CN103176390B - 成像盒存储的记录材料剩余量检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测成像盒存储的记录材料剩余量的检测装置及检测方法，本发明提供的记录材料剩余量检测装置，将光反射部件水平放置在记录材料仓中的记录材料上，位于记录材料仓顶壁的光发射部件以预设角度发射光束到反射部件上进行反射，被位于记录材料仓顶壁的光接收部件接收，随着记录材料仓中的记录材料的消耗，光反射部件逐渐降低，其反射光束位置也随之改变，根据光接收部件接收反射光束位置就可以确定记录材料仓中的记录材料的剩余量信息值。因此，本发明提供的检测装置及检测方法可以准确检测成像盒在记录材料仓中存储的记录材料的剩余量。

Description

成像盒存储的记录材料剩余量检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及成像领域，特别涉及一种成像盒存储的记录材料剩余量检测装置及检测方法。

背景技术

成像装置可以根据输入的图像信号将图像输出到成像介质上。成像装置可以为复印机、打印机、传真机、文字处理机及集成成像功能的多功能设备等。当成像装置进行成像时，要安装承载有记录材料的成像盒，该成像盒包括至少一个成像模块，该成像模块设置有诸如感光鼓的图像承载构件，使用记录材料将图像承载构件上的静电潜像显影为可见图像。

公知地，当成像装置为激光打印机时，首先，激光打印机通过激光扫描照射成像盒中的带有预定均匀电势的图形承载构件，在其上形成静电潜像；然后，通过成像盒中承载的记录材料附着在该静电潜像上，使得静电潜像显影为可视图像；最后，激光打印机将可视图像转印并定影到纸张上。

在上述成像过程中，成像盒中承载的记录材料被逐渐消耗。当记录材料被完全耗尽时，用户可以为成像装置更换成像盒保证成像装置继续正常工作。因此，为了事先告知用户有关成像盒装载的记录材料剩余量信息而提示用户适时更换成像盒，就需要在成像盒上配置检测记录材料剩余量的检测装置。

现有的一种记录材料检测装置包括反射镜面、棱镜型的透光窗、发光元件及光接收元件，其中，记录材料装载到成像盒是装置到成像盒设置的记录材料仓中，该记录材料仓为密闭的腔体，在该腔体的底壁上设置了反光面方向垂直朝向记录材料的反射镜面，在该腔体的顶部壁上设置了棱镜型的透光窗，在棱镜型的透光窗上设置了发光元件及光接收元件。记录材料剩余量的检测装置的发光元件发射的光束经棱镜型的透光窗折射后垂直照射在记录材料仓底壁上设置的反射镜面上，进而使光束沿原光路通过棱镜型的透光窗返回到光接收元件上，完成记录材料仓中记录材料剩余量的检测。

这种记录材料剩余量的检测装置是通过光接收元件是否检测到光束确定记录材料仓中的记录材料是否存在的，即当记录材料仓中的记录材料被消耗完，露出记录材料仓底壁上设置的反射镜面，才能将光束沿原光路返回光接收元件上。也就是说，这种种记录材料剩余量的检测装置只能判定记录材料仓中的记录材料有无两种状态，而无法实时检测记录材料仓中的记录材料的剩余量。但是在实际使用中，用户往往希望能够对记录材料仓中的记录材料的剩余量进行实时监控，而不仅仅希望等到记录材料仓中的记录材料被消耗完才得到提示。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种成像盒存储的记录材料剩余量检测装置，该装置能够准确检测成像盒在记录材料仓中存储的记录材料的剩余量。

本发明还提供一种成像盒存储的记录材料剩余量检测方法，该方法能够准确检测成像盒在记录材料仓中存储的记录材料的剩余量。

为达到上述目的，本发明实施的技术方案具体是这样实现的：

一种成像盒存储的记录材料剩余量检测装置，用于检测记录材料仓中的记录材料剩余量，包括：光发射部件、光反射部件及光接收部件，其中，

光发射部件，位于记录材料仓顶壁上，用于向光反射部件发射预设角度的光束；

光反射部件，置于记录材料仓中，水平放置在记录材料上表面，且反光面正对光发射部件及光接收部件，用于将从光发射部件接收的光束反射给光接收部件；

光接收部件，位于记录材料仓顶壁上，用于接收光发射部件反射的光束，确定反射光束接收位置。

所述光接收部件包括排列为一行的至少两个光接收单元，所述确定反射光束接收位置是根据接收到反射光束的光接收单元位置确定的。

所述装置还包括计算功能模块，用于根据反射光束接收位置计算记录材料剩余量信息；

所述计算功能模块采用公式100×(n-m)/(n-1)％计算得到记录材料剩余量信息值，其中，n为光接收单元的总数目，m是接收到反射光束的光接收单元序号，光接收单元从1到n随着可接收反射光束的先后顺序依次排列。

所述光接收部件包括排列为一行的多个导光柱，连接成像装置主体面板的观察窗，所述确定反射光束接收位置是根据接收到反射光束的导光柱位置确定的；

所述导光柱将接收的反射光束传导给成像装置主体面板的观察窗。

所述光发射部件为光发射器，所述光发射器的发光窗口为光发射部件发出光束的出射端面，所述出射端面朝向记录材料仓内部。

所述光发射部件包括光发射器和第一透光窗，所述第一透光窗位于记录材料仓顶壁上，且朝向记录材料仓内部的一面为光发射部件发出光束的出射端面；所述光发射器位于记录材料仓外部，且所述光发射器的发光窗口发出的光束经过所述第一透光窗照射到光反射部件的反光面上。

所述光接收部件为光接收器，所述光接收器的接收窗口为光接部件接收反射光束的入射端面，所述入射端面朝向记录材料仓内部。

所述光接收部件包括光接收器和第二透光窗，所述第二透光窗位于记录材料仓顶壁上，且朝向记录材料仓内部的一面为光接部件接收反射光束的入射端面；所述光接收器位于记录材料仓外部，且所述光反射部件反射的光束通过所述第二透光窗照射到光接收器的接收窗口上。

所述光反射部件还包括突起部件，用于咬合记录材料仓侧壁，保持光反射部件水平放置在记录材料上。

所述光反射部件还包括下放开关，用于将光反射部件固定在记录材料仓顶壁上，当需要安装成像盒时，打开下放开关，光反射部件水平放置在记录材料上。

所述光反射部件与记录材料之间包括密封薄膜，用于保证光反射部件的反光面不被记录材料污染。

一种成像盒存储的记录材料剩余量检测方法，该方法包括：

记录材料剩余量检测装置中的光发射部件发射光束到光反射部件上；

光反射部件将发射光束反射，得到反射光束，反射光束被光接收部件接收；

光接收部件确定接收到反射光束的位置，

该方法还包括：记录材料剩余量检测装置根据光接收部件上能够接收到反射光束的位置，确定记录材料仓中的记录材料剩余量信息值。

所述光接收部件中具有排列为一行的至少两个光接收单元，所述确定反射光束位置是根据接收到反射光束的光接收单元位置确定的；

所述确定记录材料仓中的记录材料剩余量信息值采用公式100×(n-m)/(n-1)％计算得到，其中，n为光接收单元的总数目，m是接收反射光束的光接收单元编号，光接收单元从1到n随着可接收反射光束的先后顺序依次排列。

由上述方案可以看出，本发明提供的记录材料剩余量检测装置，将光反射部件水平放置在记录材料仓中的记录材料上，位于记录材料仓顶壁上的光发射部件以预设角度发射光束到反射部件上进行反射，被位于记录材料仓顶壁的光接收部件接收，随着记录材料仓中的记录材料的消耗，光反射部件逐渐降低，其反射光束位置不断改变，根据光接收部件接收反射光束位置就可以确定记录材料仓中的记录材料的剩余量信息值。因此，本发明提供的检测装置及检测方法可以准确检测成像盒在记录材料仓中存储的记录材料的剩余量。

附图说明

图1为本发明实施例提供的记录材料仓结构的剖面示意图；

图2为本发明实施例的光反射部件俯视结构示意图；

图3为本发明实施例在成像盒未被安装时，光反射部件所在位置的剖面结构示意图；

图4为本发明实施例成像盒在安装后，记录材料在记录材料仓中满仓时的记录材料仓结构的剖面示意图；

图5为本发明实施例成像盒在安装后，记录材料仓记录材料被消耗一部分时的记录材料仓结构的剖面示意图；

图6为本发明实施例光接收部件的俯视结构示意图；

图7为本发明实施例二提供的记录材料仓结构的剖面示意图；

图8为本发明实施例三提供的光接收部件的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的记录材料剩余量检测方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。

本发明为了准确检测成像盒在记录材料仓中存储的记录材料的剩余量，调整了光反射部件在记录材料仓中的位置及结构，且相应调整了光发射部件及光接收部件的位置及结构。

实施例一

图1为本发明实施例提供的记录材料仓结构的剖面示意图，如图所示，该结构包括记录材料仓及记录材料检测装置6，该记录材料仓包括用于容纳记录材料的腔体2，将记录材料送至显影辊4的送粉辊3，将记录材料布设于图形承载构件(图中未示出)表面的显影辊4，调节显影辊4表面记录材料层厚度的出粉刀5，在腔体2中具有记录材料，现有技术的记录材料仓的结构基本上如此，这里不再详细叙述。

记录材料剩余量检测装置6具体包括光发射部件、光反射部件602及光接收部件。

光发射部件位于记录材料仓顶壁上，用于向光反射部件发射预设角度的光束。光发射部件包括光发射器601及第一透光窗6011，第一透光窗6011位于记录材料仓顶壁上，且朝向记录材料仓内部的一面为光发射部件发出光束的出射端面，光发射器601位于记录材料仓外部，且所述光发射器的发光窗口发出的预设角度光束通过所述第一透光窗6011照射到光反射部件602的反光面上，该光发射器601可以为白炽灯、发光二极管、红外线发光器或激光器等。

光反射部件602置于记录材料仓中，水平放置在记录材料上，与记录材料的上表面接触，且反光面正对光发射部件及光接收部件，用于将从光发射部件接收的光束反射给光接收部件，所述光反射部件与记录材料的接触面可随着记录材料的消耗下降。

光接收部件，位于记录材料仓顶壁上部，用于接收光反射部件反射的光束，确定反射光束接收位置。光接收部件包括光接收器603和第二透光窗6031，所述第二透光窗6031位于记录材料仓顶壁上，且朝向记录材料仓内部的一面为光接部件接收反射光束的入射端面；所述光接收器603位于记录材料仓外部，且光接收器603的接收窗口在从光反射部件602上接收的反射光束需通过所述第二透光窗6031。所述光接收器具体可以为光敏二极管、光敏三极管、光敏电阻和感光电路等中的一种或多种组合。

在该实施例中，为了使得水平放置在记录材料上的光反射部件602不会倾斜，一直保持水平，如图2所示，图2为本发明实施例的光反射部件602俯视结构示意图，光反射部件602包含两个以上的突起部件6021，图中所示为四个突起部件6021分散位于光反射部件602的四个角附近，所述突起部件6021咬合在记录材料仓侧壁上，在使用过程中，光反射部件将随着记录材料的消耗沿突起部件6021的垂直方向下降，用以避免光反射部件602由于倾斜而造成的光检测误差。

这里，突起部件6021的数量及在光反射部件602上的安装位置不限定，只要可以咬合在记录材料仓侧壁即可。

为了防止在运输或安装等过程中记录材料浮到光反射部件的反光面上，将光反射部件固定于记录材料仓顶壁上，如图3所示，图3为本发明实施例在成像盒未被安装时，光反射部件所在位置的剖面结构示意图，光反射部件602上还包括下放开关6022，用于将光反射部件固定在记录材料仓顶壁上，当要安装成像盒时，则打开下放开关6022，光反射部件602水平放置在记录材料上。

优选地，在光反射部件和记录材料之间设置密封薄膜，用于将光反射部件和记录材料进行密封隔离，保证光反射部件的反光面不被记录材料污染。

图4为本发明实施例成像盒在安装后，记录材料在记录材料仓中满仓时的记录材料仓结构的剖面示意图，如图所示，光发射器601通过第一透光窗6011以预设角度向光反射部件602发射光束A，该光束A在光反射部件602的o1位置上进行反射得到反射光束B1，反射光束B1通过第二透光窗6031被光接收器603接收，在光接收器603中包含至少两个光接收单元，具体地，反射光束B1通过第二透光窗6031被光接收器603中的光接收单元C1接收。

图5为本发明实施例成像盒在安装后，记录材料仓中的记录材料被消耗一部分时的记录材料仓结构的剖面示意图，如图所示，记录材料仓中的记录材料被消耗一部分，由于重力作用，记录材料仓中的记录材料上表面下降，同时水平放置在记录材料上的光反射部件602也会随之下降。光发射器601通过第一透光窗6011以预设角度向光反射部件602发射光束A，该光束A在光反射部件的o2位置上进行反射得到反射光束B2，反射光束B2通过第二透光窗6031被光接收器603中的光接收单元C2接收。

在这里，图4与图5预设角度可以根据实际需要任意设置，但是要保证以该预设角度入射的光束在反射后，都可以被光接收部件接收到，且在成像盒整个寿命周期中光发射部件始终以该角度发射光束。

为了接收位置不同的反射光束，光接收器603需要至少两个光接收单元，如图6所示，图6为本发明实施例光接收器的俯视结构示意图。n个光接收单元6032在C1～Cn方向上排成一行，n为大于1的正整数，当记录材料在记录材料仓中满仓时，反射光束被光接收单元C1接收到，当记录材料在记录材料仓被消耗完时，反射光束被光接收单元Cn接收到。当反射光束被第m个接收单元Cm接收到时，则对应的记录材料仓中记录材料剩余量信息值为100×(n-m)/(n-1)％，由设置的计算功能模块进行计算，在光接收器603中设置的光接收单元数量越多，可以检测到的记录材料剩余量越准确。

根据反射光束位置就可以计算得到记录材料剩余量信息值，在记录材料剩余量检测装置中的对记录材料剩余量信息值的计算功能模块可以设置在成像盒上或者设置在可以与成像盒进行交互的设备上，本发明这里不做限定。

本实施例的成像盒中的记录材料仓，通过在记录材料上水平放置随记录材料上表面下降而降低的光反射部件，利用记录材料剩余量不同时，同角度的由光发射部件发射的光束，被光反射部件反射为不同接收位置的反射光束，计算得到记录材料的剩余量。这样，本发明的记录材料剩余量检测装置可以实时检测并提供记录材料的剩余量，使用户在记录材料消耗完之前就可以获知记录材料仓中记录材料的剩余量，提前做好更换成像盒的准备，方便用户使用。

实施例二

该实施例提供一种成像盒，该成像盒中包括图1所述的记录材料仓及本实施例的记录材料剩余量检测装置。

图7为本发明实施例二提供的记录材料仓结构的剖面示意图，与图1所示的实施例不同，实施例一所述的光发射部件由光发射器601和第一透光窗6011组成，而图7所示的光发射部件就是光发射器601’，设置在记录材料仓顶壁中，为记录材料仓的一部分，所述光发射器601’的发光窗口为光发射部件发出光束的出射端面，出射端面朝向记录材料仓内部，直接发射预设角度的光束到光反射部件602上。

同理，实施例一所述的光接收部件由光接收器603和第二透光窗6031组成，而图7所示的光接收部件就是光接收器603’，设置在记录材料仓顶壁中，为记录材料仓的一部分，光接收器603’的接收窗口为光接部件接收反射光束的入射端面，入射端面朝向记录材料仓内部，用于直接接收光反射部件反射的光束，确定反射光束位置。

在图7中的光反射部件602的设置与图1中相同，在成像盒没有被安装时，光反射部件602固定于记录材料仓顶壁上，防止在运输或安装等过程中记录材料浮到光反射部件的反光面上，当成像盒被安装后，则将光反射部件602的下放开关6022打开，光反射部件水平放置在记录材料上。

在光反射部件水平放置在记录材料上时，光发射器601’以预设角度向光反射部件602发射光束，该光束在光反射部件602上进行反射得到反射光束，反射光束被光接收器603’中的相应光接收单元接收。随着记录材料地不断消耗，光反射部件602将不断下降，反射光束也随着光反射部件602的不断下降而移动，从而被光接收器603’的不同位置的光接收单元接收，从而可以根据不同的光接收单元位置确定出记录材料剩余量信息值。在具体确定时，由设置的计算功能模块进行计算得到，采用的具体计算方法参照实施例一。

实施例三

为了进一步降低成本，该实施例还提供另一种成像盒，该成像盒中包括图1所述的记录材料仓及本实施例的记录材料剩余量检测装置。

与实施例一所述的记录材料剩余量检测装置不同的是，本实施例所述的光发射部件发出的是一束预设角度的可见光，且本实施例所述的光接收部件如图8所示，图8为本发明实施例三提供的光接收部件的结构示意图，其中，光接收部件604包含一组光接收单元6042，光接收单元6042具体可以为玻璃纤维或树脂材料的导光柱，导光柱第一端正对第二透光窗6041，用于接收光反射部件602反射的光束，导光柱的第二端正对成像装置主体面板7上的视觉观察窗701，用于将接收的光传导到相对应的视觉观察窗701上。所述视觉观察窗701与导光柱数量相同且与导光柱第二端一一对应。所述视觉观察窗701可以在成像装置主体面板7上横向排列或纵向排列，无论哪种排列方式，均会随着记录材料的消耗依次被反射光束点亮。

在成像盒没有被安装时，光反射部件602固定于记录材料仓顶壁上，防止在运输或安装等过程中记录材料浮到光反射部件的反光面上，当成像盒被安装后，则将光反射部件602的下放开关6022打开，光反射部件水平放置在记录材料上。

光反射部件水平放置于记录材料上表面，光发射器601以预设角度向光反射部件602发射光束，该光束在光反射部件602上进行反射得到反射光束，反射光束被光接收部件604中的相应光接收单元6042接收。随着记录材料地不断消耗，光反射部件602将不断下降，反射光束也随着光反射部件602的不断下降而移动，从而被光接收部件604的不同位置的光接收单元6042接收，不同位置的光接收单元6042将反射光束传导到成像装置主体面板7相对应的视觉观察窗701上，用户可以直接通过眼睛观察成像装置主体面板上哪个视觉观察窗被点亮，从而判断成像盒内记录材料的剩余量。

图9为本发明实施例提供的记录材料剩余量检测方法流程图，该方法使用了图1、图7或图8所示的记录材料剩余量检测装置，该方法包括：

步骤901、记录材料剩余量检测装置中的光发射部件发射光束到光反射部件上，光反射部件设置在记录材料仓中且水平放置在记录材料上；

在这里，发射光束的角度预先设定，发射光束与记录材料仓顶壁之间的夹角小于90度大于0度，使得发射光束经反射后不会沿原光路返回，保证能被光接收部件接收到；

步骤902、光反射部件将发射光束进行反射，得到反射光束，反射光束反射到光接收部件上；

步骤903、光接收部件确定接收到反射光束的位置，记录材料剩余量检测装置根据光接收部件接收的反射光束位置，确定记录材料仓中的记录材料剩余量信息值；

在这里，光接收部件中具有排列为一行的至少两个光接收单元，根据接收反射光束的光接收单元位置就可以确定反射光束位置，从而可以计算得到记录材料仓中的记录材料剩余量信息值，计算公式为：100×(n-m)/(n-1)％，其中，n为总光接收单元的数目，m是接收反射光束的光接收单元序号，光接收单元从1到n随着可接收反射光束的先后顺序依次排列。

在该实施例中，如果采用图8所示的检测装置，则记录材料剩余量检测装置根据光接收部件接收的反射光束位置，确定记录材料仓中的记录材料剩余量信息值时，可以直接由用户观察确定。

以上举较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种成像盒存储的记录材料剩余量检测装置，用于检测记录材料仓中的记录材料剩余量，其特征在于，包括：光发射部件、光反射部件及光接收部件，其中，

光发射部件，位于记录材料仓顶壁上，用于向光反射部件发射预设角度的光束；

光反射部件，置于记录材料仓中，水平放置在记录材料上表面，且反光面正对光发射部件及光接收部件，用于将从光发射部件接收的光束反射给光接收部件；

光接收部件，位于记录材料仓顶壁上，用于接收光发射部件反射的光束，确定反射光束接收位置；

所述光接收部件包括排列为一行的至少两个光接收单元，所述确定反射光束接收位置是根据接收到反射光束的光接收单元位置确定的；所述装置还包括计算功能模块，用于根据反射光束接收位置计算记录材料剩余量信息；

或者所述光接收部件包括排列为一行的多个导光柱，连接成像装置主体面板的观察窗，所述确定反射光束接收位置是根据接收到反射光束的导光柱位置确定的；所述导光柱将接收的反射光束传导给成像装置主体面板的观察窗。

2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，

所述计算功能模块采用公式100×(n－m)/(n－1)％计算得到记录材料剩余量信息值，其中，n为光接收单元的总数目，m是接收到反射光束的光接收单元序号，光接收单元从1到n随着可接收反射光束的先后顺序依次排列。

3.如权利要求1～2任一所述的检测装置，其特征在于，所述光发射部件为光发射器，所述光发射器的发光窗口为光发射部件发出光束的出射端面，所述出射端面朝向记录材料仓内部。

4.如权利要求1～2任一所述的检测装置，其特征在于，所述光发射部件包括光发射器和第一透光窗，所述第一透光窗位于记录材料仓顶壁上，且朝向记录材料仓内部的一面为光发射部件发出光束的出射端面；所述光发射器位于记录材料仓外部，且所述光发射器的发光窗口发出的光束经过所述第一透光窗照射到光反射部件的反光面上。

5.如权利要求1～2任一所述的检测装置，其特征在于，所述光接收部件为光接收器，所述光接收器的接收窗口为光接部件接收反射光束的入射端面，所述入射端面朝向记录材料仓内部。

6.如权利要求1～2任一所述的检测装置，其特征在于，所述光接收部件包括光接收器和第二透光窗，所述第二透光窗位于记录材料仓顶壁上，且朝向记录材料仓内部的一面为光接部件接收反射光束的入射端面；所述光接收器位于记录材料仓外部，且所述光反射部件反射的光束通过所述第二透光窗照射到光接收器的接收窗口上。

7.如权利要求1～2任一所述的检测装置，其特征在于，所述光反射部件还包括突起部件，用于咬合记录材料仓侧壁，保持光反射部件水平放置在记录材料上。

8.如权利要求1～2任一所述的检测装置，其特征在于，所述光反射部件还包括下放开关，用于将光反射部件固定在记录材料仓顶壁上，当需要安装成像盒时，打开下放开关，光反射部件水平放置在记录材料上。

9.如权利要求1～2任一所述的检测装置，其特征在于，所述光反射部件与记录材料之间包括密封薄膜，用于保证光反射部件的反光面不被记录材料污染。

10.一种利用权利要求1所述的检测装置的成像盒存储的记录材料剩余量检测方法，其特征在于，该方法包括：

记录材料剩余量检测装置中的光发射部件发射光束到光反射部件上；

光反射部件将发射光束反射，得到反射光束，反射光束被光接收部件接收；

光接收部件确定接收到反射光束的位置；该方法还包括：记录材料剩余量检测装置根据光接收部件上能够接收到反射光束的位置，确定记录材料仓中的记录材料剩余量信息值；所述光接收部件中具有排列为一行的至少两个光接收单元，所述确定反射光束位置是根据接收到反射光束的光接收单元位置确定的。

11.如权利要求10所述的检测方法，其特征在于，所述确定反射光束位置根据接收到反射光束的光接收单元位置确定的过程为；

所述确定记录材料仓中的记录材料剩余量信息值采用公式100×(n－m)/(n－1)％计算得到，其中，n为光接收单元的总数目，m是接收反射光束的光接收单元编号，光接收单元从1到n随着可接收反射光束的先后顺序依次排列。