用于检测残留调色剂量的调色剂供应容器和成像装置的制作方法

专利名称：用于检测残留调色剂量的调色剂供应容器和成像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能可拆卸地安装在采用电子照相记录方法、静电 记录方法或类似记录方法的成像装置(例如复印机、打印机、传真机 等)内的调色剂供应容器。本发明还涉及一种与此调色剂供应容器兼 容的成像装置。
背景技术：
微粉末调色剂用作电子照相式成像装置(例如复印机或打印机) 的显影剂已成为惯例。当成像装置主组件内的调色剂被消耗时，利用 调色剂供应容器给该成像装置的主组件补充调色剂。
通常，调色剂为极细粉末状。因此，用于防止在补充成像装置主 组件的操作过程中调色剂飞散的已知方法之一是把调色剂供应容器放 置在该成像装置主组件内，并经由该调色剂供应容器的微小开口一点 一点地排出调色剂。
依据现有技术，这样构造可用于上述调色剂补充方法的调色剂补 充装置，使得调色剂供应容器的盖可利用某种装置移除，且某种驱动 力被传递给该调色剂供应容器以驱动位于调色剂供应容器侧上的调色 剂传送件；或者使得调色剂供应容器本身被转动以从其排出调色剂， 这种调色剂供应容器本身具有使其能够传送调色剂的构造。
同时，在依据现有技术的调色剂补充装置的情况中，当用户被迫 更换补充调色剂容器时，成像装置将已经通过消耗而完全耗尽调色剂。由此，日本专利申请特开11-038755公开了一种用于检测残留在 调色剂容器内的调色剂量的方法，如图35所示。
此调色剂容器46k釆用这样一种结构布置，即，当设在该调色剂 容器46k内的螺旋状线圏46b转动时，调色剂被传送和排出。
固定设在成像装置主组件侧上的光传感器900被构造成使其朝向 补充调色剂容器的光束导件901投射光束，并获取从该光束导件901 反射回的光束。
于是，当补充调色剂容器内有调色剂时，光束被该调色剂本体阻 挡。因此，光束不返回光传感器卯l，从而指示有调色剂。另一方面， 如果光束返回光传感器901，则判定补充调色剂容器内无调色剂。
日本专利申请特开11-038755还提议把上述调色剂残留量检测方 法应用于诸如图36中所示的调色剂容器，该调色剂容器被构造成当此 容器本身转动时，该容器内的调色剂被传送和排出。
更具体地，此补充调色剂容器46k设有螺旋状槽，该螺旋状槽在 容器46k的内表面中切出且从该容器46k的后端起沿调色剂传送方向 延伸至该容器46k的开口 46a。因此，当补充调色剂容器转动时，其 内的调色剂经由开口 46a排出并落入成像装置的漏斗部内。在落入漏 斗部后，调色剂利用设在该漏斗部中的螺旋推进器49k朝向显影设备 传送。
然而，日本特开专利申请中公开的结构布置遇到以下技术问题。 即，此结构布置是这样的，用于检测残留在补充调色剂容器内的 调色剂量的调色剂传感器900设在成像装置主组件侧上，使得其必须 采用服务寿命长的调色剂传感器作为该调色剂传感器卯0。此外，与 补充调色剂容器内的调色剂残留量有关的信息只能以二进制方式获 得；换句话说，只能检测残留在补充调色剂容器内的调色剂量是否大 于预定量。
因此，采用上述调色剂残留量检测方法的问题在于其增大了成像 装置的成本，同时其使成像装置在结构上复杂化。此外，在上述方法 的情况中，直到补充调色剂容器完全耗尽其内的调色剂，用户才被告知调色剂耗尽。因此，对于恰巧手头无补充调色剂容器的用户来说， 没有什么比被告知成像装置内的补充调色剂容器已完全耗尽调色剂这 个亊实更麻烦。

发明内容
本发明的主要目的是提供这样一种补充调色剂容器，采用这种补 充调色剂容器不增大成像装置的成本且不使成像装置在结构上复杂 化。
本发明的另一目的是提供这样一种补充调色剂容器，残留在该补 充调色剂容器内的调色刑量可被成功检测。
本发明的另 一 目的是提供这样一种补充调色剂容器，残留在该补 充调色刑容器内的调色刑量可被精确检测。
本发明的另一目的是提供这样一种成像装置，残留在该成像装置 内的调色剂量可被成功检测。
本发明的另一目的是提供这样一种成像装置，残留在该成像装置 内的调色刑量可被精确检测。
当结合附图考虑以下本发明优选实施例的说明时，本发明的这些 及其它目的、特征和优点将变得更明显。


图l是依据本发明的一种典型成像装置的示意剖视图，表示其总 体结构。
图2是依据本发明的典型成像装置的示意透视图。
图3(A)是要安装在依据本发明的成像装置内的调色剂瓶的示意
性透视剖面困，以及图3(B)是该调色剂瓶的调色剂出口部和盖的示
意剖视图，表示两者的关系。
图4是依据本发明的调色剂补充装置的示意透视困，表示其总体结构。
图S是调色剂瓶的盖部以及调色剂补充装置的益结合件的示意透视图。
图6是说明移除调色剂瓶盖的顺序步骤的图。
图7是说明再安装调色剂瓶盖的顺序步骤的图。
图8是在本发明第一实施例中的成像装置的调色剂补充装置的示 意性透视剖面图。
图9是在第 一 实施例中用于检测补充调色剂瓶内的调色剂残留量 的操作的框图。
图10是在第一实施例中用于检测调色剂残留量的操作和用于给 显影设备补充调色剂的操作的组合的流程图。
图11是用于表示第一实施例中的调色剂补充操作的示意图。
图12是用于表示在第一实施例中与调色剂补充操作有关的各种 传感器的机能的图表。
图13是一种在结构上与第一实施例中的调色剂补充装置类似的 调色剂补充装置的示意性透视剖面图，表示其总体结构。
图14是另一种在结构上与第一实施例中的调色剂补充装置类似 的调色剂补充装置的示意性透视剖面图，表示其总体结构。
图15是另一种在结构上与第一实施例中的调色剂补充装置类似 的调色剂补充装置的示意性透视剖面图，表示其总体结构。
图16是用于表示在结构上与第一实施例中的调色剂补充装置类 似的调色剂补充装置之一的调色剂补充操作的示意图。
图17是在本发明第二实施例中的成像装置的调色剂补充装置的 示意性透^f见剖面图。
图18是在第二实施例中用于检测补充调色剂瓶内的调色剂残留 量的操作的框图。
图19是在第二实施例中用于检测调色剂残留量的操作和用于给 显影设备补充调色剂的操作的组合的流程图。
图20是用于表示在第二实施例中如何利用多个调色剂传感器中 的每个来检测残留于补充调色剂瓶内的调色剂量的原理的示意图。
图21是在本发明第三实施例中的成像装置的调色剂补充装置的示意性透视剖面图。
图22是在第三实施例中用于检测补充调色剂瓶内的调色剂残留 量的操作的框图。
图23是在第三实施例中用于检测调色剂残留量的操作和用于给 显影设备补充调色剂的操作的组合的流程图。
图24是用于表示第三实施例中的调色剂补充操作的示意图。
图25是用于表示在第三实施例中与调色剂补充操作有关的各种 传感器的机能的图表。
图26是一种与第三实施例中的调色剂补充装置类似的补充调色 剂容器的示意剖视图，表示其总体结构。
图27是另一种与第三实施例中的调色剂补充装置类似的补充调 色剂容器的示意剖视图，表示其总体结构。
图28是另一种与第三实施例中的调色剂补充装置类似的补充调 色剂容器的示意剖视图，表示其总体结构。
图29是另一种与第三实施例中的调色剂补充装置类似的补充调 色剂容器的示意剖视图，表示其总体结构。
图30是另一种与第三实施例中的调色剂补充装置类似的补充调 色剂容器的示意剖视图，表示其总体结构。
图31是另一种与第三实施例中的调色剂补充装置类似的补充调 色剂容器的示意剖视图，表示其总体结构。
图32是另一种与第三实施例中的调色剂补充装置类似的补充调 色剂容器的示意剖视图，表示其总体结构。
图33是另一种与第三实施例中的调色剂补充装置类似的补充调 色剂容器的示意性透视剖面图，表示其总体结构。
图34是基于MEMS技术的压力传感器的示意性俯视图。
图35是依据现有技术的补充调色剂容器之一的示意剖视图。
图36是依据现有技术的另一补充调色剂容器的示意剖视图。
具体实施方式
以下，将参照

本发明的优选实施例。 [实施例1]
图1表示一种采用依据本发明的补充调色剂容器的电子照相成像 装置的例子。
首先，将遵循成像顺序说明成像装置的总体结构。
所要复印的原稿放在原稿放置玻璃板2上，该原稿放置玻璃板2 构成成像装置1的主组件的最顶部。反映原稿的成像数据的光学图像 利用光学部3的多个反射镜M和透镜Ln的组合形成在作为图像承载 件的电子照相感光鼓4的周面上。
一对给纸盒5和6以及一对给纸舱7和8设在成像装置1的主组 件的底部内。基于与存储在给纸盒5和6以及给纸舱7和8内的纸张 尺寸有关的信息，从这些给纸盒5和6以及给纸舱7和8中选择这样 一种给纸盒或给纸舱，该给纸盒或给纸舱容纳(与用户经由图2所示 的液晶显示器形式的控制面板32输入的信息或者未表示原稿的尺寸 最匹配的)纸张P，该控制面板32还作为信息发布装置。
然后，从选定的给纸盒或给纸舱中抽出这张纸P (以下将简称为 纸张P)，并利用输纸/分纸装置5a，6a，7a或8a的功能把其送入成像装 置的主组件内。接着，经由纸张传送路径9把纸张P传送至一对定位 辊10。然后，与感光鼓4的转动以及光学部3的扫描定时相同步的， 利用这对定位辊10把纸张P传送至转印部。
利用位于转印部内的转印充电设备11把形成在感光鼓4的周面上 的调色剂图像转印到纸张P上。然后，利用分离充电设备12使调色 剂图像刚转印到其上的纸张P与感光鼓4分离。
在与感光鼓4分离后，利用纸张传送部13把纸张P传送到定影 部14，在该定影部14内，利用热量和压力把调色剂图像永久固定到 纸张P上。
当成像装置1处于单面成像模式时，纸张P经由排出/反转部15 传送，并经由一对排出辊16排入交付盘17内。
另一方面，当成像装置处于双面成像模式时，排出/反转部15的纸张传送方向切换件(例如未表示的挡板或类似物)被切换位置。于
是，纸张P经由纸张再输送路径19和20传送至一对定位辊10。然后， 经由这样一种纸张传送路径传送纸张P，该纸张传送路径与在形成纸 张P上的图像时传送该纸张P的纸张路径相同。在纸张P经由相同路 径传送时，另一图像形成在与纸张P的已具有图像的表面相反的表面 上。接着，纸张P被排入交付盘17内。
此外，当成像装置处于所谓的多层成像模式即在纸张P的同 一面 上执行多次成像操作的模式时，纸张P经由排出/反转部15传送。然 而在此模式下，纸张P不利用纸张反转部18倒转放置；换句话说， 纸张P经由再输送路径19和20传送至一对定位辊10而不倒转放置， 然后经由这样一种纸张传送路径传送，该纸张传送路径与纸张P前次 传送通过成像装置的过程中刚被传送的纸张传送路径相同。当纸张P 经由同 一路径传送时，下 一 图像形成在该纸张P的与该纸张P前次传 送通过成像装置的过程中图像形成于其上的表面相同的表面上。然后， 纸张P被排入交付盘17内。
如上所述构造的成像装置1具有感光鼓4、光学部3、显影设备 21、清洁器22、初级充电i殳备23等。光学部3、显影设备21、清洁 器22和初级充电设备23等沿圆周方向按照围绕感光鼓4的方式设在 该感光鼓4的周面附近。
初级充电设备23是一种用于把感光鼓4的周面均匀充电至预定电 位的设备。
光学部3依据从原稿获取的成像数据、通过对刚利用初级充电设 备23均匀充电的感光鼓4的均匀充电周面进行曝光、在该感光鼓4 的周面上形成静电潜像。
显影设备21通过按照感光鼓4周面上的静电潜像的图案使作为显 影剂的调色剂附着到感光鼓4的周面上来显影该潜像。显影设备21 被构造成当该显影设备21内的调色剂被消耗时，从补充调色剂容器 24 (以下简称为"调色剂瓶")给该显影设备21补充调色剂。
至于用于给显影设备21补充调色剂的结构布置，任何结构布置都可以，只要其不仅可从补充调色剂容器给采用双组份显影剂(实质上 是非磁性调色剂和磁性载体的混合物)的显影设备供应调色剂，而且 可从补充调色剂容器给采用双组份显影剂的显影设备供应载体。
在此实施例中，成像装置1和补充调色剂容器被构造成使后者通 过用户安装在前者内或者从前者移除。
此外，显影设备21设有作为显影剂承载件的显影辊25、用于搅 拌调色剂的搅拌件、以及用于朝向该显影辊25传送调色剂的传送装 置，但后两者在图中未表示。
当补充调色剂从调色剂瓶24送入显影设备21时，其进一步经由 调色剂搅拌件和调色剂传送件传送到显影辊25。然后，其从显影辊25 供应给感光鼓4。
清洁器22在调色剂图像转印到纸张P上后移除或者回收残留在 感光鼓4周面上的调色剂。
接着，参照图2(A)和2(B)，将说明用于把调色剂瓶24安装到成 像装置1内的操作。
把调色剂瓶24置入成像装置1的调色剂补充部内。更具体地，首 先朝向成像装置1的主组件的上方和后方打开罩(门)26,该罩(门) 26覆盖在顶面右手角处位于该主組件正面的调色剂瓶插入孔。然后， 把调色剂瓶24 i文在瓶托盘27内。接着，闭合罩26以结束调色剂瓶 24的安装操作。
为把调色剂瓶插入调色剂瓶托盘27内，用户所需要执行的所有操 作是上述操作。此外，更换调色剂瓶24的操作类似于上述操作。
接着，参照图3(A)和3(B)，将说明调色剂瓶24的结构。
调色剂瓶24包括作为存储调色剂的实际存储部的瓶本体28; 作为密封件以保持瓶本体28的调色剂出口 24a密封的盖29;以及朝 向调色剂出口 24a传送瓶本体28内的调色剂的调色剂传送件30 (以 下将称为导流片)。
盖29包括结合部，该结合部与盖29连接以使其能够被移动至与 构成调色剂补充装置的驱动力传递部的驱动力传递件33(图4)结合。调色剂瓶24仅当盖29的此结合部与主组件的驱动力传递件33啮合时 才从成像装置l接收旋转驱动力。当调色剂瓶24接收驱动力时，其与 导流片30 —起转动。
更具体地，瓶本体28提供有与该瓶本体28的端壁之一连接的调 色剂出口 24a。此外，瓶本体28提供有与该瓶本体28形成一体且经 由调色剂出口 24a向外伸出的驱动轴47。
驱动轴47的轴线近似与调色剂出口 24a的轴线重合。驱动轴47 装配在盖29的连接孔29a内。驱动轴47用于从驱动力传递件33经由 盖'29传送旋转驱动力至瓶本体28。因此，其截面为长方形(包括正 方形)、H形、D形或类似形状，以使其能够传递旋转驱动力。此外， 连接孔29a具有与驱动轴47的截面匹配的截面。
在此实施例中，如自上述对调色剂瓶24结构的说明将显而易见 的，不会出现当调色剂瓶24位于成像装置1内时仅导流片30转动。 也就是说，调色剂瓶24被构造成使得一旦瓶本体28、盖29和导流片 30转动，它们就一起转动。
当调色剂瓶24的瓶本体28转动时，该调色剂瓶24内的调色剂经 由导流片的倾斜板31传送至该调色剂瓶24的调色剂出口 24a，最终 朝向调色剂补充装置排出。
接着，参照图3-5，将就作为密封件的盖29以及作为给该盖29 传递驱动力的前述驱动力传递件的盖结合件33的结构进行说明。
盖29包括可拆卸地装配在调色剂瓶24的调色剂出口 24a内以 密封或者开启该调色剂出口 24a的密封部29b;以及与盖结合部33啮 合的圆筒状结合部29c。
圓筒状结合部29c包括沿该结合部29c的圆周方向以相等间隙分 布的多个相同部。在此实施例中，其具有六个相同部，每隔一个相同 部提供有与盖结合件33啮合的锁定突起44以及使该锁定突起脱离该 盖结合件33的解除突起45。
希望盖29利用注塑由可弹性变形的塑料制成。作为其材料，低密 度聚乙烯是最优选的，但作为低密度聚乙烯的第二选择，还优选釆用
ii聚丙烯、直链聚酰胺(例如尼龙(商品名称))、高密度聚乙烯、聚乙烯、ABS、 HIPS (耐沖击性聚苯乙烯)以及类似物。至于盖结合件33，其包括多个(此实施例中两个)锁定孔46c， 盖29的锁定突起44 一对一地锁定在该锁定孔46c内；钩状部46a， 其沿箭标A所示的方向钩住锁定突起44;以及多个(此实施例中两个) 肋46b，其连接钩状部46a与盖结合件33的主要部分。当在盖29的锁定突起44锁入盖结合件33的锁定孔46c内后利用 来自成像装置1的主组件的旋转驱动力转动该盖结合件33时，每个肋 46b沿盖结合件33的转动方向钩住锁定突起44之一，从而给盖29传 递驱动力。每个锁定孔46c沿盖结合件33周向的宽度被提供为充分大于每个 锁定突起44沿盖29周向的宽度，使得当把调色剂瓶24安装在成像装 置1的主组件内时实质上不需要在转动相位上对准锁定孔46c与锁定 突起44。接着，将说明如何朝向用以开启或密封调色剂瓶24的方向移动盖 29，该盖29作为用于保持调色剂瓶24密封的部件。图4是一种用于朝向密封或开启瓶本体28的方向移动盖29且用 于转动该瓶本体28的机构的示意透视图，且表示其总体结构。在此实施例中，角形件27a固定在调色剂瓶24将安装于其内的瓶 托盘27上，连接轴40可转动地与该角形件27a连接。摇柄38的一端 与连接轴40的一端连接，而该摇柄38的另 一端与设在转盘36上的偏 心轴42连接。于是，当转盘36转动时，使瓶托盘27沿图4中双头箭标A所示 的方向往复移动。当瓶托盘27朝向盖结合件33移动且到达使其开始 回返的那点时，调色剂瓶24的盖29与作为驱动力传递件的盖结合件 33结合，该盖结合件33构成成像装置1主组件的调色剂补充装置的 驱动力传递部。更具体地，如除图4以外参照图5将更好理解的，把盖29的端部 插入盖结合件33的凹部33a，使该盖29的锁定突起44锁入该盖结合12件33的锁定孔46c内。结果，锁定突起44被钩状部46a钩住。一旦盖29与盖结合件33充分结合，就使瓶托盘27回移，即朝向 移离该盖结合件33的方向移动。结果，保持调色剂瓶24的调色剂出 口 24a密封的盖29朝向移离瓶本体28的方向位移一预定距离，从而 允许排出该调色剂瓶24内的调色剂。当调色剂瓶24处于上述状态时，还作为驱动力传递装置的盖结合 件33转动，从而转动调色剂瓶24。随着调色剂瓶24转动，利用该调 色剂瓶24内的导流片30和倾斜板31的组合从调色剂出口 24a排出该 调色剂瓶24内的调色剂。顺便一提的是，即便当盖29处于其使调色剂瓶24开启的位置时， 该盖29也保持与调色剂瓶24内的导流片30和倾斜板31连接，因而 驱动力从该盖29传递给调色剂瓶24。为更详细地i兌明用以确^隊驱动力如前所述从盖29传递给调色剂 瓶24的该盖29与调色剂瓶24的连接方式，驱动轴47具有矩形(包 括正方形)截面且盖29具有连接孔29a,该连接孔29a的截面与驱动 轴47的截面匹配且其轴线与驱动轴47的轴线重合。此外，驱动轴47 装配在中央孔29a内，以4吏盖29沿着平行于其轴线(驱动轴47的轴 线)的方向在该驱动轴47上自由滑动。然而，盖29与调色剂瓶24 的连接方式不需要被限定为上述方式。接着，参照图6，将概述盖29、调色剂瓶24、调色剂瓶托盘27 等的上述顺序移动。在步骤l，把调色剂瓶24置入瓶托盘27，以使其长度方向变成近 似水平。在步骤2，朝向箭标所示的方向移动调色剂瓶24。图中，盖29 的前端沿着调色剂瓶24的移动方向已刚开始进入盖结合件33的凹部。在步骤3，调色剂瓶24被移动至使该调色剂瓶24回返的那点。 附图显示盖29已与盖结合件33充分结合。在步骤4，把调色剂瓶24回移至其原始位置。附图显示调色剂瓶 24正沿着箭标所示的方向(即移离盖结合件33的方向)返回，且盖29保持与该盖结合件33结合，从而使保持密封的调色剂出口 24a正 好被开启，由此可排出调色剂。在步骤5，开启调色剂瓶24的过程结束。附图显示过程已结束， 且驱动力正从驱动力传递轴34传递给调色剂瓶24，从而转动该调色 剂瓶24以把该调色剂瓶24内的调色剂排入调色剂补充装置。接着，将说明盖29与盖结合件33的结合解除操作。参照图4，在此实施例中，盖解除件35设在盖结合件33的与盖 29相反的一侧上。盖解除件35提供有圆柱孔35a，盖结合件33以及 该盖结合件33的驱动轴34穿过该圓柱孔35a。仍然参照图4，在此实施例中，盖解除件35被构造成与使调色剂 瓶托盘27往复运动的结构类似。换句话说，摇柄39的一端与盖解除 件35的连接轴41连接，且该摇柄39的另 一端与转盘37的偏心轴43 连接。由此，当转盘37转动时，使盖解除件35往复运动。当盖解除件35移近该盖解除件35切换其移动方向且开始移离调 色剂瓶24的那点(返回点)时，使保持与盖结合件33结合的盖29 进入该盖解除件35的孔35a内，且当盖解除件35到达此返回点时， 盖29完全装入该盖解除件35内。由此，利用圆柱孔35a的内表面4吏盖29的盖解除突起45压向该 盖29的轴线。结果，盖29的锁定突起44变得不被钩状部46a钩住， 使得可解除该盖29与盖结合件33的结合。以下参照图7概述盖29的结合解除操作的上述顺序。在步骤6中，盖29保持与盖结合件33结合。在步骤7中，朝向箭标所示的方向移动盖解除件35。附图显示盖 解除件35正沿着箭标所示的方向(即把其移动至使盖结合件33与盖 29的结合解除的方向)移动，且该盖结合件33与盖29之间的连接点 被迫使进入盖解除件35的圆柱孔35a内。在步骤8,解除盖29的锁定突起44与盖结合件33的钩状部46a 的钩连。附图显示当刚完成把上述连接点插入圆柱孔35a内至预定点 时，就利用该圓柱孔35a的内表面把盖29的盖解除突起45移向该孔35a的轴线，从而解除该盖29的锁定突起44与盖结合件33的钩状部 46a的钩连。在步骤9,朝向箭标所示的方向把调色剂瓶24移离盖结合件33。在步骤10，朝向箭标所示的方向移动盖解除件35以使其返回到 其原始位置，从而可把调色剂瓶24移离成像装置1。利用两个驱动力源一对一地单独驱动使调色剂瓶24和盖解除件 35往复运动的转盘36和37不存在问题。然而，在此实施例的成像装 置的情况中，由打开或闭合罩26产生的该罩26的枢转运动被作为用 于转动盘36和37的动力源。换句话说，罩26与调色剂瓶托盘27和 盖解除件35机械连接，以便在打开或闭合该罩26时，使调色剂瓶24 和盖解除件35往复运动。顺便一提的是，上述用于传送调色剂瓶内的调色剂的机构、用于 接收旋转驱动力的机构、以及用于把盖29压入调色剂出口 24a或者用 于从该调色剂出口 24a部分地取出该盖29的才几构^f又是这些才几构的示 例。显而易见，可采用除上述才几构以外的多种已知4几构中的任一种。例如，调色剂瓶24的瓶本体28的圓筒状壁的内表面可提供有多 个(包括单个)作为调色剂传送机构的螺旋状槽，以便当调色剂瓶24 转动时，利用该槽朝向调色剂出口 24a传送调色剂。至于用于接收旋转驱动力的机构的 一个例子，调色剂瓶24的圆筒 状壁的外表面可设有多个沿圆周方向对齐的齿，以使它们能与主组件 侧上的旋转力驱动机构的对应物啮合，从而经由它们接收旋转驱动力。至于用于移动盖29以开启或密封调色剂瓶24的机构的另一例， 成像装置1的主组件可设有一种在调色剂瓶24保持静止的同时把盖结 合件33移动至盖29并拉出该盖29以开启调色剂出口 24a的机构。接着，参照图8-12，将说明用于检测调色剂瓶24内的调色剂残留量的结构布置的要点。至于用于检测残留在调色剂瓶2 4内的调色剂量的方法，当釆用磁 性调色剂时，优选采用磁导率检测式、磁性检测式、压电振动检测式、 光透射检测式等调色剂残留量检测方法之一，而当采用非磁性调色剂时，优选采用压电振动检测式和光透射检测式调色剂残留量检测方法， 这是因为不能利用磁性来检测。此外，还优选采用这样一种结构布置， 其中，薄型的开关或压力传感器用于调色剂残留量检测。
至于优选的薄型压力传感器，可采用膜片开关。膜片开关是用在 家电用品或办公自动化设备的控制面板内的薄型开关。其由多片膜制 成，该膜具有利用导电墨水印制于其上的电极且层积设置。
多数膜片开关是二进制输出式。然而，它们中的一些被设计成电 极(用压敏墨水或类似物印制的电极)，以使它们的电极的电阻响应于 施加给其的压力而变化。后者还优选用作压力传感器。
这类膜片开关最适于用作此实施例中的薄型压力传感器。当希望
以高密度设置多个压力传感器时，希望采用基于MEMS技术的薄型 压力传感器。
顺便一提的是，"MEMS"是"微电子机械系统"的缩写。其是 利用用于制造半导体的曝光处理在微小基片上形成微观机械结构和电 路的组合的技术之一。
采用MEMS，可以高密度和极低的成本在有限尺寸的区域上设置 多个薄型微观压力传感器，这在过去是不可能的。
图34表示基于MEMS技术的压力传感器阵列的一个例子。此压 力传感器阵列H包括由玻璃形成的基板；利用用于制造半导体的曝 光技术排列在该基板上的多个压力传感器A;以及一片覆盖该传感器 的弹性膜。
在此实施例中，可检测微小压力的薄型压力传感器(薄型开关) 用作调色剂传感器。然而，用于调色剂残留量检测的传感器不需要被 限定为在此实施例中采用的那些传感器。换句话说，这里应注意的是， 各种已知方法中的任一种都可用作检测调色剂瓶24内的调色剂残留 量的方法，只要其能够精确地检测调色剂残留量。
图8是调色剂瓶和调色剂补充装置的透视剖面图，表示其总体结 构，以及图9是调色剂补充操作的框图。图IO是调色剂补充操作的流 程图，表示其一般概念。调色剂瓶24设有作为检测装置的上述薄型压力传感器100 (以 下将简称为调色剂传感器)以检测残留在该调色剂瓶24内的调色剂 量；作为传输装置的传输部101以利用无线信号形式传输与利用该调 色剂传感器100检出的调色剂残留量有关的信息；作为能量接收部(电 触点)且可在给电端子104上滑动的滑环105，该给电端子104设在 成像装置1上以给调色剂传感器100和传输部101供应驱动能(电力)。 随后将更详细地说明给电端子104。
如上所述，在此实施例中，成像装置1和调色剂瓶24被构造成使 得即便在该调色剂瓶24转动时，也允许调色剂传感器100和传输部 101从该成像装置1的主组件接收驱动能(电力)。更具体地，它们被 构造成使得即便在调色剂瓶24转动时，也能够检测调色剂残留量。这 是一种优选的结构布置。把它们构造成使调色剂瓶24和传输部101 可从成像装置1的主组件接收驱动能，就防止了使该调色剂瓶24不必 要地复杂化，同时防止增大该调色剂瓶24的成本。
调色剂传感器100和传输部101利用上述MEMS才支术一体形成在 公共基板上。
至于调色剂传感器100的位置，希望该调色剂传感器100连接在 调色剂瓶24的瓶本体28的周面沿调色剂传送方向的下游部上，更具 体地，该调色剂并瓦24的调色剂出口 24a附近。此外，希望连接在瓶本 体28的外表面区域上，滑环105连接在该并瓦本体28上。
当沿调色剂瓶24的长度方向较靠近调色剂出口 24a设置调色剂传 感器100时，即便在导流片的转动已导致调色剂瓶24内的调色剂按照 越靠近调色剂出口 24a、调色剂量越大的方式分布于该调色剂瓶24内 后，也能满意地检测调色剂残留量。换句话说，即便在调色剂残留量 已减少至相当小值时，也能满意地检测调色剂残留量。
在此实施例的以下说明中，假设调色剂传感器100设在调色剂瓶 24的瓶本体28的外表面上以及调色剂出口 24a附近。
至于瓶托盘27，其提供有给电端子104，调色剂瓶24的滑环 105在其上滑动；以及作为接收装置的接收部103,以从传输部101接收利用无线信号形式传输的与调色剂残留量有关的信息。
作为驱动装置以旋转驱动调色剂瓶24的瓶驱动电机106是一种可 控制转动相位的步进电机。其被如图9所示控制。也就是说，利用作 为控制装置的CPU控制调色剂瓶24的转动，该CPU基于指示调色剂 瓶24是否位于瓶托盘27内的信号以及与利用调色剂传感器100检出 的调色剂残留量有关的信息来计算作为瓶驱动电机106的所需要转动 量的值以控制调色剂瓶24的转动。顺便一提的是，结构布置可被构造 成利用调色剂传感器100判断调色剂瓶24是否位于成像装置1内。
在此实施例中，成像装置1提供有用于机械地检测瓶托盘27内有 无调色剂瓶24的机构。然而，成像装置l也可被构造成利用调色剂传 感器100来判断有无调色剂瓶24。也就是说，来自调色剂传感器IOO 的信号用作判断调色剂瓶24是否位于成像装置1内的信号。更具体地， 当成像装置1的主组件的接收部103从调色剂传感器IOO接收到当该 调色剂传感器100检出调色剂瓶24内有调色剂时输出的信号时，CPU 判定瓶托盘27内有调色剂瓶。
接着，将结合图11(a)-ll(f)所示的如何检测调色剂瓶24内的调色 剂残留量的概念图来说明图10中的流程图，图IO表示用于检测调色 剂残留量的操作和用于给显影设备补充调色剂的操作的组合。以下， 将参考所谓的块(block)补充方法说明此实施例，该块补充方法即利 用与预定单位量(与后述的补充步数，相等的最小量)的n倍(n = 1，2…(整数))相等的量给显影设备供应调色剂以在每次调色剂补充 操作时给该显影设备供应精确数量的调色剂的方法。
当成像装置产生调色剂补充请求时，开始调色剂补充操作。 当调色剂瓶24已位于瓶托盘27内时，这样一值用作每次调色剂 补充操作的电机步数，，该值是基于紧邻的前次检测调色剂残留量的 结果计算的值。
然而，当瓶托盘27内无调色剂瓶24时，每次调色剂补充操作的 电机步数yn被设定为初始值y0，该初始值在调色剂瓶24被放入
18瓶托盘27内时存入作为存储装置的存储器中(步骤1)。然而，调色 剂传感器100相对于调色剂瓶24的转动方向的初始位置是随意的；不 需要把调色剂瓶24这样放置在瓶托盘27内，以使调色剂传感器100 相对于该调色剂瓶24的转动方向位于离参考点预定角度处。
当调色剂瓶24准备好允许调色剂从该调色剂瓶24排出(调色剂 瓶放入成像装置内、与该成像装置连接且被开启(调色剂出口被开启)) 时(步骤2)，把用于计算瓶驱动电机106的转动次数y的计数器设定 为零，该驱动电机106的转动次数y与显影设备所要补充的调色剂量 成比例。然后，启动调色剂瓶驱动电机106，沿箭标A所示的方向转 动调色剂瓶24以给显影设备补充调色剂，如图ll(a)和ll(b)所示，同 时开始计算驱动步数(步骤3 )。
接着，参照图ll(c)， 一旦利用调色剂传感器100检测到调色剂(步 骤4)，就开始测量利用调色剂传感器IOO检测到调色剂且依据步数c 的持续时间(步骤6)。
如图ll(d)所示，沿箭标A的方向持续转动调色剂瓶24。然后， 当在图ll(e)所示的点处利用调色剂传感器100检测不到调色剂时(步 骤8)，停止测量瓶驱动电机转动且依据步数c的持续时间。然后，基 于同调色剂瓶24内的调色剂残留量相当的利用CPU累计的累积步数 c,把补充步数，变更为利用该CPU计算的新值(步骤9)。
换句话说，在此实施例中，依据调色剂瓶24内的调色剂残留量利 用CPU调节补充步数yn，以防止在依据该调色剂瓶24内的调色剂残 留量转动该调色剂瓶24预定角度时，从该调色剂瓶24排出的调色剂 量改变。
如上所述，基于步数c的累积值利用CPU确定调色剂瓶24内的 调色剂残留量，该步数c的累积值与在调色剂补充操作过程中调色剂 瓶24转动 一整圏时检测到调色剂的持续时间相当。
随后，调色剂瓶24转动直至驱动步数y到达补充步数，，同时 重复执行给显影设备补充调色剂的过程、检测调色剂瓶24内的调色剂 残留量的过程、以及计算补充步数，的过程(步骤7)。然后，当驱动步数Y到达与所要给显影设备补充的调色剂量对应
的补充步数"的n倍时，停止驱动瓶驱动电机106 (步骤10)。
图12是近似表示在图ll(a)-ll(e)所示的操作过程中为给调色剂传 感器100供应电力而输出的信号、当利用调色剂传感器100检测到调 色剂时该调色剂传感器100输出的信号、以及为步进地驱动瓶驱动电 机而输出的控制信号(脉沖形式)的示图。其表示当调色剂瓶24处于 图ll(a)-ll(e)所示的状态时利用调色剂传感器lOO检测调色剂有无(传 感器的ON和OFF)。
即便电机在调色剂传感器100处于如图ll(d)所示利用该调色剂传 感器100检测到调色剂的范围内时停止，也能准确地检测调色剂残留 量，这是因为调色剂瓶24的转动相位是基于瓶驱动电机的步数来检测 的。
为延长调色剂传感器100的服务寿命且减小能耗，依靠调色剂传 感器100的电力供给来启动瓶驱动电机。
接着，将说明用于检测调色剂残留量(体积V)的实际方法以及 用于计算每次调色剂补充操作的调色剂补充步数，的实际方法。
当C0代表利用调色剂瓶驱动电机106每转动调色剂瓶24 —周的 步数；c:在调色剂瓶24每转动一周的过程中调色剂传感器IOO输出 指示有调色剂的信号期间瓶驱动电机的步数；r:调色剂瓶24的内径， 图11所示调色剂瓶24内的调色剂残留体的截面积S用以下近似式表
<formula>formula see original document page 20</formula>
顺便一提的是，调色剂残留量可由调色剂瓶24每转一周的过程中 调色剂传感器10 0输出指示无调色剂的信号期间调色剂瓶驱动电机的 步数c来确定。在这种情况中，调色剂瓶24内的调色剂残留体的横截 面积S'用以下近似式表示。
<formula>formula see original document page 20</formula>
以下说明参照S给出。当调色剂瓶24的长度为L且修正系数为a时，该调色剂瓶24内的调色剂残留体积V可用以下近似式表示。
V = "SuL
此修正系数a是这样一种系数，其同垂直于调色剂瓶24的长度方 向的调色剂残留体的截面形状有关。其依据调色剂传感器100相对于 调色剂瓶24长度方向的位置、来自该调色剂传感器100的调色剂检测 信号电平、该调色剂瓶24内的导流片30和倾斜板31的角度和形状等 通过试验来确定。
此外，在利用全新调色剂瓶24进行调色剂补充操作的初期，此修 正系数a是一种取决于调色剂被搅拌的持续时间的变量。然而，当调 色剂瓶24内的调色剂体已被充分搅拌时，修正系数a变成与截面积S 成比例的定量(变量)。
V = a(S) t S u L
如上所述，可通过采用上述结构布置和控制方法来精确检测调色 剂残留量。
成像装置l被构造成利用CPU把与调色剂瓶24内的调色剂残留 量有关的信息相继显示在作为信息发布装置的控制面板上，以在获得 与调色剂残留量有关的信息时把该信息连续地告知操作者。
当成像装置1与用作网络打印机的主机连接时，结构布置被构造 成使CPU经由网络把与调色剂残留量有关的信息传输给该主机，从而 可以经由与该主机连接的监测器把调色剂残留量信息连续地告知操作 者。
在调色剂残留量的第(n-l)次检测与第n次检测之间，调色剂瓶24 每次转动从该调色剂瓶24排出的调色剂量AVn用以下近似式给出。
△ ^ — "L
, 、、
" .cos
沉"一
sm
乂 4
~^一cos C0
5
sin
5
入V 、
由此，控制每次调色剂补充操作的电才几步数yn，以使AVn/Yn保 持不变。
21采用此控制，可稳定从调色剂瓶24补充给显影设备的调色剂量， 而与该调色剂瓶2 4内的调色剂残留量无关。
此外，通过采用在调色剂残留量的第(n-m)次检测与第n次检 测之间m次从调色剂瓶24排出的调色剂量的平均值，可减小由于检 测误差导致的错误，进一步稳定从该调色剂瓶24补充给显影设备的调
色剂量。
Ar7..."(SH&—m-W丄
在此实施例中，电力经由滑环105和电刷104供应给调色剂传感 器100和传输部101。然而，用于给调色剂传感器100和传输部101 供应电力的结构布置可以如图13-15所示。
图13中的调色剂瓶24提供有具有足够容量的蓄电部130，电力 从该蓄电部130供应给调色剂传感器100和传输部101。
图14中的调色剂瓶24提供有用于发电的线圈132以及用于发电 的磁铁133。重物134与磁铁133连接。磁铁133可转动地与调色剂 并瓦24连4妾，以^更当该调色剂并瓦24转动时，该》兹4失133经由重物134 保持不动而线圏132与该调色剂瓶24 —起转动。于是，当调色剂瓶 24转动时，就产生电力。所产生的电力暂时存储在蓄电部131内，然 后以预定的定时把其供应给调色剂传感器100和传输部101。
图15中的调色剂瓶24提供有发电部135和蓄电部131,该发电 部135在其受光时产生电力，而瓶托盘27提供有发光部136。发电部 135在其自发光部136接收光线时生成的电力暂时存储在蓄电部131 内并以预定的定时供应给调色剂传感器100和传输部101。
可给调色剂传感器100和传输部101供应热发电的电力以代替光 发电的电力。
从减小尺寸的观点来看，希望图13中所示的蓄电部130、调色剂 传感器IOO和传输部101利用MEMS技术一体形成在公共基板上。类似的，希望图14中的发电部132、 133、 134和蓄电部131形成在公共 基板上，以及图15中的发电部135、蓄电部131、调色剂传感器100 和传输部101形成在公共基板上。
此外本实施例中，检测调色剂瓶24内的调色剂残留量的过程与从 该调色剂瓶24给显影设备补充调色剂的过程同时执行。然而，前者不 需要与后者同时执行。例如，在调色剂瓶24的调色剂出口 24a仍然用 盖29密封的时候，可独立于从该调色剂瓶24给显影设备补充调色剂 的过程执行检测调色剂瓶24内的调色剂残留量的过程，尽管调色剂瓶 已安装到成像装置1内并与该成像装置1的主组件连接，从而已准备 好被驱动。此结构布置的方便之处在于，即便不需要进行调色剂补充， 也可通过使成像装置1执行用盖29自动密封调色剂出口 24a的过程来 检测调色剂残留量。此外，这种结构布置是这样的，以致于当调色剂 残留量检测过程完成时，利用成像装置l自动执行开启调色剂出口 24a 的过程，使调色剂瓶24准备好排出调色剂。因此， 一旦生成由调色剂 消耗导致的调色剂补充请求时，就能满足该请求。
尽管已参照这样一种结构布置说明了此实施例，在该结构布置中， 通过如图ll(a)-ll(f)所示沿箭标A指示的方向转动来给显影设备补充 调色剂瓶24内的调色剂，但利用这样一种结构布置也能获得同本实施 例相同的效果，在该结构布置中，通过如图16(a)-16(h)所示沿箭标A 方向和箭标A'方向(同箭标A方向相反的方向)交替转动调色剂瓶 24来朝向调色剂出口 24a传送该调色剂瓶24内的调色剂。
在上述利用调色剂瓶24的摆动转动的结构布置的情况中，基于当 调色剂瓶24的内部状态处于如图16(a)所示状态与当该调色剂瓶24的 内部状态处于如图16(h)所示状态之间的过程中输出指示有调色剂的 信号期间内的步数c的累积值，确定该调色剂瓶2 4的调色剂残留量。 此方法也能像上述方法那样精确地连续确定调色剂瓶24内的调色剂 残留量。
采用上述结构布置，可防止成像装置在结构上变得复杂且防止增 大成本。此外，采用上述结构布置，能够精确且连续地确定调色剂瓶24 内的调色剂残留量。因此，可在适当时间告知用户需要更换补充调色 剂瓶。另外，其使得用户能够依据该用户自己的便利来安排调色剂瓶 24的定购或更换时间。于是，使得存储更换调色剂瓶所需要的空间最 小化，并大幅缩短由于调色剂瓶24用光调色剂这个问题导致的成像装 置的停工时间(不执行成像操作的时间)。换句话说，釆用上述结构布 置可显著提高成像装置的使用性能。
采用上述结构布置，可使得为给显影设备补充调色剂而从调色剂 瓶24排出的调色剂量稳定。因此，可在功能上简化或者消除用于暂时 存储从调色剂瓶24排出的调色剂的漏斗部，以确保给显影设备连续补 充稳定的调色剂量。
此外，漏斗部的功能变得不需要，该漏斗部作为临时调色剂存储 部且设在调色剂瓶24与显影设备之间以确保即便检测到该调色剂瓶 24已完全用光调色剂时也能进行大量复印。于是，上述结构布置使其 可以进一步简化以及在尺寸上减小成〗象装置的主组件。 [实施例2 ]
在图17-20中，表示用于4企测调色剂瓶24内的调色剂残留量的那 部分的总体结构，该部分表现了本实施例的特征。
在本实施例中，调色剂瓶24提供有多个小调色剂传感器，该多个 小调色剂传感器在调色剂瓶24的外表面上设置成多条直线。本实施例 中的调色剂传感器是利用MEMS技术或类似方法获得的。本实施例 中用于检测调色剂瓶24内的调色剂残留量的方法与第一实施例相同， 例如，优选采用可检测微小压力量的磁导率检测式、磁性式、压电振 动式、光透射式等薄型开关或压力传感器。
在此实施例中，磁性调色剂用作显影剂。因此，磁性传感器用作 调色剂传感器以采用磁导率检测式调色剂残留量检测方法。
图17是此实施例中的调色剂瓶24的示意透视图，以及图18是调 色剂残留量检测操作的框图。图19是用于检测调色剂瓶24内的调色 剂残留量的操作以及用于从该调色剂瓶24给显影设备补充调色剂的操作的组合的流程图。
此实施例中的调色剂瓶24提供有三组调色剂传感器102a-102c， 每组都包括多个按照沿圆周方向围绕该调色剂瓶24的瓶本体28的方 式在该瓶本体28的外表面上排列成直线的调色剂传感器。三组调色剂 传感器102a-102c以近似相等的间隔设置。
电力经由与瓶托盘27连接的给电端子104和与调色剂瓶24连接 的滑环105以预定的定时供应给调色剂传感器组102a-102c。
传感器组102a-102c中的多个调色剂传感器的每个都可检测调色 剂瓶24内有无调色剂。与每个调色剂传感器所检测到的有无调色剂有 关的信息以无线信号形式从与调色剂瓶24连接的传输部101传输给与 瓶托盘27连接的接收部103。
图20是调色剂瓶24的示意剖视图，表示如何检测该调色剂瓶24 内的调色剂残留量的一般概念。接着，将结合图20所示如何检测调色 剂残留量的一般概念来说明图19中用于检测调色剂瓶24内的调色剂 残留量的操作和用于给显影设备补充调色剂的操作的流程。
当成像部产生调色剂补充请求时，开始调色剂补充操作。当调色 剂瓶24已位于调色剂瓶托盘27内时，前次计算获得的值用作瓶驱动 电机在每次调色剂补充操作中要被转动的电机步数Yn。然而，当瓶托 盘27内无调色剂瓶24时，步数，被设定为当调色剂瓶24放入瓶托 盘27内时的初始值y0 (步骤1)。然后，当调色剂瓶24准备好调色剂 补充时(步骤2)，把用于计算调色剂瓶驱动电机106的转动步数的计 数器设定为零。接着，启动调色剂瓶驱动电机106以沿图20中箭标所 示的方向转动调色剂瓶24，同时开始利用计数器计算该调色剂瓶驱动 电机106被启动的次数(步数y)(步骤3)。
当利用图20所示的调色剂传感器组102a-102c检测到调色剂时， 基于该调色剂传感器组102a-102c中检测到调色剂的调色剂传感器的 数量(ca-cc)，利用CPU计算补充步数，。然后，用新算得的值更换 旧补充步数yn(步骤5)。调色剂瓶24继续沿图20中的箭标方向转动 直至瓶驱动电机106的步数y到达新算得的补充步数，，同时重复执行给显影设备补充调色剂的过程、检测调色剂瓶24内的调色剂残留量 的过程、以及计算适当补充步数，的过程(步骤4)。当用以计算瓶 驱动电机106被驱动的步数的计数器内的值到达补充步数，(电机启 动数Y-补充步数yn)时，停止驱动该瓶驱动电机106 (步骤6)。
希望调色剂传感器102的位置类似于第一实施例。也就是说，从 控制调色剂残留量检测过程的观点来看，希望调色剂传感器102像第 一实施例那样设在调色剂瓶24的调色剂出口 24a附近存在滑环105 的表面上或者该调色剂瓶24的瓶本体28的外表面上。在此实施例中， 调色剂传感器设在调色剂瓶24的瓶本体28的周面上以简化计算。更 具体地，三组调色剂传感器102a-102c设在并瓦本体28的周面上，以使 调色剂组102a与102b之间的间隔以及调色剂组102b与102c之间的 间隔变成L/3 (L是瓶本体的长度)，同时使调色剂传感器组102a与 沿调色剂瓶24的长度方向位于该调色剂瓶24的同一侧上的瓶本体一 端之间的距离以及调色剂传感器组102c与该并瓦本体另一端之间的距 离变成L/6。
图20所示调色剂瓶24内的调色剂残留体的截面积S用以下近似 式表示，其中，CO代表调色剂检测部(调色剂传感器)的总数；ca-cc 代表每个调色剂传感器组102a-102c中检测到有调色剂的调色剂传感 器的数量；以及r代表调色剂瓶24的瓶本体28的内径。
<formula>formula see original document page 26</formula>
调色剂瓶24内的调色剂残留体积V通过采用上述结构布置检测 该调色剂瓶2 4内有无调色剂由以下近似式表示。
此外，在调色剂残留量的第(n-l)次检测与第n次检测之间调色剂 瓶24每转动一次时为给显影设备补充调色剂而从该调色剂瓶24排出 的调色剂量AVn、以及在调色剂残留量的第(n-m)次检测与第n次 检测之间m次从调色剂瓶24排出的调色剂量AVn的平均值可由以下 近似式获得。附
由此，控制每次调色剂补充操作的电机步数yn，以使AVn/Yn总 是保持不变。
釆用上述结构布置和控制，可使得为给显影设备补充调色剂而排 出的调色剂量稳定，与调色剂瓶24内的调色剂残留量无关。
如上所述，在此实施例中，利用MEMS技术获得的大量微小调 色剂检测件按照围绕调色剂瓶24的周面的方式在该调色剂瓶24的周 面上设置成多条直线，使得此实施例能够即时检测该调色剂瓶24内的 调色剂残留量而与该调色剂瓶24是转动还是静止无关，从而使得其可 以稳定为给显影装置补充调色剂而从该调色剂瓶24排出的调色剂量。
在此实施例中，调色剂瓶24提供有三组调色剂传感器，每组都包 括多个排列成直线的调色剂传感器。调色剂传感器组的数量以及每个 调色剂传感器组中的调色剂传感器的数量不需要被限定为上述数量。
此外在此实施例中，包括与导流片30连接的并瓦本体28在内的整 个调色剂瓶24转动。然而，显而易见的是，利用这样一种结构布置也 能获得同前述实施例相同的效果，在该结构布置中，瓶本体28以实质 上不可转动的方式固定在成像装置1的主组件上，仅导流片30通过自
该成像装置1的主组件接收旋转驱动力而转动。 [实施例3 ]
在图21-25中，表示用于检测调色剂瓶24内的调色剂残留量的那 部分的总体结构，该部分表现了本实施例的特征。
至于公知的用于检测调色剂瓶2 4内的调色剂残留量的方法，有磁 导率检测式、磁性式、压电振动式、光透射式等调色剂残留量检测方 法。当采用磁性调色剂时，可使用上述所列方法中的任一种。然而， 当采用非磁性调色剂时，只能使用压电振动式或光透射式的调色剂残留量检测方法，因为当采用非磁性调色剂时，不能利用磁性来检测调 色剂的存在。
在此实施例中，采用光透射式调色剂传感器。然而，这不意味着 本发明的相容性仅限于光透射式调色剂传感器。
图21是此实施例中的调色剂补充装置的示意透视图，以及图22 是用于检测调色剂瓶24内的调色剂残留量的操作的框图。图23是用 于检测调色剂瓶24内的调色剂残留量的操作以及用于从该调色剂瓶 24给显影设备补充调色剂的操作的组合的流程图。
参考数字108指示一种作为转动件的瓶套，该瓶套经由瓶托盘27 可转动地支承。参照图24,当调色剂瓶24转动时，该调色剂瓶24的 齿113与可转动瓶套108的驱动力传递齿114接触。结果，瓶套108 经由调色剂瓶24的转动而转动。
结合齿113和驱动力传递齿114的形状不需要像如图24所示的那 样。也就是说，齿113和114的形状等不需要如本实施例中那样，只 要它们能够在调色剂瓶24转动的同时维持光学棱镜109和光传感器 IIO之间的位置关系(光传感器和光学棱镜保持光连接)。
调色剂瓶24提供有与光学窗口连接的光学棱镜109，经由该光学 窗口检测该调色剂瓶24内的调色剂残留量，而转动瓶套108提供有 光传感器110,作为用于检测调色剂残留量的装置且包括发光部和受 光部；传输部120，用于传输反映检测到有或无调色剂的信号；以及 滑环112，用于给调色剂传感器IIO供应电力。
瓶托盘27提供有给电端子104和接收部121，该给电端子104与 滑环112接触，以及该接收部121用于接收反映检测到有或无调色剂 的信号。
光传感器110具有发光部110a和受光部110b，该发光部110a和 受光部110b被设置成从发光部110a发出的光束经由光学棱镜109的 反射面109a和109b反射并到达受光部110b,而与调色剂瓶24的转 动无关。
当光学棱镜109的调色剂有(无)检测部109b内有调色剂时，光束不到达受光部110b，因为其被调色剂阻挡。因此，作为控制装置的 CPU判定调色剂有(无)检测部109b内有调色剂。另一方面，当调 色剂有(无)检测部109b内无调色剂时，光束到达受光部110b。因 此，CPU判定调色剂有(无)检测部109b内无调色剂。
同样在此实施例中，从控制调色剂残留量检测的观点来看，希望 调色剂传感器110安装在调色剂出口 24a附近的调色剂瓶24的外表面 上，或者该调色剂瓶24的瓶本体28的周面上。在此实施例中，其设 在调色剂瓶24的瓶本体28的周面上。
参考数字107指示用于旋转驱动调色剂瓶24的调色剂瓶电机。调 色剂瓶24的转动利用CPU来控制。更具体地，基于瓶安装/卸载检测 信号(未表示)、从调色剂传感器100发送的有关有(无)调色剂的信 号以及调色剂瓶24的转动相位，利用CPU计算驱动调色剂瓶电机转 动该调色剂瓶24以给显影设备补充调色剂的持续时间。
图24(a)-(f)表示如何检测调色剂瓶24内的调色剂残留量的一般概 念。然后，结合图24中的

图23中用于检测调色剂残留量的 操作和用于给显影设备补充调色剂的操作的组合的流程图。
当成像部产生调色剂补充请求时，开始调色剂补充操作。当调色 剂瓶24已位于瓶托盘27内时，紧邻的前次计算获得的值用作每次调 色剂补充操作的补充持续时间Tn。而当瓶托盘27内无调色剂瓶24时， 采取以下步骤当调色剂瓶放在瓶托盘27内时，把补充时间Tn设定 为初始值T0(步骤1)。参照图24(a),这里应注意的是在调色剂瓶24 放入瓶托盘27内后紧接着，该调色剂瓶24的光学棱镜109和转动瓶 套108的光传感器110不总是在转动相位上一致。
当调色剂补充变得可以时(步骤2),把用于计算调色剂瓶电机被 驱动以进行调色剂补充的持续补充时间的计时器(T)设定为零，并启 动调色剂瓶电机10 7以沿着箭标A所示的方向转动调色剂瓶2 4 ，从而 如图24(a)给显影设备补充调色剂，同时开始计算持续补充时间。
参照图24(b),当光学棱镜109和光传感器110变得在转动相位上 近似一致时，调色剂瓶24的结合齿113与驱动力传递齿114啮合，使转动瓶套108沿箭标A'所示的方向转动(瓶套108经由调色剂瓶24 的转动而转动)(步骤3)。
参照图24(c)，当调色剂瓶24和瓶套108—起转动时，利用相位 检测传感器116检测到安装在该瓶套108上的相位检测标识115 (步 骤6)。也就是说，检测到光学棱镜109与光传感器IIO之间的位置关 系变成这样，以致可检测调色剂瓶24内的调色剂残留量。告示此检测 结果的信号将称为第一相位检测信号(1)。
一旦相位检测传感器116检测到相位检测标识115，即在输出第 一相位检测信号(1)的同时，启动计时器T，该计时器T用于计算 在调色剂瓶24如下的单周转动过程中调色剂传感器100持续告知有调 色剂的持续时间，也就是说，在输出第一相位检测信号(1)时与在相 位检测传感器116第二次检测到相位检测标识115 (即在输出第二相 位检测信号(2)时)时之间(步骤7)。
参照图24(d),当调色剂传感器IIO检测到调色剂(步骤8)时， 启动计时器t,该计时器t用于计算在检测到有调色剂与检测到无调色 剂之间过程中驱动调色剂瓶电机的持续时间(步骤9)。调色剂瓶24 沿箭标A所示的方向转动。当调色剂传感器110位于图24(e)所示点处 以致其检测到无调色剂时(步骤10)，停止计时器t (步骤ll)。调色 剂瓶24进一步转动以继续调色剂补充。然后，当如图24(f)所示利用 相位检测传感器116第二次检测到相位检测标识115时，停止瓶转动 计时器T且基于计时器t内的值和计时器T内的值利用CPU计算调 色剂补充持续时间Yn，并用新获得的值更新紧邻的前次计算获得的值 (步骤13)。
调色剂瓶24进一步沿箭标A方向转动，直至用于计算瓶电机107 持续转动时间的计时器t内的值到达持续补充时间T的新值Yn，同时 重复执行从调色剂瓶24给显影设备补充调色剂的过程、检测调色剂瓶 24内的调色剂残留量的过程、以及计算调色剂持续补充时间的过程
(步骤4)。然后，当计时器t内的值到达值yn时，停止瓶电机107
(步骤5)。
30图25是表示在图24所示搮作过程中从调色剂传感器110和相位 检测传感器输出的信号变化的示图。其表示在输出第一相位检测信号 (1)与输出第二相位检测信号(2)之间的过程中利用调色剂传感器 110检测出的调色剂的有(无)。
以下，T代表检测到有(无)调色剂的持续时间，即输出第一相 位检测信号(1)与输出笫二相位检测信号(2)之间的持续时间，以 及t代表利用调色剂传感器100检测到有调色剂的持续时间。
当调色剂瓶24的内径为r时，图14所示调色剂瓶24内的调色剂 体的截面积S用以下近似式表示。
<formula>formula see original document page 31</formula>当调色剂瓶24的长度为L且修正系数为a(S)(该修正系数取决 于同调色剂瓶24的长度方向垂直的调色剂体的截面积S)时，通过采 用上述结构布置和控制方法检测调色剂的有(无)，可用以下近似式像 第一实施例那样精确地表示残留在该调色剂瓶24内的调色剂体积V。
V = a(S) ii S u L
类似的，在调色剂残留量的第(n-l)次检测与第n次检测之间，调 色剂瓶24每转动一周时从该调色剂瓶24排出的调色剂量AVn、以及 在调色剂残留量的第(n-m)次检测与第n次检测之间m次从调色剂 瓶24排出的调色剂量AVn的平均值可由以下近似式获得。
AVn = (x(S) ii (Sn-广S丄L
由此，控制每次调色剂补充操作的调色剂持续补充时间Tn，以使 AVnAyn总是保持不变。
，=常数
i常数
采用上述结构布置和控制，可使得为给显影设备补充调色剂而排 出的调色剂量稳定，与调色剂瓶24内的调色剂残留量无关。在此实施例中，调色剂瓶24提供有单个结合齿113，且转动瓶套108提供有单个驱动力传递齿114。然而，调色剂瓶24和转动瓶套108可分别提供有多个结合齿113和多个驱动力传递齿114，同时给该调色剂瓶24提供数量与结合齿113 (驱动力传递齿114)的数量相同的光学棱镜109。采用此结构布置，可缩短当调色剂瓶24插入瓶托盘27内时与当结合齿113同驱动力传递齿114啮合时之间的持续时间。
通过采用如图29所示设置的多个光传感器110也可缩短当调色剂瓶24插入瓶托盘27内时与当结合齿113同驱动力传递齿114啮合时之间的持续时间。
参照图30，当采用磁性调色剂时，可使用磁导率检测式磁性传感器118。因此，不需要使调色剂瓶24和转动瓶套108在转动相位上同步。由此，调色剂瓶24和转动瓶套108可分别根据需要提供有多个结合齿113和驱动力传递齿114，以进一步缩短该结合齿113与驱动力传递齿114 一对一啮合所需要的时间。
此外，通过应用这样一种方法，该方法通过4吏用具有多个孔119a的转动相位检测板119以及转动相位检测传感器116的组合来检测调色剂瓶24的转动相位，可同第一实施例一样，在该调色剂瓶24的第一周转动结束前，检测该调色剂瓶24内的调色剂残留量。
图31表示这样一种结构布置，其中，瓶本体28和转动瓶套108一起转动，且该瓶本体28和转动瓶套108分别利用电机107和207单独驱动，以使该转动瓶套108用比该瓶本体28更快的速率转动，从而缩短检测调色剂残留量所需要的时间。
此外，如图31所示，分别给瓶本体28和转动瓶套108提供它们自己的电机107和207,使得即便在不执行调色剂补充操作时，也能检测调色剂残留量。
在图32所示结构布置的情况中，来自电机140的驱动力直接传递给转动瓶套108，而其经由离合器141传递给调色剂瓶24。此外，调色剂瓶24提供有相位检测标识142，且该调色剂瓶24的转动相位利用用于检测该调色剂瓶24的转动相位的传感器143来检测。此外，调
32色剂并瓦24和转动瓶套108的转动相位检测标识142和115这样i殳置，使得当分别利用相位检测传感器143和116检测到它们时，光学棱镜109和光传感器110变得在转动相位上一致。
当调色剂瓶24放入成像装置1的主组件内时，离合器141连接且电机140转动。然后，当检测到转动相位传感器143时，离合器141断开，因此调色剂瓶24停止转动。随后，当检测到转动相位检测传感器116时，离合器141再次连接，使调色剂瓶24和转动瓶套108同步转动以检测该调色剂瓶24内的调色剂残留量。
由此，能够尽可能减小在把调色剂瓶24插入成像装置1的主组件内与光学棱镜109和光传感器110在转动相位上同步之间该调色剂瓶24的转动。
在图33所示结构布置的情况中，调色剂瓶24提供有用于给该调色剂瓶24传递驱动力的传递部150,且转动瓶套108提供有驱动力接收部151。此外，传递部150和驱动力接收部151经由把调色剂^f瓦24置入成像装置1的主组件内的操作而啮合。提供这种结构布置，当调色剂瓶24插入成像装置1内时，执行使该调色剂瓶24与瓶套108啮合的过程以及使光学棱镜109和光传感器110在转动相位上同步的过程，从而提高该成像装置的操作性能。
采用上述结构布置，能够确保准确且连续地检测调色剂瓶24内的调色剂残留量。因此，不仅可在更适当的时间告知用户需要更换调色剂瓶，而且使得用户能够依据其自己的便利来安排调色剂瓶24的定购或更换时间。于是，可以大幅减小用于存储更换调色剂瓶所需要的空间以及成像装置的停工时间。换句话说，采用上述结构布置能够显著提高成像装置的使用性能。
此外，采用上述结构布置，可以稳定从调色剂瓶24给显影设备补充的调色剂量。因此，可以在功能上简化或者消除用于暂时存储从调色剂瓶24排出的调色剂的漏斗部，以确保给显影设备连续补充稳定的调色剂量。此外，漏斗部的功能变得不需要，该漏斗部作为临时调色剂存储部以确保即便检测到调色剂瓶24内的调色剂已完全用光时也能进行大量复印。换句话说，漏斗部本身变得不需要。于是，上述结构布置使其可以进一步简化以及在尺寸上减小成像装置的主组件。
以上，参照圓筒状的调色剂瓶24说明了本发明的第一至第三实施例。然而，调色剂瓶24的形状不需要限于圆筒状；其可以是任何形状。
如上所述，依据本发明的上述第一至第三实施例，可防止成像装置在成本上增加以及在结构上变得复杂。
此外，依据第一至第三实施例，可精确地检测补充调色剂瓶内的调色剂残留量。因此，可以告知用户准确的调色剂残留量。换句话说，可以告知用户更换补充调色剂并瓦的适当定时。
依据本发明，可尽可能减小用于存储更换调色剂瓶所需要的空间，并大幅缩短由调色剂瓶24用光调色剂这个问题导致的成像装置的停工时间。换句话说，可显著提高成像装置的使用性能。
尽管已参照这里所公开的结构对本发明进行了说明，但本发明不限于所阐述的细节，本申请旨在覆盖落在改进目的或者以下权利要求书范围内的变形和变化。
3权利要求
1. 一种能可拆卸地安装在成像装置上的调色剂供应容器，所述成像装置包括用于检测所述调色剂供应容器中残留调色剂量的光学器件以及用于可转动地支承所述光学器件的支承件，所述光学器件具有发光件和受光件，所述调色剂供应容器包括可转动容器体，用于容纳调色剂；光学窗口，用于允许来自所述发光件的光向所述受光件传递；以及啮合部，可与所述支承件啮合，以允许所述光学窗口在基本保持相对于所述光学器件的位置关系的同时转动。
2. 根据权利要求1所述的调色剂供应容器，其特征在于，所述光学窗口具有棱镜。
全文摘要
一种能可拆卸地安装在成像装置上的调色剂供应容器，该调色剂供应容器包括可转动容器体，用于容纳调色剂；以及传感器，可与该容器体一体转动，用于检测该容器体内的残留调色剂量。
文档编号G03G21/00GK101520629SQ20091000141
公开日2009年9月2日 申请日期2005年5月19日 优先权日2004年5月19日
发明者井上博慈 申请人:佳能株式会社