CN101369123B - 色料供给装置,显影装置和图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及色料供给装置，显影装置和图像形成装置。一种色料供给装置，用于供应色料给显影装置，包括：第一色料供给部，用于将色料供给显影料斗；第二色料供给部，用于将储存的色料供给第一色料供给部；第一色料供给驱动器，用于驱动第一色料供给部；第一剩余色料量检测器，用于检测第一色料供给部中的剩余色料量；第二色料供给驱动器，用于驱动第二色料供给部；第二剩余色料量检测器，用于检测第二色料供给部中的剩余色料量；以及控制器，用于通过根据第一和第二剩余色料量检测器检测的剩余色料量，切换第一和第二色料供给驱动器的驱动的开启和关闭，控制第一和第二色料供给驱动器的驱动。

Description

色料供给装置，显影装置和图像形成装置

技术领域

本发明涉及一种色料供给装置，用于将色料供应给诸如电子照相复印机，印刷机等的图像形成装置中配备的显影装置，特别涉及一种针对在图像形成过程中伴随色料盒发生的问题的方法。

背景技术

使用电子照相过程的图像形成装置通常包括作为旋转图像承载器的感光器，以及充电器单元，曝光单元，显影部，转印单元，定影单元，清洁单元以及电荷擦除单元，这些都布置在感光器附近。充电器单元使感光器表面均匀充电。曝光单元通过用根据图像信息的光照射充电的感光器表面形成静电潜像。显影部通过搅动使色料摩擦起电，并将摩擦起电的色料供给感光器表面上形成的静电潜像以形成色料图像。转印单元通过将极性与色料的电荷相反的电荷分给记录介质，将色料图像转印到记录介质。定影单元通过加热和按压将转印的色料图像定影到记录介质。清洁单元收集没有转印到记录介质并留在感光器表面的色料。电荷擦除单元在色料图像转印之后从感光器鼓擦除电荷。这样构造的使用电子照相形式的图像形成装置在记录介质上形成期望的图像。

由于用于显影部中的色料是要被消耗的项目，该图像形成装置包括将色料供给显影料斗(hopper)的色料供给部，其是用来储存色料的容器。通常，色料供给部从色料盒提供色料给显影料斗，色料盒可拆离地安装到图像形成装置。当色料盒中的所有色料都被供给显影器而用完时，图像形成装置的操作停止。当用新的色料盒替换空色料盒以便供给色料给显影料斗时，可以重新启动图像形成装置的操作。

最近，已经开发了为非常高频率地使用装置从而消耗大量色料的重度用户设计的，使用电子照相过程的复印机，印刷机和类似的图像形成装置。在这种图像形成装置中，通过将一个色料盒设计为能够容纳尽可能多的色料，减少了替换色料盒的次数。使用容纳大量的色料的大容量色料盒可以减少替换的次数，从而减少图像形成操作停止的次数。因而，期望减轻不熟悉处理装置的用户的负担。

此外，在这种重度使用的机器中，为了避免在替换色料盒时暂停图像形成操作，在色料盒和显影部之间提供储备箱，以便允许通过使用来自储备箱的色料，不停止图像形成操作地替换色料盒。

作为其中可以不停止图像形成操作地替换色料盒的图像形成装置，专利文献1揭示了一种图像形成装置的结构，其包括具有相同色彩的色料的多个色料盒，以及色料馈送管，该色料馈送管具有连接到该多个色料盒并且在中途点汇合的多个入口，以便将色料从色料盒传送到显影料斗。在该专利文献1(日本专利申请特开平8No.137227)中揭示的图像形成装置中，使用多个色料盒中的一个来供给色料，当该色料盒中的色料用完时，使用另一个色料盒来供给色料。从而不会中断图像形成操作。在这种情况下，该另一个色料盒作为储备箱。

另一个专利文献2(日本专利申请公开2003-208007)揭示了一种彩色图像形成装置，其中为黑色色料提供多个色料盒，黑色色料比其它彩色色料，即黄色，洋红色和青色消耗更快，并且用于黑色色料的该多个色料盒并排布置为一行。根据该专利文献2中揭示的图像形成装置，提供多个黑色色料盒使得能够防止由于黑色色料变空引起的图像形成操作停止频率增加。此外，由于黑色色料盒并排放置，可以节约容纳色料的空间，并且防止色料盒被安装到错误的位置。

尽管在专利文献1和2中揭示的图像形成装置中，提供用于存储相同色彩的色料的多个色料盒以实现自动替换供给色料的色料盒的(持续运行)系统，然而，没有考虑针对色料盒的故障的措施。即，存在在色料盒的使用过程中发生故障的风险：例如，1)色料盒由于电连接故障而不旋转；2)用于色料供给的电动机烧毁引起的故障；以及3)色料在色料供给部附近堵塞形成聚集体从而不能供给色料。在这种情况下，上述的现有图像形成装置不可能在一旦任何上述色料盒故障发生时，防止图像形成操作的停止。

发明内容

本发明是考虑伴随为常规图像形成装置提供的色料供给装置的上述问题而作出的，因此，本发明的目的是提供一种新型的改进的色料供给装置，显影装置和图像形成装置，其在即使发生色料盒的故障时也能处理色料盒的故障，同时没有停止地继续图像形成操作。

为了解决上述问题，本发明的第一方面在于一种色料供给装置，用于供应色料给显影装置，所述显影装置用于显影在图像承载器上形成的静电潜像，该色料供给装置包括：第一色料供给部，用于将色料供给显影装置的显影料斗；第二色料供给部，用于将其中储存的色料供给第一色料供给部；第一色料供给驱动器，用于在将从第二色料供给部馈送的色料供给显影装置时驱动第一色料供给部；第一剩余色料量检测器，用于检测第一色料供给部中储存的色料的剩余量；第二色料供给驱动器，用于在将第二色料供给部中储存的色料供给第一色料供给部时驱动第二色料供给部；第二剩余色料量检测器，用于检测第二色料供给部中储存的色料的剩余量；以及控制器，用于通过根据第一和第二剩余色料量检测器检测的剩余色料量，切换第一和第二色料供给驱动器的驱动的开启和关闭，来控制第一和第二色料供给驱动器的驱动。

如上所述，提供用于检测作为第一色料供给部的储备箱中储存的色料的剩余量，以及用于检测作为第二色料供给部的色料盒中储存的色料的剩余量的剩余色料量检测器，使得能够确定从储备箱和色料盒的色料供给是否被正确的执行。从而，可以根据这些色料供给部的色料供给操作的状态，控制色料供给装置的驱动，从而可以抑制具有本发明的色料供给装置的图像形成装置的印刷效率降低。

本发明的第二方面在于在上述配置中，在同时驱动第一和第二色料供给驱动器的时候，当控制器通过第一剩余色料量检测器检测到第一色料供给部中的色料的剩余量等于或低于预定水平时，控制器控制第一和第二色料供给驱动器的驱动，以便保持驱动第一色料供给驱动器并停止驱动第二色料供给驱动器。

当尽管储备箱和色料盒被驱动以便供给色料到显影装置，储备箱中的剩余色料量仍不高于预定水平时，可以确定没有实现从色料盒到储备箱的色料供给，或者色料盒中发生了故障。即使色料盒中发生了故障，也能够使用储备箱中的色料进行印刷操作，而不停止图像形成，因此可以减少停机时间而不降低印刷效率。

本发明的第三方面在于在上述配置中，第二剩余色料量检测器包括非易失性存储器，其中存储作为关于第二色料供给部内的色料的剩余量的信息的检测的剩余色料量信息。

该配置使得能够容易获取色料盒中的剩余色料量，因此能够实现色料盒发生的故障的早期检测。

本发明的第四方面在于在上述配置中，第二剩余色料量检测器包括第一无线发送器/接收器，用于将非易失性存储器中存储的检测的剩余色料量信息发送到外部；并且控制器包括第二无线发送器/接收器，用于接收从第一无线发送器/接收器发送的检测的剩余色料量信息，并且控制器根据第二无线发送器/接收器获得的检测的剩余色料量信息，控制第二色料供给部的第二色料供给驱动器。

由于该配置实现了剩余色料量检测器和控制器之间的非接触式通信，剩余色料量检测器和控制器可以布置在期望的位置，因此使得能够促进图像形成装置的空间节省。

本发明的第五方面在于，第二色料供给部包括用于储存色料的容器，以及用于旋转地驱动该容器的旋转驱动器；并且第二色料供给驱动器是用于旋转地驱动容器的旋转驱动器，并且旋转驱动器旋转地驱动容器，从而提供色料给第一色料供给部。

以这种方式，当例如具有大致圆柱形的色料盒关于其轴旋转，以便将色料引导至色料盒中形成的开口从而供给色料时，通过旋转从第二色料供给部提供到开口的色料量大致恒定，从而可以以稳定的方式提供固定量的色料。此外，由于色料盒的旋转防止色料粘附到色料盒的内壁，可以防止色料留在色料盒中。此外，不再需要在色料盒内布置诸如搅动辊等的复杂的搅动器来防止色料的聚集。

本发明的第六方面在于在上述配置中，第二色料供给部包括用于检测容器的旋转次数的旋转计数检测器，以及剩余量计算器，用于从旋转计数检测器检测的总的旋转计数计算容器中储存的色料的剩余量；并且剩余量计算器计算的剩余色料量被存储在非易失性存储器中，作为检测的剩余色料量信息。

由于该配置使得能够基于旋转计数检测器检测的、色料盒的总的旋转计数，计算从色料盒供应的色料量，并存储在非易失性存储器中作为检测的剩余色料量信息，因此能够容易地检测色料盒中保存的色料的重量，而无需提供检测色料盒中的色料的重量的重量传感器等。

本发明的第七方面在于在上述配置中，第二色料供给部包括用于检测旋转驱动器的驱动扭矩的驱动扭矩检测器。

该配置使得即使从色料盒的色料供给不稳定，也能校正前述旋转计数的误差，从而能够检查关于色料盒的剩余色料量信息的适当性。结果，可以在尽管色料盒中还有色料但没有色料供给到储备箱时，实现对色料盒的故障的较早的检测。

本发明的第八方面在于在上述配置中，第一剩余色料量检测器是光学检测器或压电检测器。

该配置便于储备箱中的色料的剩余量的检测，从而能够较早检测从色料盒的色料供给的异常。

本发明的第九方面在于上述配置还包括显示部，用于在同时驱动第一和第二色料供给驱动器的时候，在通过第一剩余色料量检测器检测到第一色料供给部中储存的色料的剩余量等于或低于预定水平时，显示在第二色料供给部中发生故障的指示。

以上述的方式，当色料盒发生故障时，显示消息通知色料盒发生故障，以便向用户提供关于故障的通知。从而，用户可以顺利地解决该故障。

本发明的第十方面在于上述配置还包括指示器，用于在同时驱动第一和第二色料供给驱动器的时候，在通过第一剩余色料量检测器检测到第一色料供给部中储存的色料的剩余量等于或低于预定水平时，告知可印刷的页的数量。

以这种方式，当色料盒发生故障时，可以在图像形成装置中显示部的监视器上显示消息，例如“尽管发生了故障，对于A4大小的字符原件还可以印刷约500页”，以便通知用户可印刷的大致页数，该大致页数是基于储备箱中的色料的剩余量计算的。从而用户可以在储备箱中的所有色料用完之前采取迅捷的措施，诸如呼叫维修人员，使得图像形成装置的印刷操作的停机时间最小化。

为了解决上述问题，本发明的第十一方面在于一种显影装置，用于通过显影在图像承载器上形成的静电潜像，在图像承载器上形成色料图像，其特征在于从根据上述方面中任何一个的色料供给装置供应色料。

利用该配置，如果色料盒发生故障，可以使用来自储备箱的色料继续在作为图像承载器的感光器上形成色料图像。换言之，能够进行印刷操作而不停止图像形成，从而即使在色料供给期间色料盒中发生故障，也能够减少停机时间而不降低印刷效率。

为了解决上述问题，本发明的第十二方面在于一种图像形成装置，包括用于支持静电潜像的图像承载器，以及根据上述方面的用于以色料可视化图像承载器上的静电潜像的显影装置。

利用该配置，如果色料盒发生故障，可以使用储备箱中的色料进行印刷操作而不停止图像形成，从而可以防止由于色料盒中发生的故障引起的印刷效率降低。

如在此之前所描述的，根据本发明，布置在色料盒以及从色料盒供应色料到其中的储备箱中的剩余色料量检测器，能够确定是否正确地执行从色料盒的色料供给以及从储备箱的色料供给。基于该判断，如果检测到色料盒中发生的故障，使用来自储备箱的色料进行色料供给控制。从而可以继续印刷操作而不停止图像形成操作，从而防止印刷效率降低。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施例的图像形成装置的结构的视图；

图2是示意性示出图1所示的图像形成装置中配备的显影装置附近的配置的放大视图；

图3是示出同一实施例的色料盒的配置的示意图；图3A和3B分别是前视图和剖面图；

图4是示出图3中所示的色料盒的中间容器部分的透视图；

图5A和5B是示出提供给根据同一实施例的色料供给装置的色料盒如何供应色料给显影单元的概略的剖面图；

图6A和6B是示出提供给根据同一实施例的色料供给装置的色料盒如何供应色料给显影单元的概略的剖面图；

图7是示出与同一实施例的色料供给装置的控制器的操作相关的电子配置的框图；

图8是示出同一实施例中确定色料盒中的色料的剩余量所基于的标准的图表；

图9是示出配备同一实施例中的色料供给装置的图像形成装置中的印刷操作流程的流程图；

图10是示出当在同一实施例的色料盒中发生故障时所显示的消息的示例的图示。

具体实施方式

下文将参考附图详细描述本发明的优选实施例。这里，在本说明书和附图中，具有基本相同的功能配置的部件被分配了相同的附图标记，从而略去重复的描述。

作为开始，将参照附图描述应用了根据本发明的色料供给装置的图像形成装置的第一实施例的结构。图1是示出本发明的第一实施例的图像形成装置的结构的视图。图2是示意性示出图1所示的图像形成装置中配备的显影装置附近的配置的放大视图。

本实施例的图像形成装置1为使用电子照相图像形成技术的图像形成装置，例如具有复印机，打印机和其它功能的多功能机。图像形成装置1基本包括：图像信息读取器2，用于读取来自文件的图像信息；未示出的图像处理器，用于图像处理图像信息读取器2读取的图像信息或者从诸如个人计算机的外部设备提供的图像信息；图像形成部3，用于基于从图像处理器输出的图像信息形成图像；纸张馈送器4，用于馈送记录纸张到图像形成部3；定影单元5，用于定影图像形成部3形成并且转印到记录纸张上的图像；纸张排出部6，用于排出其上定影了图像的记录纸张；以及控制器7，用于控制图像形成装置1的总体操作。

图像信息读取器2具有读取放置在原作台面10上的原作(original)的图像信息的功能。图像信息读取器2由未示出的原作扫描单元和光学透镜以及作为光电转换器的CCD(电荷耦合器件)线传感器构成，原作扫描单元沿着原作台面10的下表面平行往复运动。图像信息读取器2读取放置在原作台面10上的原作的单色或彩色图像，并输出读取的图像的图像信息到图像处理器(未示出)。图像处理器将从图像信息读取器2或者诸如个人计算机等的外部设备输入的图像信息转换成多个色彩的电信号，并将它们输出到图像形成部3中的曝光单元13。

图像形成部3具有感光器11，作为其上形成静电潜像的图像承载器，并且还包括：充电器12，使感光器11均匀充电；曝光单元13，用根据图像处理器输出的图像信息的光照射充电的感光器11表面以形成静电潜像；显影单元14，用显影料斗15中储存的色料在感光器11表面上形成色料图像；转印部16，将通过显影单元14形成在感光器11表面的色料图像转印到记录纸张；以及清洁单元17，用于在转印部16处转印色料图像之后清洁感光器11表面，所有这些都布置在感光器11周围。

曝光单元13是光学单元(LSU：激光扫描单元)，包括半导体激光器件，用于发送根据从图像处理器输入的像素信号调制的、形成光点的激光束，以及反射镜，用于将半导体激光器发出的光引导至用于不同色彩的感光器鼓11。

显影单元(显影装置)14具有将曝光单元13在图像承载器或感光器11表面上形成的静电潜像显影为可视的色料图像的功能。如图2所示，显影单元14包括：相对于感光器1布置的显影辊18，用于将色料供应给感光器11表面上的静电潜像；搅动辊19，用于搅动显影剂并将显影剂传送给显影辊18；显影料斗15，具有显影辊18和搅动辊19，并且这两个辊18和19可旋转地安装在其中；储备箱20，作为通过供应端口20a连接到显影料斗15的容器，以便将色料供应给显影料斗15；以及色料盒8，用于经由储备箱20将色料供应给显影料斗15。这里，储备箱20和安装到其上的色料盒8形成作为色料供给部的色料供给装置9。该色料供给装置9构成本实施例的色料供给装置。

显影料斗15是用于储存色料的容器，例如由硬合成树脂等形成。布置在显影料斗15中或者附近的是未示出的色料浓度传感器，用于检测显影料斗15内的色料浓度。色料浓度传感器的色料浓度测量输出到控制器7。

储备箱20具有作为供应色料给显影装置14的显影料斗的第一色料供给部的功能，并且包括：色料供应辊21，直接布置在料斗供应端口20a之上，用于将色料从储备箱20馈送到显影料斗15；色料供应转子22，用于将色料供应给色料供应辊21；以及剩余色料量检测传感器55，作为用于检测储备箱20中储存的色料的剩余量的第一色料剩余量检测器。为了能够便于检测储备箱中的剩余色料量，以及尽早检测到色料盒8的色料供应异常或其它故障，本实施例可以采用光学类型的检测传感器或者压电类型的检测传感器作为剩余色料量检测传感器55。要在供应色料给显影单元14的显影料斗15时驱动的色料供应辊21和色料供应转子22，由作为第一色料供给驱动器的电动机20R驱动。

要供应给显影料斗15的色料储存在色料盒8中，色料盒8可拆离地安装到图像形成装置1的图像形成部3中的色料供给装置9的储备箱20。色料盒8具有作为供应其中储存的色料到储备箱20中的第二色料供应部的功能，并且具有大致圆柱形的形状，并耦合到作为用于使色料盒8关于其旋转轴旋转的旋转驱动器的电动机8T。电动机8T具有作为第二色料供给驱动器的功能，用于在将色料盒8中储存的色料供应给储备箱20时驱动作为第二色料供给部的色料盒8，并且旋转色料盒8从而将色料供应给储备箱20。色料盒8还包括无线IC标签27(参见图4)作为第二剩余色料量检测器，用于检测其中保存的色料的剩余量。

在本实施例的图像形成装置1中，控制器7具有在将色料从用于储存色料的色料盒8供应给储备箱20，以及从储备箱20供应给显影料斗15时，通过用于检测色料盒8和储备箱20中分别储存的剩余色料量的两个剩余色料量检测器，检测色料是否正确地从色料盒8中供应到储备箱20的功能。作为特有的特征，为了一旦色料盒8中发生诸如色料供给异常等的故障时，停止用于色料盒8的电动机8T的操作且继续从储备箱20到显影料斗15的色料供给，控制器被改编为进行作为用于从储备箱20供应色料到显影料斗15的第一色料供给驱动器的电动机21R的驱动的开启/关闭操作，以及作为用于从色料盒8供应色料到储备箱2的第二色料供给驱动器的电动机8T的驱动的开启/关闭操作。下文将描述本实施例中由具有第一色料供给部的功能的储备箱20以及具有第二色料供给部的功能的色料盒8构成的色料供给装置的操作和控制的细节。

下面，将参考附图描述为根据本发明第一实施例的色料供给装置提供的色料盒的配置。图3是示出本实施例的色料盒的配置的示意图；图3A和3B分别是前视图和剖面图。图4是示出图3中所示的色料盒的中间容器部分的透视图。

色料盒8例如由硬合成树脂等制成，并且大致具有带底部的圆柱形形状，该圆柱形形状垂直于其旋转轴28的剖面形状没有拐角或者说由弯曲的线限定。作为色料盒8的外部直径的示例，色料盒具有180mm的直径D和450mm的长度L，色料储存容量为4000cm³。

如图3A所示，色料盒8由布置在相对于长度(L)的大致中央的中间容器部分23、安装于其上并从中间容器部分23的两侧侧向延伸的第一和第二容器部件24和25、以及提供为覆盖中间容器部分23的外围的支撑结构26构成。如图4所示，在每个色料盒8中，无线IC标签27布置在中间容器部23中，作为用于检测色料盒8中储存的色料的剩余量的剩余色料量检测器(第二剩余色料量检测器)。该色料盒8由作为旋转驱动器的电动机8T按照箭头29的方向关于旋转轴28旋转地驱动。

附着到色料盒8的一端或者位于第二容器部分25的底部的是旋转计数检测器44，如图3A所示。该旋转计数检测器44对色料盒8的容器部分已经旋转的次数的数量进行计数。旋转计数检测器44包括每次旋转产生信号输出的公知的旋转计数器和发送器，该发送器用于将所述信号输出发送到作为用于检测色料盒8中储存的色料的剩余量的剩余色料量检测器的无线IC标签27。下文将该旋转计数检测器44简称为旋转计数器44。

为色料盒8提供无线IC标签27，如图4所示，所述无线IC标签27由IC芯片部分45，天线部分46以及IC芯片部分45和天线部分46固定于其上的基膜47构成，IC芯片部分45作为其中存储了作为关于色料盒8内保存的色料的剩余量的信息的检测的剩余色料量信息的非易失性存储器，天线部分46作为用于将IC芯片部分45中存储的检测的剩余色料量信息发送到外部的第一无线收发器/接收器。在本实施例中，作为剩余色料量检测器的无线IC标签27提供在中间容器部分23上。

基膜47是例如由聚酯等制成的膜片。该基膜47附着到中间容器部分23的倾斜部分32上，其一端在中间容器部分23的外围上稍微突出。基膜从斜面32突出的部分47a作为刮器(scraper)工作，其收集从色料排出端口33排出并且在倾斜部分32中传送到中间容器部分23的外围表面附近的色料，并将其送入色料导管34。

天线部分46是通信器，其与旋转计数器44交换数据，并将IC芯片部45中存储的检测的剩余色料量信息发送到通信装置48(见图7)，通信装置48作为控制器7中包括的第二无线发送器/接收器。

IC芯片部分45是作为无线IC标签27的主要部分的储存器。该IC芯片部分45可以存储有用于标识色料盒8的类型的ID信息，以及旋转计数器44检测的关于剩余色料量的检测的剩余色料量信息。

这里，用于标识色料盒8的类型的ID信息是显示色料盒8中包含的色料是否适合当前图像形成装置，或者该色料是否不用于其它类型的装置的一段信息。该ID信息在制造色料盒并且填充色料时通过专门的输入设备输入IC芯片部分45。

检测的剩余色料量信息被存储为旋转计数器44已经检测到的旋转的总数。由于如上所述，每次色料盒8的容器部分完成一次旋转都分配预定量的色料，可以从旋转的总数获得关于排出的色料的总量的信息。在图像形成装置1被操作时，旋转计数器44上检测的旋转计数的信息经由无线IC标签27的天线部分46被实时提供以重写IC芯片部分45。除了前述的信息，还可以在无线IC标签27中存储印刷出的记录纸张的数量，过程条件，显影条件以及其它信息。

第一和第二容器部分24和25中的任何一个都是具有基底和位于另一侧的开口的圆柱形容器。这些容器部分接合到中间容器部分23，接合方式使得第一和第二容器部分24和25的内部空间通过开口与中间容器部分23的内部空间连通。中间容器部分23具有大致圆柱形形状，包括带有斜面的压下部分30，位于相对于长度方向的大致中央，并沿大约四分之一的圆周延伸，如图3B中所示。

压下部分30由台阶部分31和倾斜部分32限定，台阶部分31通过被设计在中间容器部分23的轴向上而形成，倾斜部分32被形成为使得其深度关于29所指示的墨盒8的旋转方向从下游侧到上游侧变浅。如图4所示，通向中间容器部分23的内部空间的开口33形成在轴向向下降低的台阶部分31上，具体来说是31a处指示的部分。在本实施例中，由于色料盒8中储存的色料随着色料盒8以箭头29的方向旋转通过该开口33排出，该开口被称为色料排出端口33。

提供为覆盖中间容器部分23的支撑结构26是可旋转地支撑色料盒8的中间容器部分23、第一和第二容器部分24和25的结构，其由电动机8T旋转。支撑结构26具有导管34，其通向中间容器部分23的外围表面，并且形成在对应于中间容器部分23的压下部分30的位置。该导管34与闸门部件(shutter)35一起形成，闸门部件35用于按需要打开和关闭导管34。闸门部件35由引导元件35a，盖子元件35b和未示出的用于滑动盖子元件35b的驱动器构成，引导元件35a提供在色料盒8的纵向上，盖子元件35b可由引导元件35a引导在色料盒8的纵向上滑动，以便打开和关闭导管34。

支撑结构26的导管34被构造为通过连通管和储备箱连接到显影单元14的显影料斗15。因此，当色料盒8的容器部分沿箭头29的方向旋转时，预定量的色料通过色料排出端口33从色料盒8中排出，排出的色料通过倾斜部分32传送到中间容器部分23的外围表面。这样传送的色料通过打开的导管34和储备箱20提供给显影料斗15。

接着，将参考附图进一步描述布置在本实施例的色料供给装置中的色料盒如何提供预定量的色料到储备箱中。图5和6是显示为根据本实施例的色料供给装置提供的色料盒如何供应色料给显影单元的概略的剖面图。这里，在这些图示中，图5A，5B，6A和6B以顺序的次序示出了被旋转驱动以供给色料的色料盒的剖面。

在图5A中，色料盒8被设置在这样的旋转位置使得形成在中间容器部分23中的压下部分30和色料排出端口33位于39a处指示的中间容器部分23中保存的色料的顶面(下文中将称为色料层表面39a)之上。当色料盒8的中间容器部分23由电动机8T按照箭头29的方向关于旋转轴28(图3A)旋转时，色料排出端口33变得位于色料层表面39a之下，如图5B所示，色料39通过色料排出端口33从中间容器部分23进入压下部分30，如箭头39c所示。

色料盒8进一步沿箭头29的方向旋转，色料排出端口33变得位于色料层表面39a之上，如图6A所示，使得色料通过色料排出端口33向压下部分30的传送停止，并且预定量的色料39b保存在由中间容器部分23的压下部分30和支撑结构26的内壁之间形成的空间400中。以这种方式，预定量的，例如6g的色料39b，保存在空间40中。

随着色料盒8按照箭头29的方向从图6A所示的状态旋转，空间40中保存的色料39b通过引导部件41引导至导管34，引导部件41布置为弹性地邻接并沿中间容器部分23的外围表面滑动，如图6B中所示。在此过程中，由于引导部件41邻接并沿中间容器部分23的外围表面滑动，几乎所有压下部分30中保存的色料39b可以被带入导管34中。这样传送到导管34中的色料39b通过储备箱20被提供给显影单元14的显影料斗15。以这种方式，每次色料盒8进行一次旋转，可以将预定量的色料39从色料盒8中传送到储备箱20中。

中间容器部分23还具有另一个压下部分42(图5A)，位于压下部分30关于旋转轴28的相对侧(图3A)。从而，在该第二压下部分42和支撑结构26的内壁之间产生第二空间43。形成第二空间43的目的是，在空间40中保存的色料39b从相对于箭头29指示的旋转方向的空间40的上游侧漏出的情况下，保持显影剂泄露。类似于空间40中保存的色料39b，该第二空间43中保存的显影剂也随着中间容器部分23按照箭头29的方向旋转，通过引导部件41被引导至导管34，引导部件41布置为弹性地邻接并沿中间容器部分23的外围表面滑动。以这种方式，即使色料39b从空间40中漏出，漏出的色料39b也被空间43再次收集，并接着通过引导部件41引导至导管34。从而，可以利于将前述的预定量的色料提供给显影单元14。

此外，如已所述，当色料盒8形成为使得其垂直于旋转轴28的剖面没有形成有角度的角而是形成弯曲的角时，内部空间也没有形成有角度的角。从而，色料可以随着色料盒旋转而被平滑地排出，使得色料很难留在内部空间。此外，当从装置主体除去剩余色料用尽至下限的色料盒时，可以容易地清洁色料盒的内部，从而可以很大程度上完全清除剩余色料。这便于色料盒8的再使用。在本发明中，可以使用形状不同于前述具有基底的大致圆柱形的色料盒8。

此外，如上所述，作为从色料盒8供给色料到储备箱20(图2)的色料供给驱动器，或者用于旋转色料盒8以提供色料的旋转驱动器的电动机8T，以及作为从储备箱20供给色料到显影料斗15的色料供给驱动器，或者用于提供色料的旋转驱动器的电动机20R，由控制器7控制。该控制器7在从未示出的布置在显影料斗15内部或者附近的色料浓度传感器输出的显影料斗15内的色料浓度的测量变得低于预定水平时，开始旋转电动机20R，以便从储备箱20供给色料。

当储备箱20内部的剩余色料量检测器，即诸如光学型检测传感器或者压电型检测传感器的剩余色料量传感器55，检测到储备箱中色料的较低比例状态时，控制器开始旋转电动机8T以便从色料盒8供给色料。这里，色料浓度的预定水平指的是大于可以获得良好的图像密度的最低色料浓度的值，并且可以适当地确定。

这里，如果发生色料不能供给到储备箱20中，从而尽管色料盒8中仍有色料，但是储备箱20中的剩余色料量仍然变低的情况，则非常怀疑色料盒8中出现了某种故障。即，在色料盒的使用中存在发生故障的风险：1)色料盒由于电连接故障而不旋转；2)由于用于色料供给的电动机烧毁的故障；3)色料在色料供给端口附近堵塞形成聚集，从而不能供给色料。在本实施例中，如果发生这种情况，则控制作为色料供给驱动器的电动机8T和20R的操作，使得仅操作用于储备箱20的电动机20R来供给色料给显影料斗15，而停止用于色料盒8的电动机8T的操作。

现在，将参照附图描述本实施例的色料供给装置中，计算色料盒8与储备箱20中的剩余色料量的控制器7的电配置。图7是示出用于本实施例的色料供给装置的控制器的操作的电配置的框图。

在本实施例中，如图7中所示，控制器7包括通信装置48，作为用于接收从无线IC标签27发送的检测的剩余色料量信息的第二发送器/接收器。来自旋转计数器44的检测的旋转计数的输出，经由无线IC标签27的天线部分46从旋转计数器44的通信器给予到IC芯片部分45，并被存储为总的旋转计数，如上所述。

在该结构中，当色料浓度检测传感器检测到显影料斗15中的色料浓度低于预定色料浓度时，控制器7发送信号给储备箱20的电动机20R，使得该电动机从储备箱20供给色料到显影料斗15。同时，控制器7发送信号给色料盒8的电动机8T，使得该电动机基于储备箱20内部配备的剩余色料量检测传感器55的检测结果供给所使用的色料量。

接着，通信装置48发送信号，该信号请求为色料盒8配备的无线IC标签27的天线部分46发送(返回)检测的关于色料盒8中的剩余色料量的剩余色料量信息。当为色料盒8配备的无线IC标签27的天线部分46接到该请求信号时，其发送作为检测的剩余色料量信息读出的总的旋转计数给控制器7的通信装置48。

控制器7包括未示出的储存器，其中预先存储了在制造色料盒8时储存的色料量的初始值，以及色料盒8的每次旋转排出的色料量。控制器7基于该储存器中这些预先存储的数据以及通信装置48接收的总的旋转计数，计算下面等式(1)所示的方程，以获得色料盒8中所保存的剩余色料量。

(剩余色料量)＝(初始色料量)-(每次旋转排出的色料量)×(总的旋转计数)                   ...等式(1)

当从等式(1)获得的剩余色料量降到储存器中预先存储的最低限之下时，或者当色料盒8没有可用的色料量或者为空时，控制器7在例如为图像形成装置1配备的显示部49的显示部上显示指示，表示应该用新的色料盒8来替换当前色料盒8。

由于在本实施例中，以上面的方式，基于旋转计数器44检测并且作为检测的剩余色料量信息存储在非易失性存储器中的色料盒8的总的旋转计数，来计算从色料盒8供给的色料量，因此能够容易地检测色料盒8中保存的色料的重量，而不需要提供检测色料盒8中的色料的重量的重量传感器等。

已经以上述方式获得检测的剩余色料量信息的控制器7，在显影料斗15中的色料浓度低于预定水平时控制电动机8T和20R。由于使用无线标签27和控制器7来建立相互之间的非接触式通信，以便根据在通信装置48获得的检测的剩余色料量信息控制色料盒8的电动机8T，无线标签27和控制器7可以布置在期望的位置，从而该特征将有助于图像形成装置1的空间节省。

此外，本实施例包括驱动扭矩计(图7)，用于测量作为旋转驱动器的电动机8T的驱动扭矩，以便即使从色料盒8的色料供给不稳定，也能通过校正前述旋转计数的误差从而校正色料盒8中的剩余色料量的误差，确定剩余色料量信息的适当性。结果，可以在尽管色料盒8中还有色料但没有色料从色料盒8供给到储备箱20时，实现对色料盒8的故障的较早的检测。

现在，图8示出剩余色料量的标准。如果色料电动机8T的总旋转计数等于或大于某个固定值(由该值从上述等式(1)算出色料盒8内的剩余色料量等于0％)，并且驱动扭矩具有对应于该情况的合理值，色料量被视为0％。如果驱动扭矩值异常，可以确定通过等式(1)确定的剩余色料量不正确。

类似地，如果色料电动机8T的总旋转计数还没有达到某个固定值(由该值从上述等式(1)算出色料盒8内的剩余色料量等于0％)，并且驱动扭矩具有对应于该情况的合理值，色料量被视为是合适的。相反，如果驱动扭矩值异常，可以确定通过等式(1)确定的剩余色料量不正确。在该情况下，例如，当色料盒8中留有色料时对应于这种情况的前述合理的驱动扭矩为大约1.08Nm(11kgfcm)，而在色料盒8不包含色料时其是大约0.49Nm(5kgfcm)。

接着，将参照附图描述具有本实施例的色料供给装置的图像形成装置的图像形成操作(印刷操作)。图9是示出配备同一实施例中的色料供给装置的图像形成装置中的印刷操作流程的流程图。

在开始印刷操作之后，在上述的图像形成操作的过程中，控制器7确定显影装置14的显影料斗15中配备的色料浓度传感器的色料浓度的测量是否达到了色料浓度的最低值，该最低值是印刷操作的最小必需值(步骤S101)。

当控制器7检测到显影料斗15中的色料浓度达到了该最低值，或者当显影料斗15中的色料浓度已经下降(到色料低水平)时，控制器7开始旋转作为储备箱20的驱动器的电动机20R，以便供给色料到显影料斗15(步骤S102)。

接着，储备箱20中的剩余色料量由提供在其中的剩余色料量检测传感器55确定(步骤S103)。如果储备箱20中的剩余色料量低，或者如果检测到色料量已经达到作为继续印刷操作的最小必需值的最低值时，控制器7开始旋转作为色料盒8的驱动器的电动机8T，以便供给色料到储备箱20(步骤S104)。

此后，储备箱20中的剩余色料量由剩余色料量检测传感器55检测，以便确定储备箱20中的剩余色料量是否仍保持在作为继续印刷操作的最小必需值的最低值(步骤S105)。

如果在步骤S105检测到来自储备箱20的剩余色料量检测传感器55的输出保持在最低值(低)(包括检测值低于最低值的情况以及检测值保持基本不变的情况)，那么获得检测的剩余色料量信息的控制器7以前述的方式检查色料盒8的剩余色料量(步骤S106)。

作为该步骤S106的结果，当色料盒8中的剩余色料量是0％，或者色料用尽时，显示消息“请将色料盒换为新色料盒”(步骤S107)。接着，确定是否已经用新色料盒替换当前色料盒8(步骤S108)。

在此阶段，如果还没有替换色料盒8，则确定储备箱20中是否留有色料(步骤S109)。如果储备箱20中留有色料，则允许图像形成装置1的印刷操作直到储备箱20中的色料用完为止。另一方面，如果储备箱20中没有色料，则禁止图像形成装置1的印刷操作，从而印刷操作结束(步骤S110)。

在步骤S108，如果已经用新色料盒替换了当前色料盒8，则色料以当然的方式供给储备箱20到指定的水平，从而恢复常规的印刷操作。

另一方面，作为步骤S106的结果，当通过检查色料盒8中的剩余色料量确定色料盒8中仍有色料时，则确定色料盒8发生了某种故障(步骤S111)，从而停止作为色料盒8的色料供给驱动器的电动机8T的操作(步骤S112)，而单独操作作为储备箱20的色料供给驱动器的电动机20R。即，使用储备箱20中的色料继续图像形成装置1的印刷操作，而停止从色料盒8的色料供给。

此后，检查是否已经解决色料盒8的故障(步骤S113)，如果故障已经解决，则操作回到操作流程的顶部来继续印刷操作。

另一方面，当在步骤S113还没有解决故障时，则确定储备箱20中是否留有色料(步骤S114)。如果储备箱20中留有色料，则操作回到步骤S112，从而停止作为色料盒8的色料供给驱动器的电动机8T的操作(步骤S112)，而继续操作作为储备箱20的色料供给驱动器的电动机20R。如果在步骤S114储备箱20中没有色料，则禁止图像形成装置1的印刷操作，从而印刷操作结束(步骤S110)。

即，本实施例中的图像形成装置1的印刷操作在色料盒8的故障解决之前继续，或者继续到储备箱20中的色料用完。换言之，即使色料盒8中发生了故障，通过使用储备箱20中的色料，也使得显影装置14能够继续印刷操作而不停止图像形成操作。从而，能够避免由于色料盒8中发生的故障引起的印刷效率的降低。在该情况下，例如，色料盒8中的色料重量是1000g，且储备箱20的色料容量是300g。在此条件下如果色料盒8中发生故障，在6％的原件覆盖度下可以完成15000页的印刷，从而可以让维修人员等处理故障。

同时，为了通过监视器显示器通知用户色料盒8的故障的发生，在图像形成装置1的显示部49上显示如图10所示的消息。提供给用户的色料盒8发生故障的该通知使得用户能够采取快速的行动处理色料盒8的故障，而不降低作业或操作效率。

此外，当在色料盒8中发生故障时，可以在显示部49上显示消息“尽管发生了故障，对于A4大小的字符原件还可以印刷约500页”，或者这种通知可以通过另一个指示器，诸如分开布置的监视器等来给出。从而，通过指示器向用户给出关于可印刷的页的大致数量的通知，可印刷的页的大致数量是基于储备箱20中的色料的剩余量计算的，从而用户可以在储备箱中的所有色料用完之前采取迅捷的措施，使得图像形成装置的印刷操作的停机时间最小化。

如在此之前所述，提供剩余色料量检测器55和27，来检测构成色料供给装置9的色料供给部的储备箱20和色料盒8中储存的色料的剩余量，使得能够检测从储备箱20以及从色料盒8的色料供给是否正确地执行。从而，可以根据色料供给装置9的色料供给操作的状态，控制色料供给装置的储备箱20和色料盒8的驱动，从而能够防止图像形成装置1的印刷效率的降低。

具体来说，当尽管储备箱20和色料盒8被驱动以供给色料到显影装置14而色料盒8中的剩余色料量不变时，可以确定此时没有实现从色料盒8到储备箱20的色料供给，或者色料盒8中发生了故障。从而，即使色料盒8中发生了故障，也能够使用储备箱20中的色料进行印刷操作，而不停止图像形成处理，因此可以减少停机时间而不降低印刷效率。

本发明的图像形成装置不限于上述结构，而是可以增加如下所述的各种修改。

例如，在本发明的第一实施例中，从无线I C标签27发送总的旋转计数到控制器7，作为检测的剩余色料量信息，从而控制器7从总的旋转计数计算剩余色料量。然而，本发明不应局限于此。即，可以在无线IC标签27中基于上面的等式(1)从总的旋转计数计算剩余色料量，并且可以将计算的结果作为检测的剩余色料量信息，发送到控制器7。在这种情况下，作为无线IC标签，需要使用的那种无线I C标签可以预先存储在制造色料盒8时储存的色料初始量，以及每次旋转从色料盒8排出的色料量，并且还包括剩余量计算器，用于从旋转计数器44检测的色料盒8的总的旋转计数计算色料盒8中剩余的色料量。

作为用于检测色料盒8中的剩余量的剩余色料量检测器，不局限于使用无线IC标签或者无线发送器/接收器的配置，而是可以使用有线的发送器/接收器来将检测的剩余色料量信息发送给控制器。尽管如此，使用无线IC标签或者无线发送器/接收器仍然是有利的，因为可以带来色料盒与控制器的布局灵活性，从而有助于装置的空间节省。

此外，剩余色料量检测器不必要局限于包括IC芯片作为提供给每个色料盒的非易失性存储器装置的无线IC标签结构。

作为没有无线IC标签的色料盒配置，可以考虑使用色料重量传感器作为剩余色料量检测器。作为剩余色料量检测器的色料重量传感器设置在多个色料盒的每个之下，以便检测每个色料盒的重量。控制器中预先存储了色料盒的净重。色料重量传感器检测的色料盒的重量通过无线或有线装置输入到控制器。在此配置中，可以从色料重量传感器的测量和预先存储的色料盒的净重检测色料盒中的色料量。

作为另一种没有无线IC标签的色料盒配置，可以考虑使用位置传感器作为剩余色料量检测器。在具有此配置的图像形成装置中，弹性部件或者弹簧元件布置在每个色料盒之下。色料盒放置在弹簧上。当色料盒装有色料时，弹簧元件由充满的色料盒的重量压下，从而色料盒处于最低的位置。随着色料被消耗，色料盒的总重量变轻，从而色料盒的位置借助于弹簧元件的排斥力或者通过伸展形变向上移动。此外，为了检测剩余色料量，提供检测色料盒的偏移量的位置传感器作为图像形成装置的剩余色料量检测器，色料盒的位置根据色料盒中剩余的色料量而变化，将位置传感器检测的色料盒的偏移量与色料盒中剩余的色料量关联的表格数据，需要预先存储在控制器中。位置传感器检测的色料盒的偏移量通过无线或有线装置输入到控制器。在此配置中，可以从色料盒的偏移量检测色料盒中的色料量。

已经参照附图描述了本发明的优选实施例，不用说本发明不应局限于上述示例，很明显在所附权利要求的范围内对于本领域技术人员可以做出很多修改和变化。因此这些变化应该被理解为处于本发明的技术范围内。

例如，在上述实施例中，本发明的色料供给装置应用到其中只安装了一个色料盒的单色图像形成装置，但是本发明的色料供给装置也可以应用到彩色图像形成装置。

Claims (11)

1.一种色料供给装置，用于供应色料给显影装置，所述显影装置用于显影在图像承载器上形成的静电潜像，该色料供给装置包括：

第一色料供给部，用于将色料供给显影装置的显影料斗；

第二色料供给部，用于将其中储存的色料供给第一色料供给部；

第一色料供给驱动器，用于在将从第二色料供给部馈送的色料供给显影装置时驱动第一色料供给部；

第一剩余色料量检测器，用于检测第一色料供给部中储存的色料的剩余量；

第二色料供给驱动器，用于在将第二色料供给部中储存的色料供给第一色料供给部时驱动第二色料供给部；

第二剩余色料量检测器，用于检测第二色料供给部中储存的色料的剩余量；以及

控制器，用于通过根据第一和第二剩余色料量检测器检测的剩余色料量，切换第一和第二色料供给驱动器的驱动的开启和关闭，来控制第一和第二色料供给驱动器的驱动，

其中在同时驱动第一和第二色料供给驱动器的时候，在控制器通过第一剩余色料量检测器检测到第一色料供给部中的色料的剩余量等于或低于预定水平时，控制器控制第一和第二色料供给驱动器的驱动，以便保持驱动第一色料供给驱动器并停止驱动第二色料供给驱动器。

2.根据权利要求1所述的色料供给装置，其中第二剩余色料量检测器包括非易失性存储器，其中存储作为关于第二色料供给部内的色料的剩余量的信息的检测的剩余色料量信息。

3.根据权利要求2所述的色料供给装置，其中

第二剩余色料量检测器包括第一无线发送器/接收器，用于将非易失性存储器中存储的检测的剩余色料量信息发送到外部；并且

控制器包括第二无线发送器/接收器，用于接收从第一无线发送器/接收器发送的检测的剩余色料量信息，并且控制器根据由第二无线发送器/接收器获得的检测的剩余色料量信息，控制第二色料供给部的第二色料供给驱动器。

4.根据权利要求1所述的色料供给装置，其中

第二色料供给部包括用于储存色料的容器以及用于旋转地驱动该容器的旋转驱动器；并且

第二色料供给驱动器是用于旋转地驱动容器的旋转驱动器，并且该旋转驱动器旋转地驱动容器，从而提供色料给第一色料供给部。

5.根据权利要求2所述的色料供给装置，其中

第二色料供给部包括用于检测容器的旋转次数的旋转计数检测器，以及剩余量计算器，用于从旋转计数检测器检测的总的旋转计数计算容器中储存的色料的剩余量；并且

由剩余量计算器计算的剩余色料量被存储在非易失性存储器中，作为检测的剩余色料量信息。

6.根据权利要求4所述的色料供给装置，其中第二色料供给部包括用于检测旋转驱动器的驱动扭矩的驱动扭矩检测器。

7.根据权利要求1所述的色料供给装置，其中第一剩余色料量检测器是光学检测器或压电检测器。

8.根据权利要求1所述的色料供给装置，还包括显示部，用于在同时驱动第一和第二色料供给驱动器的时候，在通过第一剩余色料量检测器检测到第一色料供给部中储存的色料的剩余量等于或低于预定水平时，显示在第二色料供给部中发生故障的指示。

9.根据权利要求1所述的色料供给装置，还包括指示器，用于在同时驱动第一和第二色料供给驱动器的时候，在通过第一剩余色料量检测器检测到第一色料供给部中储存的色料的剩余量等于或低于预定水平时，告知可印刷的页的数量。

10.一种显影装置，用于通过显影在图像承载器上形成的静电潜像，在图像承载器上形成色料图像，其特征在于所述显影装置包括根据权利要求1所述的色料供给装置。

11.一种图像形成装置，包括用于支持静电潜像的图像承载器，以及根据权利要求10所述的用于以色料可视化图像承载器上的静电潜像的显影装置。

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