對轉動清潔反射式碳粉殘量偵測裝置 - Google Patents

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Abstract

一種碳粉殘量偵測裝置包含一碳粉匣、一攪拌結構、一反射區、一第一清潔元件、一第二清潔元件以及一收發器。碳粉匣內部儲存有碳粉，並具有一透光區。攪拌結構可轉動地設置於碳粉匣中並攪拌碳粉。反射區設置於攪拌結構上。第一清潔元件設置於攪拌結構上。第二清潔元件設置於碳粉匣上。收發器設置於碳粉匣的外部的一本體，並發出一發射信號通過透光區到達反射區。反射區藉由反射發射信號而產生一反射信號通過反射區被收發器接收。轉動中的第一清潔元件間歇地清潔固定的透光區，固定的第二清潔元件間歇地清潔轉動中的反射區。

Description

相對轉動清潔反射式碳粉殘量偵測裝置
本發明是有關於一種碳粉殘量偵測裝置，且特別是有關於一種相對轉動清潔反射式碳粉殘量偵測裝置。
碳粉匣為印表機不可或缺的組件，主要功能為儲存碳粉以及列印過程中提供碳粉。在不斷地列印出文件後，碳粉匣內的碳粉將隨之減少，需即時偵測碳粉殘量，並告知使用者更換碳粉匣最佳時機。目前習知的偵測方式包括紅外線穿透式、粉末震動偵測以及列印數量計算方式。
圖1顯示一種習知之碳粉殘量偵測方式的示意圖。圖2顯示圖1的碳粉殘量偵測方式的局部立體圖。碳粉偵測殘量方式譬如揭示於US6496662中。如圖1與圖2所示，印表機的本體300中安裝有碳粉匣310。本體300的一側安裝有發射器320及接收器330，而碳粉匣310的側壁設置有透明窗口311。當碳粉殘量低時，發射器320發射出的信號340通過透明窗口311到達反射面350，而被反射面350反射後通過透明窗口311到達接收器330，接收器330接收到信號340時，即可判定碳粉殘量為低。由於要判斷出低的碳粉殘量，所以透明窗口311與反射面350需要設置在碳粉匣310的腔室315的底部，腔室315中也 設置有旋轉槳360，旋轉槳360上設置有清潔元件370以同時清潔同定不動的透明窗口311和反射面350。雖然可以達到低碳粉量偵測的功能，但是固定不動的反射面350需要有延伸部355的支撐，且位於碳粉匣310邊緣的反射面350與透明窗口311之間的間隙380又不能太大(圖1以誇大法顯示)，使得固定不動的反射面350及延伸部355很容易將碳粉分成兩區，兩區的碳粉不易流通(阻礙碳粉的流通)，使得低碳粉量時，不易流動的碳粉仍殘留於反射面350與透明窗口311之間的間隙380，或者使得高碳粉量時，不易流動的碳粉來不及進入反射面350與透明窗口311之間的間隙380，影響殘量偵測結果。此外，清潔元件370以同時清潔固定不動的透明窗口311和反射面350，需要精確控制清潔元件370的兩側的安裝或製造公差，以免影響清潔結果或造成運轉不順的問題。
因此，上述習知技術著實有改良的空間。
因此，本發明的一個目的是提供一種相對轉動清潔反射式碳粉殘量偵測裝置，藉由在轉動的攪拌結構上設置反射區以及第一清潔元件，配合碳粉匣上設置的第二清潔元件，使得第一清潔元件可以清潔透光區，並使得第二清潔元件可以清潔反射區，配合收發器達成偵測碳粉殘量的功能。
本發明的另一目的是提供一種相對轉動清潔反射式碳粉殘量偵測裝置，藉由在碳粉匣的相對兩側分別設置透光區以及反射區，在轉動的攪拌結構的相對兩側分別設置第一清潔元件與第二清潔元件，使得第一清潔元件可以清潔透光區，並使得第二清潔元件可以清潔反射區，配合收發器達成偵測碳粉殘量的功能。
為達上述目的，本發明提供一種碳粉殘量偵測裝置，包含：一碳粉匣，內部儲存有碳粉，並具有一透光區；一攪拌結構，可轉動地設置於碳粉匣中，並攪拌碳粉；一反射區，設置於攪拌結構上；一第一清潔元件，設置於攪拌結構上；一第二清潔元件，設置於碳粉匣上；以及一收發器，設置於碳粉匣的外部的一本體，並發出一發射信號通過透光區到達反射區，反射區藉由反射發射信號而產生一反射信號通過反射區被收發器接收，其中轉動中的第一清潔元件間歇地清潔固定的透光區，固定的第二清潔元件間歇地清潔轉動中的反射區。
本發明亦提供一種碳粉殘量偵測裝置，包含：一碳粉匣，內部儲存有碳粉，並於一側具有一透光區；一攪拌結構，可轉動地設置於碳粉匣中，並攪拌碳粉；一反射區，設置於碳粉匣的另一側的一內表面；一第一清潔元件，設置於攪拌結構的一側上；一第二清潔元件，設置於攪拌結構的另一側上；以及一收發器，設置於碳粉匣的外部的一本體，並發出一發射信號通過透光區到達反射區，反射區藉由反射發射信號而產生一反射信號通過反射區被收發器接收，其中轉動中的第一清潔元件間歇地清潔固定的透光區，轉動中的第二清潔元件間歇地清潔固定的反射區。
藉由本發明的上述實施例，可以準確告知使用者碳粉匣的更換時機。或者，可以讓補充碳粉匣進行補充碳粉的工作，適用於按需供粉的雙倉碳粉匣，其中前端倉槽即時供應列印所需碳粉，後端倉槽為儲備碳粉用。當判斷前端倉槽的碳粉殘量不足時，後端倉槽適當補充碳粉至前端倉槽。此舉可減少尚未使用的碳粉不斷攪拌而影響其物理性質(亦即延長使用壽命)。此外，本發明的實施例相對於紅外線穿透式偵測方式來得便利，僅單側組裝，因此減少電子料件及組裝工時。與震 動偵測方式相比，碳粉匣結構相對簡易，不需將感測器置於碳粉匣內部，電子線材也不需聯結碳粉匣。與列印數量計算的偵測方式相比，本發明的實施例更加準確，可確切判斷目前的碳粉殘量，且持續轉動的反射區不會阻礙碳粉的流通。
為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
S1:發射信號
S2:反射信號
10:碳粉匣
10A:長邊
10B:短邊
12:透光區
13:內表面
14:固定座
15:缺口
20:攪拌結構
22:槳
24:彈片
25:孔洞
30:反射區
40:第一清潔元件
50:第二清潔元件
60:收發器
61:發射器
62:接收器
70:補充碳粉匣
100:碳粉殘量偵測裝置
300:本體
310:碳粉匣
311:透明窗口
315:腔室
320:發射器
330:接收器
340:信號
350:反射面
355:延伸部
360:旋轉漿
370:清潔元件
380:間隙
圖1顯示一種習知之碳粉殘量偵測方式的示意圖。
圖2顯示圖1的碳粉殘量偵測方式的局部立體圖。
圖3與圖4顯示依據本發明第一實施例的碳粉殘量偵測裝置的兩種狀態的俯視示意圖。
圖5顯示依據本發明第一實施例的碳粉殘量偵測裝置的側視示意圖。
圖6與圖7顯示收發器所接收到的反射信號的位準與時間的關係圖。
圖8顯示依據本發明第一實施例的碳粉殘量偵測裝置的部分零件的立體示意圖。
圖9顯示圖8的局部放大圖。
圖10顯示圖8的另一視角的局部放大圖。
圖11顯示移除圖10的部分零件的局部放大圖。
圖12顯示收發器、第二清潔元件與固定座的立體圖。
圖13顯示依據本發明第二實施例的碳粉殘量偵測裝置的俯視示意圖。
圖14與圖15顯示收發器所接收到的反射信號的位準與時間的關係圖。
圖16顯示依據本發明第三實施例的碳粉殘量偵測裝置的俯視示意圖。
圖17與圖18顯示依據第一實施例的攪拌結構的兩個例子的立體圖。
本發明的實施例採用單一側向紅外線反射設計。於機台內部同側放置兩個感測器，一個為發射器、一個為接收器，兩個合稱收發器，碳粉匣需設置透光區供信號進出。攪拌結構上設置清潔元件，在攪拌過程中撥除透光區上的碳粉。
如圖3至圖5與8至12所示，本發明第一實施例的碳粉殘量偵測裝置100係裝設於印表機的一本體300中，並且包含一碳粉匣10、一攪拌結構20、一反射區30、一第一清潔元件40、一第二清潔元件50以及一收發器60。值得注意的是，圖3與圖4的攪拌結構20僅為示意方式呈現。
碳粉匣10內部儲存有碳粉，特別是乾碳粉，並具有一透光區12。碳粉匣10具有長邊10A及短邊10B，長邊10A與短邊10B連接，且長邊10A比短邊10B來得長。透光區12可以利用透光材料製作成再固定至碳粉匣10的側壁(短邊10B)，封住碳粉匣10的側壁的開口。
攪拌結構20可轉動地設置於碳粉匣10中，並攪拌碳粉。攪拌結構20的軸向大致平行於長邊10A，並大致垂直於短邊10B。
反射區30設置於攪拌結構20上。反射區30可以以鋁箔或其他反射片來實施，也可以利用攪拌結構20本身的材質而形成一個 具有反射能力的反射部位，譬如是白色部位。
第一清潔元件40設置於攪拌結構20上，其可以以薄片或毛刷等方式實施。基於攪拌結構20的轉動方向，第一清潔元件40與反射區30的相位相差180度。
第二清潔元件50設置於碳粉匣10上，其可以以薄片或毛刷等方式實施。第二清潔元件50靠近透光區12設置。
收發器60設置於碳粉匣10的外部的本體300，並發出一發射信號S1通過透光區到達反射區30，反射區30藉由反射發射信號S1而產生一反射信號S2通過反射區30被收發器60接收，其中轉動中的第一清潔元件40間歇地清潔固定的透光區12，固定的第二清潔元件50間歇地清潔轉動中的反射區30。於一例子中，收發器60具有一發射器61與一接收器62。發射器61發射出發射信號S1，而接收器62接收反射信號S2。
在圖3中，當碳粉殘量為低時，反射區30被第二清潔元件50清潔後，發射信號S1通過透光區12到達反射區30，反射區30產生反射信號S2通過透光區12到達收發器60。在圖4中，第一清潔元件40處於清潔透光區12的位置。值得注意的是，圖3與圖4是接續進行，因此，透光區12被第一清潔元件40清潔後，反射區30再被第二清潔元件50清潔，此時可以維持透光區12與反射區30處於不被碳粉遮擋的狀態，使收發器60完成信號的發射與接收。換言之，在固定的第二清潔元件50清潔轉動中的反射區30後，反射區30才被轉動到透光區12的對面。
如圖5至圖7所示，印表機的處理器(未顯示)依據反射信號S2的位準維持於低位準，判斷碳粉殘量為高(圖6)，因為信號被碳 粉遮蔽；並依據反射信號S2的位準維持於低位準伴隨一個或多個短暫的高位準期間，判斷碳粉殘量為低(圖7)，因為反射區是間歇地反射不被碳粉遮蔽的信號。當判定碳粉殘量為低時，可以啟動一補充碳粉匣70補充新碳粉至碳粉匣10中，或者通知使用者替換碳粉匣10，此狀況亦同樣適用於其他實施例。
如圖8所示，於本實施例中，攪拌結構20具有多個槳22及一彈片24，具有多個孔洞25以方便碳粉流動的彈片24用來撥動碳粉匣10底部的碳粉往上運動，而槳22用來使碳粉往橫向方向移動。於另一例子中，彈片24可以與第一清潔元件40形成一體的元件，方便固定組裝。
如圖10至12所示，第二清潔元件50固定於碳粉匣10的一固定座14上，攪拌結構20樞接於固定座14上。此外，第二清潔元件50固定於碳粉匣10的固定座14上，固定座14具有一缺口15，發射信號S1通過缺口15進入透光區12，反射信號S2透過缺口15回到收發器60。因此，固定座14同時具有固定第二清潔元件50、樞接攪拌結構20及讓發射信號S1與反射信號S2通過的功能。
如圖13所示，本實施例的碳粉殘量偵測裝置類似於第一實施例，不同之處在於反射區30是設置於碳粉匣10的另一側的一內表面13。反射區30可以以鋁箔或其他反射片來實施，也可以利用碳粉匣10本身的材質形成一個具有反射能力的反射部位，譬如是白色部位。因此，碳粉匣10於一側具有一透光區12，第一清潔元件40設置於攪拌結構20的一側上，第二清潔元件50設置於攪拌結構20的另一側上。收發器60設置於碳粉匣10的外部的本體300，並發出發射信號S1通過透光區12到達反射區30，反射區30藉由反射發射信號S1而產生反 射信號S2通過反射區30被收發器60接收。轉動中的第一清潔元件40間歇地清潔固定的透光區12，轉動中的第二清潔元件50間歇地清潔固定的反射區30。
於本實施例中，透光區12到反射區30的一光路大致平行於攪拌結構20的一軸向，且大致垂直於碳粉匣10可被抽取替換的方向(如大箭頭所示)。值得注意的是，可以將反射區設計成不易附著大量碳粉，故亦可省略第二清潔元件50。
如圖14所示，印表機的處理器(未顯示)依據反射信號S2的位準維持於低位準，判斷碳粉殘量為高。如圖15所示，處理器依據反射信號S2的位準維持於高位準伴隨一個或多個短暫的低位準期間，判斷碳粉殘量為低，其中短暫的低位準期間是被攪拌結構20遮蔽所造成。
如圖16所示，本實施例類似於第二實施例，也就是第一清潔元件40與第二清潔元件50分別設置於攪拌結構20的一側及另一側上，反射區30是設置於碳粉匣10的內表面，收發器60設置於碳粉匣10的外部的本體300，不同之處在於透光區12到反射區30的一光路大致垂直於攪拌結構20的一軸向，透光區12設置於側壁(長邊10A)上，且大致垂直於碳粉匣10可被抽取替換的方向(如大箭頭所示)。藉由轉動攪拌結構20，可以利用第一清潔元件40與第二清潔元件50，達成對透光區12及反射區30的清潔。
如圖17所示，第一清潔元件40與反射區30的相位相差135度。如圖18所示，第一清潔元件40與反射區30的相位相差90。於其他例子中，第一清潔元件40與反射區30的相位可以相差150、120、45度或其他度數，以獲得較佳清潔效果。
藉由本發明的上述實施例，可以準確告知使用者碳粉匣的更換時機。或者，可以讓補充碳粉匣進行補充碳粉的工作，適用於按需供粉的雙倉碳粉匣，其中前端倉槽即時供應列印所需碳粉，後端倉槽為儲備碳粉用。當判斷前端倉槽的碳粉殘量不足時，後端倉槽適當補充碳粉至前端倉槽。此舉可減少尚未使用的碳粉不斷攪拌而影響其物理性質(亦即延長使用壽命)。此外，本發明的實施例相對於紅外線穿透式偵測方式來得便利，僅單側組裝，因此減少電子料件及組裝工時。與震動偵測方式相比，碳粉匣結構相對簡易，不需將感測器置於碳粉匣內部，電子線材也不需聯結碳粉匣。與列印數量計算的偵測方式相比，本發明的實施例更加準確，可確切判斷目前的碳粉殘量，且持續轉動的反射區不會阻礙碳粉的流通。
在較佳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。
S1‧‧‧發射信號
S2‧‧‧反射信號
10‧‧‧碳粉匣
10A‧‧‧長邊
10B‧‧‧短邊
12‧‧‧透光區
20‧‧‧攪拌結構
30‧‧‧反射區
40‧‧‧第一清潔元件
50‧‧‧第二清潔元件
60‧‧‧收發器
100‧‧‧碳粉殘量偵測裝置
300‧‧‧本體

Claims (13)

  1. 一種碳粉殘量偵測裝置，包含：一碳粉匣，內部儲存有碳粉，並具有一透光區；一攪拌結構，可轉動地設置於該碳粉匣中，並攪拌該碳粉；一反射區，設置於該攪拌結構上；一第一清潔元件，設置於該攪拌結構上；一第二清潔元件，設置於該碳粉匣上；以及一收發器，設置於該碳粉匣的外部的一本體，並發出一發射信號通過該透光區到達該反射區，該反射區藉由反射該發射信號而產生一反射信號通過該反射區被該收發器接收，其中轉動中的該第一清潔元件間歇地清潔固定的該透光區，固定的該第二清潔元件間歇地清潔轉動中的該反射區。
  2. 如請求項1所述的碳粉殘量偵測裝置，其中該第二清潔元件靠近該透光區設置。
  3. 如請求項1所述的碳粉殘量偵測裝置，其中基於該攪拌結構的轉動方向，該第一清潔元件與該反射區的相位相差180、150、135、120、90或45度。
  4. 如請求項1所述的碳粉殘量偵測裝置，其中在固定的該第二清潔元件清潔轉動中的該反射區後，該反射區才被轉動到該透光區的對面。
  5. 如請求項1所述的碳粉殘量偵測裝置，其中該第二清潔元件固定於該碳粉匣的一固定座上，該攪拌結構樞接於該固定座上。
  6. 如請求項1所述的碳粉殘量偵測裝置，其中該第二清潔元件固定於該碳粉匣的一固定座上，該固定座具有一缺口，該發射信號通過該缺口進入該透光區，該反射信號透過該缺口回到該收發器。
  7. 如請求項1所述的碳粉殘量偵測裝置，其中：依據該反射信號的位準維持於低位準，判斷碳粉殘量為高；以及依據該反射信號的位準維持於低位準伴隨一個或多個短暫的高位準期間，判斷碳粉殘量為低。
  8. 如請求項7所述的碳粉殘量偵測裝置，其中當判定碳粉殘量為低時，啟動一補充碳粉匣補充新碳粉至該碳粉匣中。
  9. 一種碳粉殘量偵測裝置，包含：一碳粉匣，內部儲存有碳粉，並於一側具有一透光區；一攪拌結構，可轉動地設置於該碳粉匣中，並攪拌該碳粉；一反射區，設置於該碳粉匣的另一側的一內表面；一第一清潔元件，設置於該攪拌結構的一側上；一第二清潔元件，設置於該攪拌結構的另一側上；以及一收發器，設置於該碳粉匣的外部的一本體，並發出一發射信號通過該透光區到達該反射區，該反射區藉由反射該發射信號而產生一反射信號通過該反射 區被該收發器接收，其中轉動中的該第一清潔元件間歇地清潔固定的該透光區，轉動中的該第二清潔元件間歇地清潔固定的該反射區。
  10. 如請求項9所述的碳粉殘量偵測裝置，其中該透光區到該反射區的一光路大致平行於該攪拌結構的一軸向，且大致垂直於該碳粉匣可被抽取替換的方向。
  11. 如請求項9所述的碳粉殘量偵測裝置，其中該透光區到該反射區的一光路大致垂直於該攪拌結構的一軸向，且大致垂直於該碳粉匣可被抽取替換的方向。
  12. 如請求項9所述的碳粉殘量偵測裝置，其中：依據該反射信號的位準維持於低位準，判斷碳粉殘量為高；以及依據該反射信號的位準維持於高位準伴隨一個或多個短暫的低位準期間，判斷碳粉殘量為低。
  13. 如請求項12所述的碳粉殘量偵測裝置，其中當判定碳粉殘量為低時，啟動一補充碳粉匣補充新碳粉至該碳粉匣中。
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