专利名称：检测色调剂用尽状态的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及检测显影单元中色调剂用尽状态的方法和装置。
在诸如复印机、打印机和传真机等的成象装置中，出于在普通纸张上进行记录的要求，已经采用了如电摄影装置那样的潜象形成装置。在这种成象装置中，静电潜象形成在感光鼓上。然后用粉末状的显影剂对感光鼓上的静电潜象进行显影，从而使之成为可见象。当感光鼓上的经粉末显影的图象转印到纸张上之后，该纸张与感光鼓分离，于是纸张上经粉末显影的图象便固定了下来。
在这样的显影步骤中，要对感光鼓提供显影剂，显影剂或由载体和色调剂构成，或仅由色调剂构成。通过显影过程，显影单元中色调剂被消耗了。当显影单元中的色调剂用完时，显影过程便不能继续下去了，因此需要检测内部的色调剂用尽状态。
图17A和17B用来说明先有技术。图18是传感器的输出特性。如图17A所示，根据常规的色调剂用尽状态检测装置，色调剂传感器91依附在用来承载显影单元中的色调剂的色调剂仓90上。色调剂传感器91根据色调剂量产生电压输出。检测装置中还有比较器92，用来将检测到的电压与一个限幅电压进行比较。如图17B所示，比较器92将检测到的电压(传感器电压)与限幅电压进行比较，当检测到的电压接近限幅电压或低于限幅电压时，比较器输出一个色调剂用尽信号。
色调剂传感器91例如采用一种磁导率传感器来检测磁性色调剂。如图18所示，在传感器91中，当色调剂量较少时，传感器电压相对于色调剂量呈现线性特性。因此，在色调剂量较少的情况下，可以检测上述色调剂用尽状态。
然而，色调剂检测传感器的输出电压最大约为5V左右。因此，色调剂检测传感器的输出电压是分散的，所以，基于固定限幅电压的常规方法不能精确地检测色调剂用尽状态。特别是在色调剂检测传感器安装于装置的侧面，而该装置的显影单元是可拆卸地装配的情况下，输出电压变得更小，于是输出电压将产生更大的影响。
本发明的一个主要目的是提供一种色调剂用尽状态检测方法和色调剂用尽状态检测装置，即使当色调剂检测传感器的输出电平分散时，该方法和装置也能稳定地检测色调剂用尽状态。
为了实现这一目的，根据本发明的一个方面，提供了一种从检测部件的输出检测色调剂用尽状态的检测方法，所述检测部件用来检测色调剂仓中的色调剂，所述方法包括以下步骤以每个恒定的间隔接收检测部件的输出；将相对于一个接收值的检测值与上次检测周期的多个检测值的一个平均值进行比较；对检测值小于本次检测周期的平均值的检测次数进行计数；以及当比较计数值和预定值之后发现计数值大于预定值时，产生色调剂用尽状态输出。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于检测色调剂仓中色调剂用尽状态的色调剂用尽状态检测装置，所述装置包括用于检测色调剂仓中的色调剂的检测部件；以及控制电路，用于将相对于一个接收值(它是以每个恒定的间隔接收的所述检测部件的输出值)的检测值与上次检测周期的多个检测值的一个平均值进行比较，并比较计数值和预定值，当计数值大于预定值时，产生色调剂用尽状态输出。
根据本发明，检测部件的输出值与上次检测周期的检测值的平均值进行比较，从而检测相对程度的色调剂用尽状态。经过这样的处理，消除了色调剂检测部件输出电压的分散性造成的影响。如果这样做的话，即使在色调剂量正常减少的情况下也会出现用尽状态。因此，对预定检测期间的接收值小于平均值的检测次数进行计数，并将计鼓值与预定值进行比较。如果计数值大于预定值，则产生调色剂用尽输出。这样运行之后就可以精确地检测色调剂的用尽状态，即使色调剂搅动出现不稳定情况时也是如此。
通过以下结合附图对本发明所作的描述，本发明的其它特征和优点将变得非常清楚。
附图包括在说明书中，并构成说明书的一部分，形象地表示了本发明的最佳实施例，它们和以上的总体描述及下面对最佳实施例的详细描述一起，用来说明本发明的原理，附图中图1表示本发明的原理；图2表示本发明的一个实施例的成象装置的结构；图3表示图2的装置水平安装时的状态；图4表示图2的装置垂直安装时的状态；图5表示图2装置的显影单元的结构；图6是表示图5的显影单元的主要部件的剖面图；图7表示图5的显影单元垂直安装时的状态；图8A和8B是说明本发明的显影单元的运行情况的辅助视图9是本发明的显影过程的特性图；图10是本发明的一个实施例的框图；图11和12是本发明的一个实施例的检测过程的流程图；图13是本发明的一个实施例的检测过程的流程图；图14是说明图11和12的检测过程的辅助视图；图15表示本发明的色调剂传感器输出相对于色调剂量的关系；图16A和16B表示本发明的另一实施例；图17A和17B是说明先有技术的辅助视图；以及图18是色调剂传感器输出的特性图。
图1表示本发明的原理。
如图1所示，色调剂传感器29依附在显影单元23的色调剂仓231上。色调剂传感器29由磁导率传感器构成。色调剂传感器29的输出被输入至控制电路30。控制电路30以预定的间隔接收色调剂传感器29的输出。然后控制电路30将传感器29的输出值与上次检测周期的平均值进行比较。由此检测到相对程度的色调剂用尽状态。如果这样做了，即使在色调剂量正常减少的情况下，也能达到用尽状态。因此，控制电路30对预定检测期间的接收值小于平均值的检测次数进行计鼓。然后控制电路30将计数值与预定值进行比较，当计数值大于预定值时，产生色调剂用尽输出。这样运行之后就可以精确地检测色调剂的用尽状态，即使色调剂搅动出现不稳定情况也是如此。
图2表示本发明的一个实施例的成象装置的结构。图3表示图2的装置水平安装时的状态。图4表示图2的装置垂直安装时的状态。这些视图表示一种无清洁器的电摄影打印机。
参照图2，其中有一个感光鼓，其结构为在铝鼓上涂覆了大约26微米厚的功能分离型有机感光体。感光鼓20的外径为24mm，它以25mm/s的圆周速度反时针旋转。预充电器21是由Scolotron构成的非接触型充电器。预充电器21对感光鼓20的表面均匀充电。预充电器21用-650V的电压对感光鼓20的表面充电。
光学单元22在均匀充电的感光鼓20上进行图象曝光，从而在感光鼓20上形成静电潜象。光学单元22采用了LED光学系统，该系统由LED阵列和自会聚透镜组合在一起构成。光学单元22根据图案在感光鼓20上进行图象曝光，从而在感光鼓20上形成-50至-100V的静电潜象。
显影单元23向感光鼓20上的静电潜象提供由磁性载体和磁性色调剂构成的显影剂，并将静电潜象变成可见象，如同下面结合图5之后(包括图5)的附图所说明的那样。显影辊24将显影剂送至感光鼓20。色调剂25内盛满磁性色调剂，并可调换地安装在显影单元23上。当色调剂用完时可以更换色调剂盒25，给显影单元23补充磁性色调剂。
转印单元26由电晕放电器构成。转印单元26将形成在感光鼓20上的色调剂图象静电转印到纸张上。然后从电源向电晕丝输送大约+5kV至+10kV的电压，从而通过电晕放电产生电荷。于是纸张的背面被充电，将感光鼓20上的色调剂图象转印到纸张上。电源最好是恒流源，以便通过向纸张提供定量的电荷减小取决于环境的转印效率的下降。
定影单元27通过加热将色调剂图象固定在纸张上，它由加热辊和加压辊(支撑辊)构成，加热辊包括作为热源的卤素灯。然后对纸张加热，从而将色调剂图象固定到纸张上。
分散(均匀)部件28由导电部件构成。分散刷28与感光鼓20接触，从而分散集中在感光鼓20上的色调剂。通过这一分散过程，可以很容易地回收显影单元23中的色调剂。
供纸盒10用来盛纸，并且可拆卸地安装在装置上。可以把装置底部的供纸盒10从装置的前面即附图的左侧安装到装置上，或从装置上拆卸下来。拾取辊11拾取供纸盒10中的纸张。当纸张与阻挡辊12相碰时，阻挡辊12将纸张的前沿找齐。于是纸张被送至转印单元26。排纸辊13将图象固定的纸张排放到堆纸器14中。安装于装置上表面的堆纸器14堆放排出的纸张。
印刷电路板15安装有装置的控制电路。电源16向装置的各部件输送电能。与外部电缆相连的I/F连接器17插入装置。I/F连接器17连接到印刷电路板15的一个连接器上。选择板18安装有不同类型的仿真器电路、字型存储器等。
下面将描述本实施例的工作过程。Scolotron充电器21用-650V的电压对感光鼓20的表面均匀充电，然后由LED光学系统22进行图象曝光。经过这样的处理，感光鼓20形成了静电潜象，其背景区域大约为-650V，印制区域大约为-50至-100V。
显影偏压(-300V)施加到显影单元23的显影辊24的套筒上。因此，通过事先搅动显影单元23中的磁性载体而带负电荷的磁性聚合色调剂，使静电潜象显影。于是静电潜象变成了色调剂图象。
另一方面，通过拾取辊11从供纸盒10中拾取纸张。纸张的前沿由阻挡辊12找齐，然后纸张被送至转印单元26。接下来，凭借静电力使感光鼓20上的色调剂图象转印到纸张上。通过定影单元27，纸张色调剂图象被定影在纸张上。利用排纸辊13，纸张经过U形送纸通路，排入堆纸器14。
转印之后感光鼓20上的残留色调剂由分散部件28分散，此外残留的电荷亦被消除。然后，感光鼓20上的残留色调剂经过LED光学系统，以及Scolotron充电器21，并到达显影单元23。在下一次显影过程的同时回收残留色调剂。在显影单元23中再次使用回收起来的色调剂。
在本实施例中使用的是无清洁器处理。这就是说，显影剂到纸张的转印效率不是100％，因此感光鼓上便残留了一些色调剂(显影剂)。为此，需要清除残留的色调剂。然而最好不要有用于清除残留调色剂的清洁器。即通过清洁器消除残留色调剂的方法需要有一个保存被清除色调剂的机构，这将导致装置的结构变得复杂。此外，被清除的色调剂不再用于印制，这是很不利的。而且清除的色调剂还将对环境造成污染。
在这种无清洁器处理过程中，显影单元23回收残留的色调剂。然后由分散刷28分散色调剂，集中在一个区域上的色调剂被分散了。这样做以后，每单位面积上的色调剂量减少有助于显影单元23回收。这种分散色调剂的做法的优点是限制了对电晕充电器21中离子流的滤除，并使充电的电位均匀。另外的优点是限制了图象曝光过程中曝光量的减少，使图象能够在感光鼓20上恰当曝光。
这种记录过程的特点之一是在显影过程的同时回收感光鼓20上的色调剂。下面对感光体20带负电荷，并且色调剂也带负电荷的情况予以说明。通过充电器21，使感光体20的表面电位为-500至-1000V。由于图象曝光，感光鼓20上被曝光区域的电位下降到0至负几十伏。于是形成了静电潜象。另一方面，显影时将基本居于表面电位和潜象电位中间的显影偏压(例如-300V)施加到显影辊24上。
在显影过程中，通过显影偏压和潜象电位形成的电场的作用，粘在显影辊24上的带负电荷的色调剂便粘到感光体20的静电潜象上。于是形成了色调剂图象。在非清洁过程中，与显影过程同时，由显影辊从感光体20回收在均匀处理时被分散刷28分散在感光鼓20上的转印残留色调剂，回收过程是通过表面电位和显影偏压形成的电场力完成的。
此外，根据1.5组分显影法，磁刷与感光鼓20接触，于是通过磁刷的机械横扫力减小了残留色调剂的机械附着力。此外，还产生了残留色调剂(磁性色调剂)和磁刷的载体之间的磁吸引力，从而便于对残留色调剂的回收。
由于没有清洁器等，装置的体积便可以大大地减小。图2所示的装置为350mm长、345mm宽、130mm高，包括供纸盒10。因此，诸如个人用打印机那样的装置可以很方便地安放在桌子上。
此外如图3所示，装置可以水平地安放供纸盒10，且供纸盒10与安装面成水平关系。参照图3，装置的正面有一个操作面板5，用来指示装置的操作状态。堆纸器14的前沿有一块纸张导板30。纸张导板30的作用是阻挡放进堆纸器14的纸张，使它们的边缘对齐。根据本实施例，供纸盒10可以通过装置的正面装上和卸下，并且操作面板5也是可操作的。此外，也是从装置的正面排出纸张。
另外如图4所示，在安装面上有图2所示装置的I/F连接器17。图象也可以在这样一种状态下形成，即供纸盒10直立安装，与安装面垂直。这种结构的安装面积要比以前的小。这时，堆纸器装有卡纸的挡纸器31，防止从堆纸器14排出的纸张掉落。即使直立安装，也能防止纸张下落。此外，在装置的安装面还有一个支座32，于是即使装置直立安装，也能保证装置稳定。
另外，即使采用非清洁处理，预充电器1和转印单元26也具有非接触型放电器结构，因此感光鼓20上的色调剂不会粘在这些单元上，结果可以稳定地进行均匀充电和转印。
图5表示图2的显影单元的结构。图6是表示图5的显影单元的主要部件的剖面图。图7表示图2的显影单元直立安装时的状态。图8A和8B是说明提供色调剂的运行情况的辅助视图。图9是本发明的显影过程的特性图。
参照图5，色调剂传感器29由磁导事传感器构成。传感器29产生对应于磁性色调剂的磁力的电压输出。此外，传感器29安装在装置的侧面。另一方面，显影单元23是可拆卸的。因此，传感器29通过显影单元23的外壳检测内部磁性色调剂。
显影辊24由金属套筒241和装在里面的磁铁240构成，磁铁具有多个磁极。借助于套筒的旋转，这些显影辊24运送磁性显影剂，这将在稍后予以说明，而套筒241内的磁铁240是固定不动的。显影辊24的直径为16mm，旋转速度是感光鼓20的圆周速度的三倍(75mm/s)。
沿显影辊24的外围是显影腔230。显影腔230的内部充满了1.5组分的显影剂，它是磁性载体和磁性色调剂的混合物。显影腔230由上分隔部件230-1和下底230-2限定，并具有固定的容量。
因此，当固定量的磁性载体放入显影腔230时，显影腔230中磁性色调剂的量便是固定的。基于这一原因，当从色调剂仓231对消耗的磁性色调剂进行补充时，显影单元230中的显影剂的量是固定的，因此，色调剂密度变得很均匀。这样便不需要控制色调剂密度。也就是说填充显影腔230的载体的量对应于色调剂密度的控制点，从而在预定的范围自动控制色调剂密度。
此外，显影腔230总是沿显影辊24填充显影剂。因此，即使装置直立安装，也可以避免显影腔230中的显影剂集中于一侧，而不能充分地向显影辊24提供显影剂。
显影剂40包括磁性载体和磁性色调剂，采用磁铁石载体作为磁性载体，其颗粒的平均大小大约为40微米，而磁性色调剂颗粒的平均大小大约为7微米，并通过聚合法制成。聚合的色调剂颗粒尺寸均匀，但颗粒尺寸的分布很鲜明。因此在转印过程中，感光鼓20上的色调剂图形均匀地粘附在纸张上。由于这一原因，转印区中的电场变得很均匀。与通过常规的粉碎法得到的色调剂相比，转印效率可以提高许多。用粉碎法得到的色调剂，其转印效率为60—90％，而用聚合色调剂，其转印效率可以提高到90％以上。
虽然色调剂的密度其重量百分比在5—60％之间都是合适的，但本实施例中设定为25％。
刮刀234用来调节通过显影辊24输送给感光鼓20的色调剂量，从而不会导致对感光鼓20上的静电潜象过量输送色调剂，或反之，输送量不足。上述调节是通过刮刀234边缘和显影辊24表面之间的间隙来调节输送量。一般将间隙调整到大约0.1—1.0mm。
色调剂仓231中仅填充磁性调色剂，仓内包括输送辊(搅拌器)232。输送辊232旋转，将色调剂送至显影腔230。
通过显影剂的输送力、显影辊24的磁力以及刮刀234对显影剂的限制功能，在显影腔230中搅动送入显影腔230的色调剂。然后，调色剂与载体摩擦，从而带上预定极性的电荷及电量。根据本实施例，调整载体和色调剂的充电系统，以便使色调剂带负电。
此外，分隔部件230-1和显影辊24之间的间隙比刮刀234上方的显影辊上形成的磁刷硬毛的高度要小。如图6所示，此处间隙a设为2.0mm。在这种设置下，显影辊24上的磁刷经过分隔部件230-1的调整，然后随着显影辊24旋转而受力。因此，提高了显影腔230中的显影剂的搅动特性，使得有可能得到稳定的色调剂电量，即使在调色剂密度很高的情况下也是如此。
另外，分隔部件230-1的壁表面230-4沿着显影辊24形成。即壁表面230-4在间隙a基本呈圆弧形。所以不存在磁性载体落脚之处。其结果，所有的磁性载体和磁性色调剂总是沿显影辊24搅动，然后被输送。从而可以防止色调剂密度控制值的波动。
此外，所有的磁性载体和磁性色调剂都被搅动，于是可以得到稳定的色调剂电量，即使在色调剂密度很高的情况下也是如此。除此之外，即使水平安装或直立安装装置，其充电效果也不会变化。
色调剂仓231和显影腔230之间是由分隔部件230-1的末端和底部230-2确定的色调剂输送通路235。如图6所示，色调剂输送通路235的宽度b是1.5mm。色调剂仓231中的色调剂通过色调剂通路235送入显影腔230。
构成显影腔230的底部230-2包括相对于色调剂输送通路235从色调剂仓231突出的突出部分230-3。此外，底部230-2有一个从感光鼓20向上延伸的倾斜面。如图6所示，突出部分230-3的末端和分隔部件230-1的末端之间的间隙c设为1.0—1.5mm。即底部230-2以与之相对应的量倾斜。
此外，分隔部件230-1和壁表面230-4之间的同隙d设为4.5—6.0mm。这样，在色调剂输送通路235位置上的间隙d比其它位置上的间隙a大些。这就能防止磁刷的尖伸进色调剂输送通路235。因此，就有可能防止显影腔230中的磁性载体从色调剂输送通路235漏进调色剂输送腔231。于是可以防止显影腔230中磁性载体量的减少。调色剂密度控制值也可以因此保持在一个固定值上。同时，磁刷不再成为色调剂输送通路235输送色调剂的障碍。
色调剂盒25和色调剂仓231的两个壁表面与重力方向形成的夹角大约为45度。色调剂的流向设为45度。这样设置以后，如同下面将要说明的那样，即使装置直立安装，也能平稳地输送色调剂。
接下来说明显影单元的工作情况。图5表示当图3所示的装置水平安装时显影单元的状态。色调剂盒25和色调剂仓231的壁表面与重力方向形成的夹角大约为45度。因此，色调剂流向色调剂仓231的底部，并平稳地送至输送辊232。
在水平安装的情况下，由于重力的作用，色调剂流向色调剂仓231的底部。输送辊232向上刮起色调剂仓231底部的色调剂。这时如图8A所示，由输送辊232扬起的色调剂通过底部230-2的突出部分230-3暂时与分隔部件230-1相撞，进入色调剂输送通路235。
结果只有由色调剂输送辊232输送的色调剂进入色调剂输送通路235。同时，分隔部件230-1的有关部分作为缓冲装置。由色调剂输送辊232引起的推进力不直接对色调剂输送通路235造成影响。因此可以避免对色调剂的过度推进，并且显影腔230所短缺的色调剂量得到了补充。
在这种情况下，底部230-2相对于显影辊24的旋转方向向上倾斜。因此，经过感光鼓20之后的显影辊24的磁刷以及离开磁刷的载体，不会经底部230-2从色调剂输送通路235漏入色调剂输送腔231。从而有可能防止显影腔230中初始载体的减少，并且可以得到稳定的1.5组分显影。
另一方面，在图7所示的装置如图4那样直立安装时，显影单元中色调剂盒25和色调剂仓231的壁表面与重力方向形成的夹角为45度。因此，即使装置直立安装，色调剂也能平稳地送至输送辊232。
为了能够仅凭色调剂的自重输送色调剂，考虑到静止角，色调剂盒25和色调剂仓231的壁表面与重力方向形成的夹角设置为大约45度(±10)度是合适的。最好设置为45度(±5度)，这时将得到很好的效果。
如图7所示，此时色调剂留在分隔部件230-1的色调剂仓231中，并很容易地从色调剂输送通路235落入显影腔230中。然而如图8B所示，底部230-2的突出部分230-3限制了色调剂从色调剂输送通路235下落，因此几乎没有色调剂落下。于是，色调剂的输送取决于色调剂输送辊232的旋转力。
即如图8B所示，被输送辊232推动的色调剂经过底部230-2的突出部分230-3暂时与分隔部件230-1相撞，进入色调剂输送通路235。只有由色调剂输送辊232输送的色调剂进入色调剂输送通路235。这样做以后，分隔部件230-1的有关部分作为缓冲装置，由色调剂输送辊232引起的推进力不直接变成输送色调剂的力。因此可以避免对色调剂的过度推入，并且显影腔230所短缺的色调剂量得到了补充。
这意味着即使装置水平或直立安装，也不会改变向显影腔230输送色调剂的能力。因此，即使装置水平或直立安装，显影腔230中的色调剂密度也不会变化，从而防止了图象密度的变化。
此外，直立安装可能引起显影剂从显影单元23下落。然而，这里用磁性双组分显影剂作为显影剂，所以借助磁力显影剂粘到了显影辊24上，即使装置直立安装，也几乎没有显影剂落下。
特别是当采用磁性载体和磁性色调剂时，载体和色调剂都被显影辊24的磁性辊粘住。因此更可以防止显影剂的下落。即使装置直立安装，也可以得到稳定的显影。
图9是特性图，表示装置在横向(水平)安装的情况下进行印制以后，装置在直立(垂直)安装的情况下进行印制时色调剂密度Tc的变化特性。
首先，装置水平安装，预定量的起始载体放入显影单元23的显影腔230中。然后运行显影单元，进行印制过程。结果，逐渐从显影腔230输送色调剂。随着印制纸张数目的增加，色调剂密度提高。然后，正好当载体和色调剂充满显影腔时，色调剂的密度为重量百分比30％。这之后，即使印制的纸张数目增加，也看不到色调剂密度变化。
接下来，在这种状态下，装置改为垂直安装并进行印制过程。其结果，色调剂密度保持与装置水平安装时一样。根据日本专利公开第3-252686号中揭示的结构，如图中自色的圆圈所示，当装置直立安装时色调剂的密度将增大。色调剂密度根据水平安装或直立安装的状态而发生变化。这意味着要对上述色调剂进行稳定的输送。这样做以后，即使当装置水平安装或直立安装时，也能使图象的密度不变。于是就能将成象装置即能水平安装或又能直立安装。
图10是本发明的一个实施例的控制框图。图11和12是色调利用尽状态检测过程的流程图。图13是色调剂用尽操作的流程图。图14是说明色调剂用尽检测过程的辅助视图。图15表示色调剂传感器输出相对于色调剂量的关系。
参照图10，处理器30由一个微处理器构成。处理器30控制打印机的各个机械单元，同时控制对色调剂用尽状态的检测。存储器31存储与色调剂用尽状态检测等有关的各个数据项。
存储器31包括用来对取样数据的接收操作的次数进行计数的接收计数器区310，以及用来存储四次接收值的存储区311。存储器31还包括用来对八十次(一个检测周期)的被检测值的检测次数进行计数的检测计数器区312，以及用来存储八十次的被检测值的存储区313，其中被检测值作为四次取样数据的平均值。存储器31还包括用来存储八十次(一个检测周期)的被检测值的一个平均值的平均值区314，以及次数计数器区315，它用来对一个检测周期内被检测值小于平均值的次数进行计数。存储器31还包括用来对接近用尽状态下的次数进行计数的接近用尽状态计数器区316，以及用来对色调剂用尽状态下的次数进行计数的用尽状态计数器区317。
A/D(模/数)转换器32将来自用尽状态传感器29的模拟电压转换成数字值。总线33将处理器30、存储器31、操作面板5和A/D转换器32相互连接起来，于是可以在它们之间传输并接收数据。
下面参照图11和12描述色调剂用尽状态检测过程。
(1)处理器30对经总线33得到的用尽状态传感器29的输出进行取样，并将其数据存储在存储器31的存储区311中。在本实施例中，一个取样间隔是5毫秒。处理器30将接收计数器310的值加1，并将其更新。
(2)处理器30检验存储器31的计数器310的值是否变成4。如果计数器310的值不为4，那么操作返回步骤(1)。如果计数器310的值为4，那么得到四次取样输出，于是计数器310复位。然后，处理器30根据存取区311的内容计算取样电压的平均值，并将该平均值作为一次检测值存储在存储区313中。以这种方式运行的目的是为了用对取样值取平均值后得到的检测值作为比较的目标，因为如果以一次取样值作为检测值就会受到噪声的影响。
(3)接下来，处理器30将用来对比较的次数进行计数的检测计数器312的值加1，并将其更新在开始后，处理器30检验检测周期是否为第一个。如果检测周期是第一个，那么第一个时不进行用尽状态检验，因此操作进入步骤(4)。如果检验周期不是第一个，而是第二个、第三个等，那么进行用尽状态检验。于是，在最后一个检测周期，根据存储器31的存储区314的内容，处理器30将这一被检测到的值与八十次的检测值的平均值进行比较。如果检测值小于平均值，那么次数计数器315的值加1，然后操作进入步骤(4)。如果检测值等于或大于平均值，那么操作进入步骤(4)。
(4)处理器30检验检测计数器312是否指示80(一个检测周期)。如果检测计数器312不指示80，那么处理器30返回步骤(1)，因为一个检测周期还没有完成。另一方面，当检测计数器312指示80，那么表明一个检测周期完成。于是处理器30使存储器31的检测计数器312复位。然后处理器30计算存储在存储器31的存储区313中的检测值的平均值。
(5)接下来，处理器30确定存储器31的次数计数器315的次数值n是否小于用尽极限值30。如果次数值n小于30，则不存在用尽状态，因此处理器30检验是否输出了用尽状态或接近用尽状态信号。如果没有输出用尽状态或接近用尽状态信号，那么操作返回图11的步骤(1)。如果输出了用尽状态或接近用尽状态信号，那么对此删除，操作返回图11的步骤(1)。
(6)在步骤(5)，如果次数值n等于或大于30，那么处理器30确定次数值n是否等于或大于40但小于50。如果次数值n等于或大于40但小于50，则确定存在接近用尽状态的可能性。于是处理器30使用尽状态计数器317复位，但将接近用尽状态计数器316加1。然后，处理器30确定接近用尽状态计数器316是否指示3。如果接近用尽状态计数器316不指示3，那么操作返回步骤(1)，因为不是接近用尽输出状态。
相反，如果确定接近用尽状态计数器316指示3，那么处理器30通知操作面板5，此时为接近用尽状态。这样通知以后，操作面板5显示接近用尽状态。这样，即使确定存在接近用尽状态，但在该状态持续确定三次之后才会显示该状态。因此就有可能避免对接近用尽状态的误检测。注意显示接近用尽状态之后，操作返回步骤(1)。
(7)另一方面，在步骤(6)，当确定次数值n不是等于或大于40但小于50，那么处理器30确定存在用尽状态的可能性。然后处理器30先使存储器31的接近用尽状态计数器316复位。然后处理器30确定次数值n等于用尽状态值50还是大于该值。如果次数值n小于用尽状态值50，则操作返回步骤(1)。相反，如果确定次数值n不小于用尽状态值50，那么处理器30将用尽状态计数器317加1。然后，处理器30确定是否用尽状态计数器317是否指示3。如果用尽状态计数器317不指示3，那么操作返回步骤(1)，因为不是用尽输出状态。
相反，如果确定用尽状态计数器317指示3，那么处理器30通知操作面板5，此时为用尽状态。这样通知以后，操作面板5显示用尽状态。这样，即使确定存在用尽状态，但在该状态持续确定三次之后才会显示该状态。因此就有可能避免对用尽状态的误检测。注意显示用尽状态之后，操作返回步骤(1)。
下面参照图13至15，具体描述这一操作。
如图14所示，搅拌器232的一个旋转周期为1.6毫秒。传感器29的取样间隔设为5毫秒，检测值是传感器29的四次取样值的一个平均值。因此，一个周期内进行八十次比较。将检测值设为传感器29四次取样的平均值的理由是为了消除噪声的影响。此外，将一个检测周期设为搅拌器232的一个旋转周期的理由是色调剂仓231中的大量色调剂随着搅拌器232的旋转而运动，所以存在于传感器29位置上的色调剂的量会出现波动。因此，搅拌器232一个旋转周期(八十次)的检测值的平均值设定为一个比较基准值。注意，开始时搅拌器232第一次旋转(第一周期)的情况下没有比较基准值，因此不进行色调剂用尽状态检测操作。
此外如图15所示，每个色调剂传感器29的输出电压是分散的，如图中三角形(最大)、白色圆圈(标准)和正方形(最小)所示。在本发明中，即使特性以这种方式分散，当通过监测相对程度的变化和计算其次数，检测计数数目m为X(＝30)或大于X时，色调剂的残留量也基本为10克或不足10克。
因此如图13所示，当计算的次数n等于或大于30时，出现接近用尽状态。于是点亮操作面板5的色调剂用尽状态指示器。当补充色调剂时，再次检测色调剂用尽状态。然后如图13所示，当计算的次数n等于或小于Z(＝30)时，色调剂的残留量为30克或30克以上，因此在这种情况下取消用尽状态指示。
另一方面，当不补充色调剂，并且检测计算次数n为Y(＝50)或大于Y时，色调剂的残留量为5克或不足5克。因此，由于色调剂用尽，所以操作面板5的色调剂用尽状态指示器闪烁。然后装置被设置于非准备就绪状态并停止运行。此时如果补充色调剂，则再次检测色调剂用尽状态。然后如图13所示，当计算的次数n等于或小于Z(＝30)时，色调剂的残留量为30克或30克以上，因此在这种情况下取消用尽状态指示。
以这种方式，根据相对程度的变化和变化的次数进行色调剂用尽状态检测。因此有可能不受传感器中各种做法的影响，准确地检测用尽状态。
图16A和16B表示本发明的另一实施例。
图16A是显影单元23的正视图。如图16A所示，一对色调剂传感器29-1、29-2以与纸张交叉的方向装在显影单元23的两端。利用这种结构，根据两个传感器29-1、29-2的输出检测色调剂用尽状态。
如前所述，此时打印机1能够在水平安装和垂直安装的情况下运行。因此如图16B所示，装置可能在安装时错误倾斜的条件下运行。在这种情况下，如图16B所示，色调剂集中在纸张的交叉方向上，其结果半张纸不能被显影。为了对这种情况引起注意，在色调剂用尽状态检测过程中两个传感器29-1、29-2中的一个输出指示调色剂用尽状态，操作面板5予以显示，并发出警报。因此，只有当两个传感器的输出都指示色调剂用尽时，才输出用尽状态指示。
根据本发明，可以除上述实施例之外进行以下修改。第一，图象曝光单元包括采用LED光学系统，但是也可以采用激光系统、液晶快门光学系统、EL(电发光)光学系统，等。第二，潜象形成机构是作为上述讨论的实施例中的电摄影机构予以说明的，但是也可以用作转印色调剂图象的潜象形成机构(例如静电记录机构等)。纸张不限于卡片，也可以用其它的媒体。此外，感光鼓不限于鼓形结构，也可以采用带形结构。第三，成象装置是作为打印机予以说明的，但是也可以是其它的形式，例如复印机、传真机等。
以上通过实施例对本发明进行了讨论，但是在本发明的精神的范围内，可以做各种修改。这些修改并没有从本发明所附的权利要求中排除。
如上所述，根据本发明，检测部件29的输出值与最后一次检测周期的平均值进行比较，从而以相对程度检测色调剂用尽状态。这就有可能消除由色调剂检测部件29的输出电压的分散性带来的影响。此外，用这样的结构，即使在色调剂量正常减少的情况下也能出现用尽状态。因此，当预定检测期间接收的值小于平均值时，计算次数。然后将计算值与预定值进行比较，当计算值大于预定值时，产生色调剂用尽状态输出。因此，即使色调剂被搅动出现波动时，也能准确地检测其用尽状态。
权利要求
1.一种从检测部件的输出检测色调剂用尽状态的检测方法，所述检测部件用来检测色调剂仓中的色调剂，所述方法包括以下步骤以每个恒定的间隔接收所述检测部件的输出；将相对于一个接收值的检测值与上次检测周期的多个检测值的一个平均值进行比较；对检测值小于本次检测周期的平均值的检测次数进行计数；以及当比较计数值和预定值之后发现计数值大于预定值时，产生色调剂用尽状态输出。
2.根据权利要求1的色调剂用尽状态检测方法，其中所述产生步骤包括以下步骤当计数值大于预定值时计算次数；以及当计数操作的次数等于或大于一个限定的次数时，输出色调剂用尽状态信号。
3.根据权利要求1的色调剂用尽状态检测方法，还包括当计数值小于预定值时取消色调剂用尽状态输出的步骤。
4.根据权利要求2的色调剂用尽状态检测方法，还包括当计数值小于预定值时取消色调剂用尽状态输出的步骤。
5.根据权利要求1的色调剂用尽状态检测方法，其中所述比较步骤包括通过对多个连续的接收值取平均值来比较检测值的步骤。
6.根据权利要求2的色调剂用尽状态检测方法，其中所述比较步骤包括通过对多个连续的接收值取平均值来比较检测值的步骤。
7.根据权利要求3的色调剂用尽状态检测方法，其中所述比较步骤包括通过对多个连续的接收值取平均值来比较检测值的步骤。
8.根据权利要求4的色调剂用尽状态检测方法，其中所述比较步骤包括通过对多个连续的接收值取平均值来比较检测值的步骤。
9.根据权利要求1的色调剂用尽状态检测方法，还包括通过检测对检测周期而言所述接收步骤是否已经进行了相应的次数，来计算检测周期内的平均值的步骤。
10.根据权利要求1的色调剂用尽状态检测方法，其中所述产生步骤包括以下步骤当计数值大于第一预定值但小于第二预定值时，输出一个接近用尽状态信号；以及当计数值大于第二预定值时，输出色调剂用尽状态信号。
11.根据权利要求10的色调剂用尽状态检测方法，其中所述接近用尽状态输出步骤包括以下步骤当计数值大于第一预定值但小于第二预定值时计算次数；以及当计算操作的次数等于或大于一个限定的次数时，输出接近用尽状态信号。
12.根据权利要求10的色调剂用尽状态检测方法，其中所述调色剂用尽状态输出步骤包括以下步骤当计数值大于第二预定值时计算次数；以及当计算操作的次数等于或大于一个限定的次数时，输出色调剂用尽状态信号。
13.根据权利要求11的色调剂用尽状态检测方法，其中所述调色剂用尽状态输出步骤包括以下步骤当计数值大于第二预定值时计算次数；以及当计算操作的次数等于或大于一个限定的次数时，输出色调剂用尽状态信号。
14.根据权利要求12的色调剂用尽状态检测方法，还包括如果计数值大于第一预定值但小于第二预定值，则对计数值大于第二预定值时的计算操作次数复位的步骤。
15.根据权利要求13的色调剂用尽状态检测方法，还包括如果计数值大于第二预定值，则对计数值大于第一预定值但小于第二预定值时的计算操作次数复位的步骤。
16.根据权利要求14的色调剂用尽状态检测方法，还包括如果计数值大于第二预定值，则对计数值大于第一预定值但小于第二预定值时的计算操作次数复位的步骤。
17.一种用于检测色调剂仓中色调剂用尽状态的色调剂用尽状态检测装置，所述装置包括用于检测色调剂仓中的色调剂的检测部件；以及控制电路，用于将相对于一个接收值(它是以每个恒定的间隔接收的所述检测部件的输出值)的检测值与上次检测周期的多个检测值的一个平均值进行比较，并将计数值与预定值比较，当计数值大于预定值时，产生色调剂用尽状态输出。
18.根据权利要求17的色调剂用尽状态检测装置，其中所述控制电路当计数值大于预定值时计算次数，并且当计算操作的次数等于或大于一个限定的次数时，输出色调剂用尽状态信号。
19.根据权利要求17的色调剂用尽状态检测装置，其中所述控制电路当计数值小于预定值时取消色调剂用尽状态输出。
20.根据权利要求18的色调剂用尽状态检测装置，其中所述控制电路当计数值小于预定值时取消色调剂用尽状态输出。
21.根据权利要求17的色调剂用尽状态检测装置，其中所述控制电路当计数值大于第一预定值但小于第二预定值时，输出一个接近用尽状态信号，并且当计算值大于第二预定值时，输出色调剂用尽状态信号。
22.根据权利要求21的色调剂用尽状态检测装置，其中所述控制电路当计数值大于第一预定值但小于第二预定值时计算次数，并且当计算操作的次数等于或大于一个限定的次数时，输出接近用尽状态信号。
23.根据权利要求21的色调剂用尽状态检测装置，其中所述控制电路当计数值大于第二预定值时计算次数，并且当计算操作的次数等于或大于一个限定的次数时，输出色调剂用尽状态信号。
24.根据权利要求22的色调剂用尽状态检测装置，其中所述控制电路当计数值大于第二预定值时计算次数，并且当计算操作的次数等于或大于一个限定的次数时，输出色调剂用尽状态信号。
25.根据权利要求23的色调剂用尽状态检测装置，其中如果计数值大于第一预定值但小于第二预定值，则所述控制电路对计数值大于第二预定值时的计算操作次数复位。
26.根据权利要求23的色调剂用尽状态检测装置，其中如果计数值大于第二预定值，则所述控制电路对计数值大于第一预定值但小于第二预定值时的计算操作次数复位。
27.根据权利要求24的色调剂用尽状态检测装置，其中如果计数值大于第二预定值，则所述控制电路对计数值大于第一预定值但小于第二预定值时的计算操作次数复位。
28.根据权利要求25的色调剂用尽状态检测装置，其中如果计数值大于第二预定值，则所述控制电路对计数值大于第一预定值但小于第二预定值时的计算操作次数复位。
29.根据权利要求17的色调剂用尽状态检测装置，其中所述控制电路将用来搅拌色调剂仓中的色调剂的搅拌器旋转一周的时间设置为检测周期。
全文摘要
一种检测色调剂用尽状态的方法和装置，方法包括以下步骤以每个恒定的间隔接收检测部件的输出；将检测值与上次检测周期的平均值比较；对检测值小于本次检测周期的平均值的检测次数计数；当计数值大于预定值时产生色调剂用尽状态输出。装置包括用于检测色调剂仓中的色调剂的检测部件；以及控制电路，用于将检测值与上次检测周期的平均值比较，并比较计数值和预定值，当计数值大于预定值时产生色调剂用尽状态输出。
文档编号G03G15/08GK1119286SQ9411716
公开日1996年3月27日 申请日期1994年10月22日 优先权日1993年10月22日
发明者山口淑夫, 远田俊雄 申请人:富士通株式会社