利用废墨密度检测废墨量的成像设备的制作方法

专利名称：利用废墨密度检测废墨量的成像设备的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及成像设备，尤其是涉及具有检测废墨容纳单 元中废墨量的功能的成像设备。
技术背景激光打印机、复印机、把这些功能组合起来的多功能外围设备 (MFP)以及其他类似的成像设备，把墨粉定影在打印纸张上进行印 制。这些设备具有感光鼓和中间转印带。在这些构件的表面上存留有 墨粉和载体(二元显影剂)，下文中称为废墨。这种废墨用清洁器刀 片除去，并容纳在废墨容纳单元中用于回收。废墨容纳单元也称为废 墨盒。当废墨容纳单元装满废墨时，对废墨容纳单元进行清空或者更 换处置。相应的，对于实现设备尺寸小、操作性能提高、成本低等等 来说，优化废墨容纳单元中的废墨量是重要的。为此，成像设备提供 有检测废墨量的功能。当废墨容纳单元中的废墨量达到最大可容纳量 时，就显示一个指示等，要更换废墨容纳单元。按传统方式， 一般通过构造成利用光学传感器检测墨粉水平面 (liquid level)的功能来检测废墨容纳单元中的废墨量。为了举例说明 象传统形式那样利用光学传感器检测墨水平面从而检测废墨容纳单元 中废墨量的构造，图7A和图7B示意性地画出了废墨容纳单元。这两 个图示出的废墨容纳单元l假定沿圆筒形感光鼓(未示出)的纵向(即 圆筒的方向)放置。图7A示意性画出沿平行于感光鼓纵向的方向看 去的废墨容纳单元，图7B示意性画出沿图7A标出的箭头VIIB方向 从横截面VIIB-VIIB看去的废墨容纳单元。参见图7A、 7B,沿纵向看去的废墨容纳单元1在其一侧(图7B的左侧)设有落墨口 2A、 2B。清洁器刀片3A回收感光鼓表面和中间 转印带上的存留废墨。回收的废墨经落墨口 2A、 2B落进废墨容纳单 元1中进行回收。参见图7B，从纵向看去的废墨容纳单元1在其远离落墨口 2B 的一侧(图7B的右侧)设有使用光学传感器6C的水平面检测单元6。 光学传感器6C发射光，发射的光接着由关联发射的光导6A引导，并 因此平行于废墨容纳单元1纵向地发射进废墨容纳单元1，然后通过 关联感光的管导6B，并因此被光学传感器6C接收。水平面检测单元 6分别利用光学传感器6C从发射和接收的光量中检测透射率，并因此 检测出容纳在废墨容纳单元1中的废墨水平面已经超过了关联发射的 光导6A的光发射位置。然而，这种检测废墨量的传统方法所提供的这种检测结果受到 墨粉水平面状态的影响。例如，如果废墨容纳单元l倾斜，那么，墨 粉的水平面就相对于废墨容纳单元倾斜。而且，如果废墨没有均匀地 容纳在废墨容納单元中，那么，就会有不平的水平面。这导致水平面 检测变化，妨碍检测到正确的废墨量。按传统方式，这种缺点通过使 废墨容纳单元的容量有容纳墨粉的余量以及成像设备具有的布局使墨 粉水平面变平等，进行了处理。在图7A、 7B的例子中，废墨容纳单 元1在里面有表面上有螺紋形式的搅动翅片并沿着纵向延伸的送墨转 动构件4A、 4B,其由用作转动机构的齿轮沿着图7A中箭头所标方向 转动。随着送墨转动构件4A、 4B由齿轮5转动，设在其表面上的螺 紋形式的搅动翅片向左或者向右移动如图7B所示在左侧经落墨口 2A、 2B落下并因此容纳的废墨，并搅动废墨容纳单元1中的废墨。利用光学传感器检测水平面的方法，其缺点还在于最终结果受 发射单元和感光单元变脏的影响。更具体地说，发射单元和感光单元 位于面对着废墨的位置。当发射单元和感光单元的表面被废墨弄脏时， 它们给检测提供的精度下降，妨碍检测到正确的废墨量。这个缺点按 传统方式通过为成像系统提供清洁发射单元和感光单元的构造得到了 处理。在图7A、 7B的例子中，送墨转动构件4A中紧挨着关联发射的光导6A和关联感光的光导6B下面的部分上，具有连接在上面的板 形光导清洁器7。沿送墨转动构件4A的纵向看去的光导清洁器7，其 长度等于从关联发射的光导6A到关联感光的光导6B的距离，并且从 垂直于送墨转动构件4A纵向的方向看去，其长度等于从送墨转动构 件4A到关联发射的光导6A、关联感光的光导6B之间的距离。当送 墨转动构件4A转动时，光导清洁器7转动，将送墨转动构件4A用作 转动轴线。这个动作中，光导清洁器7在关联发射的光导6A和关联 感光的光导6B之间通过，并因此接触关联发射的光导6A和关联感光 的光导6B的表面，对其进行清洁。具有上述这种构造的传统成像设备的第一个缺点是不能实现成 像设备的小型化、简单化以及低成本。而且，如果相应地更换含有最大可容纳量的废墨的废墨容纳单 元，并想要循环使用废墨容纳单元而相应地例如不经废料处理装置等 执行的专门处理就把其中的废墨在环境中处置，那么，作为工业废料 的废墨可能对环境产生不希望的影响。而且，已经到了最大可容纳量 并相应地从成像设备取下的废墨容纳单元可能会同新的废墨容纳单元 弄混。换言之，按传统形式构造的废墨容纳单元具有第二个缺点，即， 当它装有最大可容纳量的废墨并因此更换时，可能不会适当更换。发明内容提出本发明的目的是克服这样的一些缺点。本发明的一个目的 是提供一种成像设备，其能利用废墨容纳单元中废墨的密度来检测出 废墨容纳单元含有至少预定量的废墨，使废墨容纳单元得以适当更换。为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种成像设备，其包括容纳回收废墨的废墨容纳单元；转动单元，其第一端和第二端分别可转动地连接到所述废墨容纳单元的两个内部的相对表面上，当所 述转动单元转动时，所述转动单元将废墨从所述第一端运向第二端；分割单元，将所述废墨容纳单元的内部分割成盖住一部分所述转动单 元并含有所述转动单元的第一区和所述第一区之外的第二区，所述分 割单元在沿着所述转动单元的方向上具有多个孔，使得废墨能在所述第一区和所述第二区之间相通；停止转动机构，当所述转动单元的负载转矩达到预定转矩值时使所述转动单元停止转动；确定单元，当所 述转动单元停止转动时确定所述废墨容纳单元中的废墨已经达到了预定量。本成像设备可利用废墨容纳单元中废墨的密度检测出废墨容纳 单元含有至少预定量废墨。这样就可提供上述检测而不会受到墨粉水 平面的不希望影响。这样可不再需要引入消除墨粉水平面不希望影响 的功能，并因此有助于实现小型化、简化以及低成本的成像设备。而且，在本成像设备中， 一旦废墨容纳单元中的废墨已达到了 预定量，用来检测废墨已达到预定量的机构就不再起作用了。于是， 因为已经达到这种状态的废墨容纳单元仅仅通过处置装在里面的废墨 不能够循环使用，所以，需要规定的处理进行适当处理。结果，废墨 将会受到适当处理，并因此可以在环境中进行处置而不会对环境造成 显著的负面影响。而且，如果装有预定量废墨因而从成像设备取下的 废墨容纳单元同新的废墨容纳单元弄混了，那么，本成像设备在开始 工作时可立即检测出这样的错误。因此可适当地更换废墨容纳单元。通过下面参照附图对本发明的详细描述，将更明显地看出本发 明的前述以及其他目的、特征、方面和优点。


图1在构造上示意性地表示成像设备100的一个具体例子。 图2A和图2B在构造上具体地表示废墨容纳单元1。 图3在构造上具体地表示送墨转动构件4的最上游部分。 图4具体地表示检测墨量的单元9的一部分。 图5是用来说明在废墨容纳单元1中对废墨进行压缩的机构的 示意图。图6表示光传感器9C的检测信号如何随时间变化的具体例子。 图7A和图7B示意性地表示安装在传统成像设备中的废墨容纳单元。
具体实施方式
下面将参照附图来描述本发明的实施例。在下面的描述中，同 样的部分和部件进行同样地标识，它们的名称和功能也相同。图1在构造上示意性地表示从沿一个平面截取的横截面看过去的本实施例成像设备100的一个具体例子。本实施例提供的成像设备将墨粉定影在打印纸张上以进行打印。更具体地说，其对应于激光打印机、复印机、把这些功能组合起来的多功能外围设备(MFP)等。 参见图1，将描述成像设备100—般如何构造和运行而形成图像。参见图1,成像设备100包括用多个辊子14A、 14B挂紧并随着 辊子14A、 14B的转动而转动的环形中间转印带12、与中间转印带12 接触设置的成像单元20、容纳用作打印介质的纸张S的供纸盒42、传 送供纸盒42送来的纸张S的送纸单元48、从对其进行操作的用户接 收指令的控制台面板60、例如由中央处理单元(CPU)实现的控制单 元70。成像单元20包括感光鼓22和对感光鼓22的表面均匀充电的 充电器24。而且，还包括用来回收下文将总称为废墨的、存留在感光鼓22 表面上的墨粉和载体(二元显影剂)的清洁器刀片3A、回收存留在中 间转印带12上的废墨的清洁器刀片3B以及容纳由清洁器刀片3A、 3B回收的废墨的废墨容纳单元1。控制台面板60基于对应着用户指令的操作向控制单元70输入 操作信号。控制单元70响应于从控制台面板60收到的操作信号，执行预 定程序而使从例如外部装置、图像读取单元(未示出)等收到的图像 信号受到预定的图像处理，以产生数字信号，数字信号接着从控制单 元70输入到打印头(未示出)。进一步，控制单元70按照要求把控 制信号分别输出到图1所示用于控制电机驱动送纸单元、第二转印辊 等的部件，使这些部件完成打印。从控制单元70输出到打印头的数字信号对应于用来经上述图像 处理形成上述图像的图像色彩数据。打印头根据从控制单元70接收到 的图像色彩数据进行操作而把激光束输出到感光鼓22。成像单元20响应于上述控制信号和数字信号进行操作而进行曝 光、显影和转印，以把墨粉图像套准在中间转印带12(即第一转印带) 上。更具体地说，感光鼓22的表面均匀充电，然后由打印头根据图像 数据进行爆光而在上面形成静电潜像。所形成的静电潜像用墨粉显影， 并且显影剂(未示出)在感光鼓22的表面上形成了墨粉图像。感光鼓 22经中间转印带12和转印充电器配对。形成在感光鼓22的表面上的 墨粉图像首先由转印充电器转印到中间转印带12上。当纸张从供纸盒42传送并与中间转印带12进行接触时，首先 转印到中间转印带12上的墨粉图像被第二次转印到上面已经施加了 预定转印电势的纸张S上。上面转印有墨粉图像的纸张S受到加热而 将墨粉熔融并因此在纸张S上定影。图2A示意性地表示从平行于圆筒形感光鼓22纵向的方向看过 去的废墨容纳单元l,图2B示意性地表示沿着图2A所标箭头IIB标 示的方向从横截面IIB - IIB看过去的废墨容纳单元1。参见图2B，从其纵向看过去的废墨容纳单元1在其一侧(图2B 中的左侧)设有落墨口 2B。清洁器刀片3A回收感光鼓22表面上的 废墨。回收的废墨经落墨口 2A落进废墨容纳单元1并因此容纳在其 中。清洁器刀片3B回收中间转印带12上的废墨。回收的废墨经落墨 口 2B落进废墨容纳单元1并因此容纳在其中。在下面的描述中，从 废墨容纳单元1的纵向看过去，设有落墨口 2B的一侧(即图2B中的 左侧)将被称为"上游"侧，而与设有落墨口 2B的一侧相反的一侧(即 图2B中的右侧)将被称为"下游"侧。进一步，参见图2A、 2B，废墨容纳单元l包括送墨转动构件 4，其表面具有螺紋形式的搅动翅片；凸轮8A、 8B，为分别在上、下 游部分连接到送墨转动构件4上的可动构件，二者的相对位置是固定 的，凸轮8A、 8B把转动转换成上、下运动以上下移动；墨量检测单 元9;管子10，用作盖住送墨转动构件4的分割单元；齿轮5，用作 转动送墨转动构件4的机构。送墨转动构件4相对的两个端部固定到废墨容纳单元1中从废墨容纳单元1的纵向看过去相对的两个内部表面上。送墨转动构件4 的位置在高度上稍微低于容纳在废墨容纳单元1中、已经达到废墨容 纳单元l应当清空或者更换量的墨粉的水平面，即其位置比该水平面 更靠近废墨容纳单元1的底部。注意在下面的描述中，废墨已达到 这种量的状态也称为"满墨状态"。如图2B所示，管子10被紧固到废墨容纳单元1的壳体上。当 齿轮5转动时，送墨转动构件4在管子10中转动。优选的是，送墨转 动构件4具有圆柱形几何形状，从垂直于废墨容纳单元1纵向的方向 看，具有圆形的横截面。送墨转动构件4绕着该圆的圆心转动。但是， 从垂直于废墨容纳单元1纵向的方向看过去的送墨转动构件4的横截 面并不限于圆，可以是不同的横截面，象椭圆、矩形、三角形等等。分别连接在送墨转动构件4上、下游部分处的凸轮8A、 8B可以 不必同时分别连接在送墨转动构件4上、下游部分处，可以至少连接 在上游部分。然而，优选的是，当它们被指明作为上下移动墨粉压缩 翅片9A的机构这种功能时，凸轮8A、 8B分别连接在送墨转动构件4 的上、下游部分处， 一个部分上一个，如图所示，墨粉压缩翅片9A 被包含在墨量检测单元9中，后面要对此描述。当送墨转动构件4转 动时，凸轮8A、 8B上下运动，其各自相位按保持它们相对关系的方 式发生改变。优选的是，凸轮8A、 8B尺寸一致，相对于送墨转动构 件4的位置也一致。管子IO优选的也是圆柱形，从垂直于废墨容纳单元l纵向的方 向看过去具有圓形的横截面。但是，管子IO也不限于这样的横截面； 可以是不同的横截面，象椭圆、矩形、三角形等等。管子10的里面是 中空的，其内径具有这样的尺寸至少当送墨转动构件4转动时，其 搅动翅片不会接触管子IO的内侧。换言之，送墨转动构件4不接触管 子10内壁地在管子10中转动。管子10的长度小于分别连接到送墨转动构件4上下游部分处的 凸轮8A、 8B之间的距离，并沿其长度方向开有多个孔IOA、 10B......，作为墨粉的入口和出口。虽然孔10A、 10B不受任何数量、位置、间隔等等的限制，但是这里假定分别在管子10的上、下游部分上开有至 少两个这样的孔。孑L IOA、 10B......的直径仅仅要求至少大于墨粉颗粒的直径。因此，当废墨容纳单元1中废墨达到碰到管子10的量时， 废墨经孔IOA、 10B......进入到管子10中。图2A、 2B所示的阴影部分表示废墨。如上所述，落墨口 2A、 2B设在上游侧。相应的，尤其是在上游侧容纳更多的废墨。于是，在 上游侧容纳在废墨容纳单元1中的废墨比在下游侧更快达到管子10 的高度，并经开在管子IO上游侧的孔进入管子10中。当送墨转动构 件4在管子10中转动时，设在送墨转动构件4表面上的螺紋形式的搅 动翅片把进入管子10中的废墨移向下游侧。在这个动作中，废墨被运送到i殳在上、下游侧之间的任何孔IOA、 10B......上并因此经该孔掉落到管子10外面。图2A表示了废墨正这样落下来。换言之，齿轮5、 送墨转动构件4和管子10的功能是作为均匀地找平废墨容纳单元1 中墨粉水平面的机构。这样可增加废墨容纳单元1能容纳的废墨量。注意虽然这个例子提供的机构是通过当表面上有螺紋形式的 翅片的送墨转动构件4转动时，从上游侧到下游侧运送废墨来找平废 墨，但是可以利用螺紋形式的翅片之外的构造将管子10中的废墨从上 游侧运送到下游侧；能将送墨转动构件4的转动转换成把管子10中的 废墨从上游侧移向下游侧的力并能在送墨转动构件4转动时运送废墨 的任何其他机构，都可以使用。当容纳在废墨容纳单元1中的废墨从上游侧一直到下游侧都达 到碰到管子10高度的量并因此达到满墨状态时，管子10中运送到任 何孔10A、 10B......上的废墨不再经孔落下并因此留在管子10中。结果，管子IO从上游侧一直到下游侧都充满了废墨。如果送墨转动构件 4在这种条件下继续转动，那么搅动翅片就把里面的废墨压向下游侧， 结果，管子10中废墨的密度增加了。这增加了容纳在管子10中的那 部分送墨转动构件4的负载转矩。因此可以说，齿轮5、送墨转动构 件4和管子10提供了用来增加送墨转动构件4负载转矩的第一机构。进一步，在容纳在管子10中的那部分送墨转动构件4的搅动翅片处，即在容纳于管子10中的送墨转动构件4处，产生了向着下游侧 的应力。因此可以说，管子10是盖住送墨转动构件4的构件，并作为 分割单元把废墨容纳单元1里面的废墨容纳区域分割成包含送墨转动 构件4的区和其余区。图3在构造上示出了送墨转动构件4最上游部分的一个具体例 子。如图3所示，送墨转动构件4的最上游部分设有间隙(也称为容 差，即所谓的空回、游隙等)，用于吸收当在送墨转动构件4上产生 向着上游侧的应力时造成的送墨转动构件4朝上游侧的运动。该间隙 通常设计成提供给一个螺杆，该螺杆以穿过一个开孔的轴作为转动轴 线转动，用来在该螺杆转动时吸收螺紋翅片处产生的应力所造成的轴 的运动。该轴的直径大于该孔的直径，但在与轴运动方向相反的方向 上，在从壁开始测量的预定长度上具有减小的直径，该减小的直径等 于或者小于该孔的直径。换言之，从该壁看去，该轴的直径在预定长 度上减小，伸到该壁的外面，伸出量对应于该轴的运动。在下面的描 述中，直径减小并作为间隙的那部分送墨转动构件4将被称作第一直 径减小部分。进一步，参见图3，从连接到送墨转动构件4上游部分的凸轮 8A向上游侧看去，送墨转动构件4在预定长度上具有减小的直径。在 下面的描述中，这个直径减小的部分被称为第二直径减小部分。第二 直径减小部分不限于某个特定体直径；可以有任何直径，只要它是沿 纵向看去是送墨转动构件4的最小直径。换言之，第二直径减小部分 可以说是送墨转动构件4的最细部分以及送墨转动构件4的凹进部分。 第二直径减小部分的纵向长度(即前述的预定长度)不限于任何特定 长度。进一步，参见图3，设有一个平台11,平台ll在废墨容纳单元 l中从上游侧伸向下游侧，至少伸到凸轮8A,其位置相对于废墨容纳 单元l是固定的。平台ll有个空隙IIA作为凹部。平台ll和送墨转 动构件4转动中心之间的距离不限于任何特定距离，尽管从送墨转动 构件4的转动中心看去该距离小于凸轮8A的最短长度。空隙11A位于凸轮8A下面。从废墨容纳单元1最上游内壁到空 隙IIA最下游部分的距离不限于任何特定距离，但是至少大于从废墨 容纳单元l的最上游内壁到假定凸轮8A位于最下游时凸轮8A的上游 表面所在位置的距离。如果空隙11A具有宽度a，那么，按照将宽度 a从空隙IIA最下游位置向上游侧设置的方式，在平台11中设置空隙 11A。这里，如果送墨转动构件4的第一直径减小部分具有纵向长度b， 那么，成立a<b。进一步，空隙11A底部和送墨转动构件4转动中心之间的距离， 即从送墨转动构件4转动中心开始测量的空隙IIA的深度，不限于任 何特定距离，但是，至少要大于从送墨转动构件4转动中心开始测量 的凸轮8A的最大长度。因此，当凸轮8A随着送墨转动构件4的转动而上下运动时，凸 轮8A至少有一部分在平台11的空隙11A中上下运动。进一步，当在 送墨转动构件4的搅动翅片处朝着上游侧产生的应力使送墨转动构件 4向上游侧运动时，在送墨转动构件4向着上游侧运动了作为间隙的 第一直径减小部分的宽度b之前，凸轮8A的上游表面与空隙IIA的 上游端发生干涉。在这个条件下，当送墨转动构件4进一步转动时， 凸轮8A在其上游表面与空隙11A的上游端发生干涉的情况下上下运 动，并在空隙11A的上游表面和凸轮8A的上游表面之间由于摩擦产 生了上下方向的应力。相应的，优选的是，空隙11A和凸轮8A要对 它们相应的上游表面进行表面处理以具有一定的表面粗糙度，起到某种程度摩擦系数(非零)的作用。在图3的例子中，当送墨转动构件4转动时，凸轮8A与空隙11A 的上游端发生干涉。可替换的方式是，凸轮8B可以这样。但是，在 随着管子10中墨粉密度的增加而在搅动翅片处产生的应力作用下，当 送墨转动构件4向上游侧运动时，凸轮作为与空隙上游端发生干涉的 机构，上游凸轮8A要优于下游凸轮8B，这是由于凸轮8A更容易受 到送墨转动构件4运动的影响。进一步，除了凸轮8A、 8B之外，可 以给送墨转动构件4设置一个可以与送墨转动构件4的上游端干涉的突起构件，该突起构件随着送墨转动构件4的转动沿着空隙11A的上 游端往复运动。因为类似的原因，该突起构件设置到送墨转动构件4 上，优选地位于没有被管子10盖住并靠近上游侧的部分。图3的例子 示出的构造中凸轮8A还用作该突起构件。空隙11A的上游表面和凸轮8A的上游表面之间产生的摩擦所造 成的上下应力，增加了连接有凸轮8A的整个送墨转动构件4的负载 转矩。因此可以说，送墨转动构件4、凸轮8A和空隙IIA是用来增 加送墨转动构件4的负载转矩的第二机构。当达到了满墨状态时，同时在两个因素，即管子10中废墨密度 增加(即第一机构)和空隙IIA的上游表面、凸轮8A的上游表面之 间的摩擦(即第二机构)的作用下，被管子IO盖住的那部分送墨转动 构件4的负载转矩增加。送墨转动构件4上被管子10盖住的那部分上 游的那部分送墨转动构件4的负载转矩，即送墨转动构件4上没有被 管子10盖住的上游部分的负载转矩，比被管子10盖住的那部分送墨 转动构件4更不容易受到管子10中废墨密度增加的影响。换言之，当 达到满墨状态时，送墨转动构件4上没有被管子10盖住的上游部分的 负载转矩是由于被管子IO盖住的那部分送墨转动构件4的负载转矩增 加的传递以及空隙11A上游表面和凸轮8A上游表面之间的摩擦而增 加的。因此，在满墨状态下，就负载转矩以何种方式增加而言，被管 子10盖住的那部分送墨转动构件4和送墨转动构件4上没有被管子 IO盖住的上游部分之间是有区别的。于是，在满墨状态下，送墨转动 构件4具有扭矩。在送墨转动构件4上，第二直径减小部分的直径是 最小的。相应的，由于扭矩产生的剪切应力即扭转应力集中在第二直 径减小部分处。当第二直径减小部分的扭转应力达到送墨转动构件4 的断裂强度时，第二直径减小部分发生断裂。注意如上所述，上述用作增加负载转矩的第二机构的构造展 现的功能是，当用于增加送墨转动构件4负载转矩的第一机构增加了 位于管子10中的那部分送墨转动构件4的负载转矩，并在管子10里面向着上游侧在送墨转动构件4上产生应力而将凸轮8A的上游表面 压在空隙IIA的上游表面上时，负载转矩增加了。换言之，可以说第 一机构用作增加管子IO里面的那部分送墨转动构件4的负载转矩的主 要机构，第二机构用作辅助性机构。相应的，成像设备100可仅仅包 括第一机构，当送墨转动构件4的负载转矩仅仅通过第一机构达到预 定转矩值时，第二直径减小部分可发生断裂。图4具体示出了墨量检测单元9部分的一个例子。参见图2A、 2B、 4，墨量检测单元9包括墨粉压缩翅片9A，墨粉压缩翅片9A 还包括平行于(或大体平行于)送墨转动构件4的纵向设置的墨粉压 缩机构(桨叶)，用作墨量检测构件；墨量检测构件的轴9D,轴9D 把墨粉压缩翅片9A上平行于送墨转动构件4的纵向的一端固定到废 墨容纳单元l上；板9B，相对位置固定地连接到轴9D的下游部分， 用于检测墨量；光传感器9C,其位置相对于废墨容纳单元1是固定的。当墨粉压缩翅片9A被指明具有作为后面将要描述的墨量检测机 构的功能时，只要求墨粉压缩翅片9A沿送墨转动构件4的纵向的长 度能够抵靠在凸轮8A、 8B中至少一个上，并因此享有该凸轮/两个凸 轮上下运动的效果。然而，为了稳定地享有两个凸轮上下运动的效果， 优选的是，墨粉压缩翅片9A的长度至少大于凸轮8A、 8B之间的距 离，并平行于送墨转动构件4的纵向布置，以盖住凸轮8A、 8B。进 一步，墨粉压缩翅片9A还被指明具有用作后面描述的墨粉压缩机构 的功能。在这个情况下，优选的是，墨粉压缩翅片9A沿送墨转动构 件4的纵向的长度在不超过废墨容纳单元1上、下游内壁之间的长度 的情况下尽可能大。墨量检测构件的轴9D的至少一端平行于送墨转动构件4的纵向 地枢转连接到废墨容纳单元1，墨粉压缩翅片9A的平行于(或者大致 平行于)送墨转动构件4的纵向的一端连接到轴9D，使前者的位置不 会相对于后者变化。轴9D枢转连接到废墨容纳单元1,优选的是，从 废墨容纳单元1的底部到轴9D的距离(即从废墨容纳单元1的底部 看过去的轴9D的高度)大致等于或者大于管子10的位置(或者高度)。如图2A所示，墨粉压缩翅片9A通过弹簧或者类似的弹性构件9E连 接到废墨容纳单元1里面的上内壁上，该弹簧或者类似的弹性构件9E 施加弹性力把墨粉压缩翅片9A从废墨容纳单元1里面的上内壁压向 管子IO。因此，当废墨容纳单元1中的废墨水平面达到墨粉压缩翅片 9A的附近时，受压于弹性构件9E的弹性力的墨粉压缩翅片9A对废 墨进行压缩。换言之，齿轮5、送墨转动构件4、凸轮8A、 8B、墨粉 压缩翅片9A、墨量检测构件的轴9D以及弹性构件9E，起到用来对 废墨容納单元1中废墨进行压缩的机构的作用。于是，如图4所示， 如果废墨容纳单元1倾斜因此其里面的废墨没有均匀堆放(见图4的 阴影部分A),那么，上下运动的墨粉压缩翅片9A返回废墨，而得 到平的水平面(见图4的箭头和阴影部分B)。这样能增加废墨容纳 单元1可以容纳的废墨量。返回的废墨将再次塞满管子10的孔IOA、 10B......0进一步，沿着从废墨容纳单元1内部的上内壁到管子10的方向 受压于弹性构件9E的弹性力的墨粉压缩翅片9A抵靠着凸轮8A、8B， 并在这种条件下，当凸轮8A、 8B上下运动时，墨粉压缩翅片9A相 应地绕着轴9D枢转。当墨粉压缩翅片9A枢转时，轴9D绕其中心转 过预定中心角，而且其转动传播给连接在其上的板9B。结果，板9B 随着墨粉压缩翅片9A的枢转而绕着轴9D枢转。板9B在至少与平行于轴9D的直线形成一角度的方向上连接到 轴9D，优选的，如图4所示，板9B相对于平行于轴9D的直线成直 角地连接到轴9D。板9B沿轴9D周向上的长度不限于任何特定长度， 尽管要小于轴的整个周长并且沿周向至少有部分缺失。光传感器9C只要求具有计算从发射侧发射的光的透射率、反射 率等的机构，以检测是否有或者没有挡住光发射的物体。在这个例子 中，光传感器9C包括发光元件和感光元件，并计算透射率来检测在 这两个元件中间是否有板9B。光传感器9C的发光元件沿着送墨转动 构件4的纵向发射光，其感光元件接收该光。光传感器9C在平行于轴9D的方向上的位置允许板9B存在于发光元件和感光元件之间。光传感器9C在轴9D周向上的位置以及周 向检测区域或者发射范围的宽度(缝的宽度)是这样的位置和宽度 允许检测区局部覆盖当墨粉压缩翅片9A枢转时板9B的枢转范围。更 具体地说，该位置和该宽度是这样的位置和宽度当墨粉压缩翅片9A 枢转时，板9B通过检测区，并当墨粉压缩翅片9A达到最顶上的位置 或者最底下的位置时，板9B至少有一部分在检测区的外面。光传感 器9C的发光元件和感光元件之间的距离(或空隙)优选的是至少大 于板9B的厚度，并允许板9B在发光元件和感光元件之间通过。因此，当送墨转动构件4转动时，凸轮8A、 8B上下运动，利用 弹性构件9E的弹性力被压在凸轮8A、 8B上的墨粉压缩翅片9A绕着 轴9D枢转。墨粉压缩翅片9A的枢转随着轴9D的转动而被传递给板 9B,然后板9B枢转，同时随着墨粉压缩翅片9A的枢转而挡住光传感 器9C的检测区。由于板9B和光传感器9C的检测区之间的位置关系， 板9B上挡住光传感器9C的检测区的面积随着板9B的枢转而改变。 这种变化的量在光传感器9C处通过发射光的透射率变化而得以检测。如上所述， 一旦送墨转动构件4的第二直径减小部分发生了断 裂，送墨转动构件4上断裂部分的下游停止转动，并且相应的，凸轮 8A、 8B也停止上下运动。结果，墨粉压缩翅片9A也停止枢转，板 9B也如此。当板9B停止枢转时，板9B上挡住光传感器9C检测区的 面积将不再变化。图6示出了光传感器9C的检测信号如何随时间变化的一个具体 例子。横轴代表时间T的经过，单位为秒，纵轴代表用输出电流I表 示的检测信号的输出值，单位为安培。检测信号的输出值还可替代地 用电压值、电阻值等代表。参见图6，时间Tl指示的是送墨转动构件4的第二直径减小部 分断裂的时间。在时间T1到达之前，随着板9B上挡住光传感器9C 检测区的面积周期性的改变，透射率周期性改变。相应的，检测信号 输出的值在最小值I1和最大值12之间周期性地变化。当时间Tl到达 时，板9B上挡住光传感器9C检测区的面积不再变化，因此透射率相应的不再变化。相应的，检测信号输出具有固定值。在图6的例子中， 当时间T1到达时，最小值I1是作为固定值输出的。然而，该固定值 是由在时间Tl在板9B和光传感器9C的检测区之间呈现的位置关系 确定的，并可以取得从板9B根本没有挡住光传感器9C检测区时输出 的值到板9B完全挡住光传感器9C检测区时输出的值的范围。光传感器9C输出的检测信号输入给控制单元70。控制单元70 具有预先存储在里面作为阈值的值It，阈值It在最小值II和最大值 12之间。控制单元70将从光传感器输出的检测信号中得到的输出值 的变化与阈值It不断地进行比较。作为这种比较的结果，当控制单元 70检测到输出值在预定时间段不与阈值It匹配，控制单元70确定输 出值没有变化。在图6中，控制单元70在时间Tl之后检测到输出值 没有变化。换言之，齿轮5、送墨转动构件4、管子IO、凸轮8A、 8B、 墨量检测单元9和控制单元70起到用来检测废墨容纳单元1中废墨量 的机构的作用。因此，检测到检测废墨容纳单元1中的废墨量已经达 到满墨状态。件4的第二直径减小部分断裂，然后，控制单元70使控制台面板60 相应地显示出 一种指示，即指示已经达到满墨状态的屏幕。如上所述的本实施例成像设备100允许将墨粉密度用于检测废 墨容纳单元1中的废墨量已经达到满墨状态。这样允许高精度地检测 满墨状态，而不必考虑墨粉水平面的状态。这样能促进及时地更换废 墨容纳单元1，并不再需要为废墨容纳单元l提供容纳墨粉的余量。进一步，当本实施例的成像设备100已经达到满墨状态时，其 墨粉密度增加，当墨粉密度达到一定量时，送墨转动构件4的扭转应 力达到断裂强度，并且第二直径减小部分断裂，从而使满墨状态得以 检测。这样可不再需要引入负载转矩限制器或者测量负载转矩的类似 构造，并且允许采用简单构造来检测达到了预定负载转矩或更大负载 转矩，即达到了满墨状态。进一步，传感器设置在废墨容纳单元1外 面的位置，因此不会暴露于废墨。这样就不再需要引入清洁传感器的构造。进一步，可以用比光学传感器更便宜的光传感器来检测废墨容 纳单元l中的废墨量已经达到了满墨状态。本实施例的成像设备IOO因此可以小型化、简单化而且成本低。进一步，在本实施例中，当达到满墨状态时，墨粉密度增加，并且当密度达到一定量时，送墨转动构件4的扭转应力达到断裂强度， 并且第二直径减小部分断裂。这种条件下的废墨容纳单元1不能简单 地通过处置里面容纳的废墨进行循环使用，为了随后运行成像设备 100，必须进行预定操作，例如用特定的废料处理装置处理废墨。结果， 废墨即工业废料可适当地得以处理，确保废墨不会例如在环境中被不 适当地处置，因此不会对环境造成不利影响。进一步，如果达到了最大可容纳量并相应地从成像设备100取 下进行更换的废墨容纳单元1与新的废墨容纳单元弄混了 ，并且成像 设备100在这样的条件下运行，那么，用来检测废墨量的机构不会起 作用，因此，能立即检测到这样的错误。结果，可以适当地更换废墨 容纳单元。虽然详细地描述和图示了本发明，但是，可以清楚地理解，上 述的描述和图示仅仅是图示和举例，并非用以进行限制。本发明的范 围由权利要求的术语进行解释。
权利要求
1.一种成像设备，包括废墨容纳单元，用来容纳回收的废墨；转动单元，其第一端和第二端分别可转动地连接到所述废墨容纳单元的两个内部的相对表面上，随着所述转动单元的转动，所述转动单元将所述废墨从所述第一端运向所述第二端；分割单元，用于将所述废墨容纳单元的内部分割成盖住一部分所述转动单元并含有所述转动单元的第一区和所述第一区之外的第二区，所述分割单元在沿着所述转动单元的方向上具有多个孔，以使得所述废墨在所述第一区和所述第二区之间相通；停止转动机构，用于当所述转动单元的负载转矩达到一预定转矩值时使所述转动单元停止转动；确定单元，用于响应于所述转动单元停止转动，来确定所述废墨容纳单元中的所述废墨已经达到了一预定量。
2. 如权利要求1所述的成像设备，其中，所述转动单元在邻近 所述第一端并且没被所述分割单元盖住的部分上具有凹进部分，作为 所述停止转动机构，当所述转动单元的所述负载转矩达到所述预定转 矩值时，所述凹进部分发生断裂。
3. 如权利要求l所述的成像设备，其中，所述确定单元包括传感器和参与检测墨量的板，所述板随着所 述转动单元的转动而往复运动一预定量，所述传感器用于检测所述板的往复运动；并且所述确定单元根据从所述传感器接收到的输出来确定所述板停 止往复运动。
4. 如权利要求1所述的成像设备，其中，所述转动单元具有突 起部分，所述突起部分随着所述转动单元的转动而往复运动，所述成 像设备还包括带凹部的构件，所述带凹部的构件的位置相对于所述废 墨容纳单元是固定的，所述凹部的内表面与所述突起部分的更靠近所述第一端的表面发生干涉，其中在所述突起部分往复运动，同时所述 突起部分的更靠近所述第一端的所述表面与所述凹部的所述内表面发 生干涉时产生摩擦力，该摩擦力使得所述转动单元的所述负载转矩增 加。
5. 如权利要求1所述的成像设备，还包括墨粉压缩翅片，所述 墨粉压缩翅片随着所述转动单元的转动而按预定幅度上下运动，从而 对所述废墨容纳单元中容纳的所述废墨进行压缩。
6. 如权利要求1所述的成像设备，还包括指示单元，用于指示 所述废墨容纳单元中的所述废墨已经达到了所述预定量。
全文摘要
一种成像设备，具有废墨容纳单元(1)，该废墨容纳单元(1)包括用固定的管子(10)盖住的送墨转动构件(4)。当该构件转动时，管子中的废墨被运送到下游。送墨转动构件的上游部分具有一个小直径的凹进部分。随着送墨转动构件的转动，位于废墨容纳单元外面的检测板(9B)往复运动并因此往复地通过光传感器(9C)。当废墨达到了管子的高度时，废墨在管子下游受压，因此密度增加。这增加了送墨转动构件的负载转矩，因此造成凹进部分断裂，由此停止转动。光传感器检测到检测板不再通过它，因此检测到满墨状态。
文档编号G03G15/00GK101329541SQ20071016004
公开日2008年12月24日 申请日期2007年12月21日 优先权日2007年6月22日
发明者山本良一, 谷本顺一 申请人:柯尼卡美能达商用科技株式会社