СМЕННЫЙ БЛОК ДЛЯ УСТРОЙСТВА ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ, ИМЕЮЩИЙ МАГНИТЫ С ПЕРЕМЕННЫМ УГЛОВЫМ СМЕЩЕНИЕМ ДЛЯ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ УРОВНЯ ТОНЕРА Российский патент 2018 года по МПК G03G15/08 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0001] 1. Область техники раскрытия

[0002] Настоящее изобретение в целом относится к устройству формирования изображения и, более конкретно, к сменному блоку для устройства формирования изображения, имеющему магниты с переменным угловым смещением для детектирования уровня тонера.

[0003] 2. Описание предшествующего уровня техники

[0004] Во время процесса электрофотографической печати электрически заряженный поворотный фотопроводящий барабан выборочно подвергается воздействию лазерного луча. Области фотопроводящего барабана, подвергнутые воздействию лазерного луча, разряжаются, формируя скрытое электростатическое изображение страницы, которая должна быть напечатана на фотопроводящем барабане. Затем частицы тонера электростатически захватываются скрытым изображением на фотопроводящем барабане, формируя тонерное (порошковое) изображение на барабане. Тонерное изображение переносится на носитель печати (например, бумагу) либо напрямую фотопроводящим барабаном, либо опосредованно элементом промежуточного переноса. Затем тонер плавится на носителе с использованием тепла и давления для завершения печати.

[0005] Запасы тонера устройства формирования изображения обычно хранятся в одном или более сменных блоках, установленных в устройство формирования изображения. По мере того, как в этих сменных блоках заканчивается тонер, блоки необходимо заменить или повторно заполнить, чтобы продолжить печать. В результате желательно измерять количество тонера, остающегося в этих блоках, чтобы предупредить пользователя о том, что один из сменных блоков близок к пустому состоянию, или чтобы предотвратить печать после того, как один из блоков опустел, чтобы предотвратить повреждение устройства формирования изображения. Соответственно, требуется система для измерения количества тонера, остающегося в сменном блоке устройства формирования изображения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Сменный блок для электрофотографического устройства формирования изображения согласно одному примерному варианту осуществления включает в себя корпус с резервуаром для хранения тонера. Поворотный вал расположен внутри резервуара и имеет ось вращения. Первый магнит и второй магнит соединены с валом и способны вращаться вокруг оси вращения в ответ на вращение вала. Первый магнит и второй магнит проходят рядом с по меньшей мере частью внутренней стенки корпуса, формирующей резервуар, во время вращения первого и второго магнитов. Значение углового смещения между первым магнитом и вторым магнитом изменяется в зависимости от количества тонера в резервуаре. В некоторых вариантах осуществления первый магнит по существу выровнен вдоль оси со вторым магнитом относительно оси вращения. В некоторых вариантах осуществления первый магнит по существу выровнен радиально со вторым магнитом относительно оси вращения. Некоторые варианты осуществления включают в себя первый рычажный механизм, способный вращаться вместе с валом и вращаться независимо от вала между ограничителем вращения вперед и ограничителем вращения назад, а второй магнит установлен на первый рычажный механизм. Дополнительные варианты осуществления включают в себя второй рычажный механизм, закрепленный для вращения вместе с валом, и при этом первый магнит установлен на второй рычажный механизм. В некоторых вариантах осуществления первый рычажный механизм имеет лопастный элемент, направляющий первый магнит в направлении рабочего вращения вала, а второй магнит следует за первым магнитом в направлении рабочего вращения вала. Варианты осуществления включают в себя те, в которых первый рычажный механизм смещается в направлении рабочего вращения вала к ограничителю вращения вперед.

[0007] Сменный блок для электрофотографического устройства формирования изображения согласно другому варианту осуществления включает в себя корпус с резервуаром для хранения тонера. Поворотный вал расположен внутри резервуара и имеет ось вращения. Первый магнит способен вращаться вместе с валом. Чувствительный рычажный механизм способен вращаться вместе с валом и вращаться независимо от вала между ограничителем вращения вперед и ограничителем вращения назад. Чувствительный рычажный механизм имеет лопастный элемент, направляющий первый магнит в направлении рабочего вращения вала, а второй магнит следует за первым магнитом в направлении рабочего вращения вала.

[0008] Сменный блок для электрофотографического устройства формирования изображения согласно другому варианту осуществления включает в себя корпус с резервуаром для хранения тонера. Поворотный вал расположен внутри резервуара и имеет ось вращения. Первый рычажный механизм закреплен для вращения вместе с валом. Первый магнит на первом рычажном механизме может детектироваться магнитным датчиком, когда сменный блок установлен в устройство формирования изображения. Второй рычажный механизм способен вращаться вместе с валом и вращаться независимо от вала между ограничителем вращения вперед и ограничителем вращения назад. Второй магнит на втором рычажном механизме по существу выровнен вдоль оси с первым магнитом и может детектироваться магнитным датчиком, когда сменный блок установлен в устройство формирования изображения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0009] Прилагаемые чертежи, включенные в состав и образующие часть описания изобретения, иллюстрируют несколько аспектов настоящего раскрытия и вместе с описанием служат для разъяснения принципов настоящего раскрытия.

[0010] Фигура 1 - блок-схема системы формирования изображения согласно одному примерному варианту осуществления.

[0011] Фигура 2 - вид в перспективе картриджа с тонером и блока формирования изображения согласно одному примерному варианту осуществления.

[0012] Фигуры 3 и 4 - дополнительные виды в перспективе картриджа с тонером, показанного на фигуре 2.

[0013] Фигура 5 - покомпонентный вид картриджа с тонером, показанного на фигуре 2, показывающий резервуар для содержания тонера.

[0014] Фигура 6 - вид в перспективе лопастного узла картриджа с тонером согласно одному примерному варианту осуществления.

[0015] Фигуры 7A-C - виды сбоку в поперечном разрезе картриджа с тонером, иллюстрирующие работу чувствительного рычажного механизма при разных уровнях тонера согласно одному примерному варианту осуществления.

[0016] Фигура 8 - график углового разнесения между опорным магнитом и детектирующими магнитами в точке, в которой они проходят через магнитный датчик, в зависимости от количества тонера, остающегося в резервуаре картриджа с тонером согласно одному примерному варианту осуществления.

[0017] Фигура 9A - вид в перспективе чувствительного рычажного механизма согласно второму примерному варианту осуществления.

[0018] Фигура 9B - вид в перспективе чувствительного рычажного механизма согласно третьему примерному варианту осуществления.

[0019] Фигура 9C - вид в перспективе чувствительного рычажного механизма согласно четвертому примерному варианту осуществления.

[0020] Фигура 10 - вид в перспективе лопастного узла картриджа с тонером согласно другому примерному варианту осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0021] В дальнейшем описании выполняется ссылка на сопроводительные чертежи, на которых одинаковые ссылочные позиции представляют одинаковые элементы. Варианты осуществления описаны достаточно подробно, чтобы позволить специалистам в данной области техники осуществить настоящее раскрытие на практике. Стоит понимать, что могут использоваться другие варианты осуществления, и изменения в процессах, электрические и механические изменения и т.д. могут быть выполнены, не выходя из объема настоящего раскрытия. Примеры всего лишь типизируют возможные изменения. Части и признаки некоторых вариантов осуществления могут быть включены в состав или заменены на таковые из других вариантов осуществления. Дальнейшее описание, таким образом, не должно рассматриваться в ограничительном смысле, и объем настоящего раскрытия определен только прилагаемой формулой изобретения и ее эквивалентами.

[0022] Теперь со ссылкой на чертежи и, в частности, на фигуру 1, показано изображение в виде блок-схемы системы 20 формирования изображения согласно одному примерному варианту осуществления. Система 20 формирования изображения включает в себя устройство 22 формирования изображения и компьютер 24. Устройство 22 формирования изображения связывается с компьютером 24 через линию 26 связи. Как использовано здесь, термин "линия связи" в целом относится к любой структуре, которая способствует электронной связи между множественными компонентами и может функционировать, используя проводную или беспроводную технологию, и может включать в себя связь через Интернет.

[0023] В примерном варианте осуществления, показанном на фигуре 1, устройство 22 формирования изображения является многофункциональным устройством (иногда называемым как устройство "все в одном" (AIO)), которое включает в себя контроллер 28, механизм 30 печати, лазерный сканирующий блок (LSU) 31, блок 32 формирования изображения, картридж 35 с тонером, пользовательский интерфейс 36, систему 38 подачи носителя, лоток 39 ввода носителя и сканирующую систему 40. Устройство 22 формирования изображения может связываться с компьютером 24 через стандартный протокол связи, такой как, например, универсальная последовательная шина (USB), сеть Ethernet или IEEE 802.xx. Устройство 22 формирования изображения может, например, являться электрофотографическим принтером/копировальным аппаратом, включающим в себя встроенную сканирующую систему 40, или отдельным электрофотографическим принтером.

[0024] Контроллер 28 включает в себя блок процессора и связанную с ним память 29. Процессор может включать в себя одну или более интегральных схем в виде микропроцессора или центрального блока обработки, и может быть сформирован в виде одной или более специализированных (заказных) интегральных схем (ASIC). Память 29 может быть любой из энергозависимого или энергонезависимого запоминающих устройств или их комбинацией, такой как, например, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), флэш-память и/или энергонезависимое ОЗУ. В качестве альтернативы, память 29 может быть в виде отдельного электронного элемента (например, ОЗУ, ПЗУ и/или энергонезависимое ОЗУ), жесткого диска, привода CD (компакт-диска) или DVD (универсального цифрового диска), или любого другого устройства памяти, подходящего для использования с контроллером 28. Контроллер 28 может, например, быть объединенным контроллером принтера и сканера.

[0025] В проиллюстрированном примерном варианте осуществления контроллер 28 связывается с механизмом 30 печати через линию 50 связи. Контроллер 28 связывается с блоком 32 формирования изображения и обрабатывающей схемой 44 на нем через линию 51 связи. Контроллер 28 связывается с картриджем 35 с тонером и обрабатывающей схемой 45 на нем через линию 52 связи. Контроллер 28 связывается с системой 38 подачи носителя через линию 53 связи. Контроллер 28 связывается со сканирующей системой 40 через линию 54 связи. Пользовательский интерфейс 36 соединен с возможностью связи с контроллером 28 через линию 55 связи. Обрабатывающая схема 44, 45 может предоставлять функции аутентификации, защитные и операционные блокировки, рабочие параметры и информацию об использовании, связанную с блоком 32 формирования изображения и картриджем 35 с тонером, соответственно. Контроллер 28 обрабатывает данные печати и сканирования и управляет механизмом 30 печати во время печати и сканирующей системой 40 во время сканирования.

[0026] Компьютер 24, который является необязательным, может, например, быть персональным компьютером, включающим в себя память 60, такую как ОЗУ, ПЗУ и/или энергонезависимое ОЗУ, устройство 62 ввода, такое как клавиатура и/или мышь, и экранный монитор 64. Компьютер 24 также включает в себя процессор, интерфейсы ввода/вывода (I/O) и может включать в себя по меньшей мере одно запоминающее устройство большой емкости, такое как жесткий диск, CD-ROM и/или DVD (не показаны). Компьютер 24 также может быть устройством, выполненным с возможностью осуществления связи с устройством 22 формирования изображения, отличным от персонального компьютера, таким как, например, планшетный компьютер, смартфон или другое электронное устройство.

[0027] В проиллюстрированном примерном варианте осуществления компьютер 24 содержит в своей памяти программное обеспечение, включающее в себя программные команды, которые функционируют в качестве драйвера 66 формирования изображения, например, программного обеспечения драйверов принтера/сканера, для устройства 22 формирования изображения. Драйвер 66 формирования изображения находится на связи с контроллером 28 устройства 22 формирования изображения через линию 26 связи. Драйвер 66 формирования изображения способствует связи между устройством 22 формирования изображения и компьютером 24. Один аспект драйвера 66 формирования изображения может, например, предоставлять форматированные данные печати устройству 22 формирования изображения и, более конкретно, механизму 30 печати, чтобы печатать изображение. Другой аспект драйвера 66 формирования изображения может, например, способствовать сбору данных сканирования из сканирующей системы 40.

[0028] В некоторых обстоятельствах может потребоваться управлять устройством 22 формирования изображения в автономном режиме. В автономном режиме устройство 22 формирования изображения выполнено с возможностью функционировать без компьютера 24. Соответственно, весь драйвер 66 формирования изображения или его часть или схожий драйвер может располагаться в контроллере 28 устройства 22 формирования изображения с тем, чтобы обеспечивать функциональность печати и/или сканирования при работе в автономном режиме.

[0029] Механизм 30 печати включает в себя лазерный сканирующий блок (LSU) 31, картридж 35 с тонером, блок 32 формирования изображения и термофиксатор (устройство термозакрепления) 37, все установленные внутри устройства 22 формирования изображения. Блок 32 формирования изображения съемным образом установлен в устройство 22 формирования изображения и включает в себя блок 34 проявления, который включает в себя поддон для тонера и систему подачи тонера. В одном варианте осуществления система подачи тонера использует то, что обычно известно, как однокомпонентная система проявления. В данном варианте осуществления система подачи тонера включает в себя валик для добавления тонера, который подает тонер из поддона для тонера на валик проявления. Скребок-лопатка (ракель) обеспечивает дозированный равномерный слой тонера на поверхности валика проявления. В другом варианте осуществления система подачи тонера использует то, что обычно известно, как двухкомпонентная система проявления. В данном варианте осуществления тонер в поддоне для тонера блока 34 проявления смешивается с магнитными сферическими частицами носителя. Магнитные сферические частицы носителя могут быть покрыты полимерной пленкой для обеспечения трибоэлектрических свойств, чтобы притягивать тонер к сферическим частицам носителя по мере того, как тонер и сферические частицы носителя смешиваются в поддоне для тонера. В данном варианте осуществления блок 34 проявления включает в себя магнитный валик, который притягивает магнитные сферические частицы носителя с тонером на них к магнитному валику с помощью использования магнитных сил.

[0030] Блок 32 формирования изображения также включает в себя блок 33 очистки, который содержит фотопроводящий барабан и систему удаления отработанного тонера. Картридж 35 с тонером съемным образом установлен в устройство 22 формирования изображения в совмещенном отношении с блоком 34 проявления блока 32 формирования изображения. Выпускное отверстие на картридже 35 с тонером сообщается с входным отверстием на блоке 34 проявления, позволяя тонеру периодически переноситься из картриджа 35 с тонером для повторного заполнения поддона для тонера в блоке 34 проявления.

[0031] Процесс электрофотографической печати широко известен в данной области техники, и, следовательно, описан здесь кратко. Во время операции печати лазерный сканирующий блок 31 создает скрытое изображение на фотопроводящем барабане в блоке 33 очистке. Тонер переносится с поддона для тонера в блоке 34 проявления на скрытое изображение на фотопроводящем барабане посредством валика проявления (в случае однокомпонентной системы проявления) или посредством магнитного валика (в случае двухкомпонентной системы проявления) с формированием тонерного изображения. Затем тонерное изображение переносится на лист носителя, принятый узлом 32 формирования изображения из лотка 39 ввода носителя для печати. Тонер может переноситься прямо на лист носителя посредством фотопроводящего барабана или посредством элемента промежуточного переноса, который принимает тонер из фотопроводящего барабана. Остатки тонера удаляются с фотопроводящего барабана системой удаления отработанного тонера. Тонерное изображение закрепляется на листе носителя в устройстве 37 термозакрепления и затем передается в местоположение выдачи или к одному или более завершающим средствам, таким как дуплексер, степлер или дырокол.

[0032] Теперь ссылаясь на фигуру 2, согласно одному примерному варианту осуществления, показаны картридж 100 с тонером и блок 200 формирования изображения. Блок 200 формирования изображения включает в себя блок 202 проявления и блок 204 очистки, установленные на общую раму 206. Как обсуждалось выше, блок 200 формирования изображения и картридж 100 с тонером съемным образом установлены в устройство 22 формирования изображения. Сначала блок 200 формирования изображения скользящим образом вставляется в устройство 22 формирования изображения. Затем картридж 100 с тонером вставляется в устройство 22 формирования изображения и на раму 206 в совмещенном отношении с блоком 202 проявления блока 200 формирования изображения, как обозначено стрелкой, показанной на фигуре 2. Такое расположение позволяет картриджу 100 с тонером легко извлекаться и повторно вставляться при замене пустого картриджа 100 с тонером, без необходимости извлекать блок 200 формирования изображения. Блок 200 формирования изображения также может быть легко извлечен, если требуется, чтобы выполнить техническое обслуживание, ремонт или замену компонентов, связанных с блоком 202 проявления, блоком 204 очистки или рамой 206, или чтобы устранить зажатие (замятие) носителя.

[0033] Ссылаясь на фигуры 2-5, картридж 100 с тонером включает в себя корпус 102 с закрытым резервуаром 104 (фигура 5) для хранения тонера. Корпус 102 может включать в себя верхнюю часть или крышку 106, установленную на основание 108. Основание 108 включает в себя первую и вторую боковые стенки 110, 112, соединенные со смежными передней и задней стенками 114, 116 и нижней частью 117. В одном варианте осуществления верхняя часть 106 посредством ультразвуковой сварки соединена с основанием 108, тем самым формируя закрытый резервуар 104. Первая и вторая торцевые крышки 118, 120 могут устанавливаться на боковые стенки 110, 112, соответственно, и могут включать в себя направляющие 122, чтобы способствовать вставке картриджа 100 с тонером в устройство 22 формирования изображения для совмещения с блоком 202 проявления. Первая и вторая торцевые крышки 118, 120 могут устанавливаться с помощью защелки или прикрепляться винтами или другими крепежными элементами. Направляющие 122 перемещаются в соответствующих каналах внутри устройства 22 формирования изображения. На нижней части 117 основания 106 или на торцевых крышках 118, 120 также могут обеспечиваться ножки 124, чтобы способствовать вставке картриджа 100 с тонером в устройство 22 формирования изображения. Ножки 124 принимаются рамой 206, чтобы способствовать совмещению картриджа 100 с тонером с блоком 202 проявления. На верхней части 106 или на основании 108 картриджа 100 с тонером может обеспечиваться ручка 126, чтобы способствовать вставке и извлечению картриджа 100 с тонером из блока 200 формирования изображения устройства 22 формирования изображения. Выпускное отверстие 128 расположено на передней стенке 114 картриджа 100 с тонером для выхода тонера из картриджа 100 с тонером.

[0034] Ссылаясь на фигуру 5, разные приводные шестерни расположены в пространстве, сформированном между крышкой 118 и боковой стенкой 110. Главная граничная (сопрягающая) шестерня 130 входит в зацепление с приводной системой в устройстве 22 формирования изображения, которая подает крутящий момент на главную граничную шестерню 130. Лопастный узел 140 установлен с возможностью вращения внутри резервуара 104, с первым и вторым концами приводного вала 132 лопастного узла 140, простирающимися через выровненные отверстия в боковых стенках 110, 112, соответственно. Приводная шестерня 134 обеспечена на первом конце приводного вала 132, который входит в зацепление с главной граничной шестерней 130 либо напрямую, либо через одну или более промежуточных шестерен. Втулки могут обеспечиваться на каждом конце приводного вала 132, где он проходит через боковые стенки 110, 112.

[0035] Шнек 136, имеющий первый и второй концы 136a, 136b и спиральный винт, расположен в канале 138, простирающемся вдоль ширины передней стенки 114 между боковыми стенками 110, 112. Канал 138 может быть сформован интегрально в виде части передней стенки 114 или сформирован в виде отдельного компонента, который прикреплен к передней стенке 114. Канал 138 в целом имеет горизонтальную ориентацию вместе с картриджем 100 с тонером, когда картридж 100 с тонером установлен в устройство 22 формирования изображения. Первый конец 136a шнека 136 простирается через боковую стенку 110, а приводная шестерня (не показана) обеспечена на первом конце 136a, который входит в зацепление с главной граничной шестерней 130 либо напрямую, либо через одну или более промежуточных шестерен. Канал 138 может включать в себя открытую часть 138a и закрытую часть 138b. Открытая часть 138a открыта для резервуара 104 с тонером и простирается от боковой стенки 110 ко второму концу 136b шнека 136. Закрытая часть 138b канала 138 простирается от боковой стенки 112 и закрывает необязательный затвор и второй конец 136b шнека 136. В данном варианте осуществления выпускное отверстие 128 расположено в нижней части закрытой части 138b канала 138 с тем, чтобы сила тяжести способствовала выходу тонера через выпускное отверстие 128. Затвор выполнен с возможностью перемещения между закрытым положением, блокирующим тонер от выхода через выпускное отверстие 128, и открытым положением, позволяющим тонеру выходить через выпускное отверстие 128.

[0036] По мере того, как лопастный узел 140 вращается, он доставляет тонер из резервуара 104 с тонером в открытую часть 128a канала 138. По мере того, как шнек 136 вращается, он доставляет тонер, принятый в канал 138, в закрытую часть 138b канала 138, где тонер выходит через выпускное отверстие 128 в соответствующее впускное отверстие 208 в блоке 202 проявления (фигура 2). В одном варианте осуществления впускное отверстие 208 блока 202 проявления окружено губчатым уплотнением 210, которое улавливает оставшийся тонер и предотвращает утечку тонера на поверхности раздела между выпускным отверстием 128 и впускным отверстием 208.

[0037] Приводная система в устройстве 22 формирования изображения включает в себя приводной двигатель и коробку передач (трансмиссию) привода от приводного двигателя к приводной шестерне, которая сопрягается с главной граничной шестерней 130, когда картридж 100 с тонером устанавливают в устройство 22 формирования изображения. Приводная система в устройстве 22 формирования изображения может включать в себя кодируемое устройство, такое как кодирующее колесо (например, соединенное с валом приводного двигателя) и связанный с ним считыватель кода, такой как инфракрасный датчик, для детектирования движения кодируемого устройства. Считыватель кода находится на связи с контроллером 28, чтобы позволять контроллеру 28 отслеживать значение поворота главной граничной шестерни 130, шнека 136 и лопастного узла 140.

[0038] Несмотря на то, что примерный вариант осуществления, показанный на фигурах 2-5, включает в себя пару сменных блоков в виде картриджа 100 с тонером и блока 200 формирования изображения, следует принять во внимание, что сменный блок(и) устройства формирования изображения может использовать любую требуемую подходящую конфигурацию. Например, в одном варианте осуществления главный источник подачи тонера для устройства формирования изображения, блок проявления и блок очистки размещены в одном сменном блоке. В другом варианте осуществления главный источник подачи тонера для устройства формирования изображения и блок проявления обеспечены в первом сменном блоке, а блок очистки обеспечен во втором сменном блоке. Дополнительно, хотя примерное устройство 22 формирования изображения, описанное выше, включает в себя один картридж с тонером и соответствующий блок формирования изображения, в случае устройства формирования изображения, сконфигурированного для цветной печати, отдельные сменные блоки могут использоваться для каждого необходимого цвета тонера. Например, в одном варианте осуществления устройство формирования изображения включает в себя четыре картриджа с тонером и четыре соответствующих блока формирования изображения, при этом каждый картридж с тонером содержит конкретный цвет тонера (например, черный, голубой, желтый и пурпурный), а каждый блок формирования изображения соответствует одному из картриджей с тонером, чтобы обеспечить возможность цветной печати.

[0039] Фигура 6 более подробно показывает лопастный узел 140 согласно одному примерному варианту осуществления. Во время работы вал 132 вращается в направлении, показанном стрелкой A на фигуре 6. Лопастный узел 140 включает в себя фиксированную лопасть 141, которая закреплена на валу 132 так, что фиксированная лопасть 141 вращается вместе с валом 132. В одном варианте осуществления вал 132 простирается от боковой стенки 110 до боковой стенки 112. В проиллюстрированном варианте осуществления фиксированная лопасть 141 включает в себя множество держателей 142, простирающихся радиально от вала 132. В проиллюстрированном примерном варианте осуществления фиксированная лопасть 141 включает в себя два набора 142a, 142b держателей 142. В данном варианте осуществления, в положении, проиллюстрированном на фигуре 6, держатели 142 первого набора 142a простираются от вала 132 к задней стенке 116, а держатели 142 второго набора 142b простираются от вала 132 к передней стенке 114. Конечно, эти положения изменяются по мере вращения вала 132. Держатели 142 каждого набора 142a, 142b выровнены радиально и смещены вдоль оси друг от друга. Держатели 142 первого набора 142a смещены вдоль окружности приблизительно на 180 градусов от держателей 142 второго набора 142b. Другие варианты осуществления включают в себя один набор держателей 142 или более двух наборов держателей 142, простирающихся из вала 132. В других вариантах осуществления держатели 142 не расположены наборами. Кроме того, держатели 142 могут простираться от вала 132 радиально или не радиально любым требуемым способом.

[0040] Фиксированная лопасть 141 может включать в себя поперечный элемент 144, соединенный с каждым набором 142a, 142b держателей 142. Поперечные элементы 144 могут простираться через все или часть держателей 142 наборов 142a, 142b. Поперечные элементы 144 помогают держателям 142 смешивать и перемешивать тонер в резервуаре 104 по мере вращения вала 132. Дробильная балка 146, которая в целом параллельна валу 132, может располагаться радиально снаружи от каждого поперечного элемента 144 и может быть соединена с дистальными концами держателей 142. Дробильные балки 146 расположены в непосредственной близости от внутренних поверхностей корпуса 102, не контактируя с внутренними поверхностями корпуса 102, чтобы помогать дробить тонер, скопленный рядом с внутренними поверхностями корпуса 102. Скребки 148 могут простираться, заделанными одним концом, из поперечных элементов 144. Скребки 148 сформированы из гибкого материала, такого, как полиэтилентерефталат (ПЭТФ), например, MYLAR®, производства компании DuPont Teijin Films, Честер, Вирджиния, США. Скребки 148 формируют поверхностный контакт с внутренними поверхностями верхней части 106, передней стенки 114, задней стенки 116 и нижней части 117, чтобы сметать тонер с внутренних поверхностей резервуара 104. Скребки 148 также толкают тонер к открытой части 138a канала 138 по мере вращения вала 132. В частности, по мере того, как поперечный элемент 144 во время вращения проходит через открытую часть 138a канала 138, от нижней части 117 до верхней части 106, поверхностный контакт между скребком 148 и внутренней поверхностью передней стенки 114 заставляет скребок проявлять упругий отклик, когда скребок 148 проходит через открытую часть 138a канала 138, тем самым резко перемещая или толкая тонер в направлении открытой части 138a канала 138. Дополнительные скребки могут обеспечиваться на держателях 142 в осевых концах вала 132, чтобы сметать тонер с внутренних поверхностей боковых стенок 110 и 112, если требуется. Расположение фиксированной лопасти 141, показанное на фигуре 6, не предназначено быть ограничительным. Фиксированная лопасть 141 может включать в себя любую подходящую комбинацию выступов, элементов для возмущения, лопастей, скребков и рычажных механизмов, чтобы возмущать и перемещать тонер, хранящийся в резервуаре 104, если требуется.

[0041] В примерном проиллюстрированном варианте осуществления, постоянный магнит 150 способен вращаться вместе с валом 132 и может детектироваться магнитным датчиком, как обсуждается более подробно ниже. В одном варианте осуществления магнит 150 соединен с валом 132 посредством фиксированной лопасти 141. В примерном проиллюстрированном варианте осуществления первый набор 142a держателей 142 включает в себя пару разнесенных вдоль оси держателей 143, расположенных в одном осевом конце вала 132. Держатели 143 изначально простираются радиально наружу от вала 132, а затем сгибаются против направления рабочего вращения вала 132 на дистальных концах держателей 143. Поперечный элемент 145 соединяет дистальные концы держателей 143 и простирается по существу параллельно валу 132. В примерном показанном варианте осуществления магнит 150 расположен в пальце 152, который простирается наружу от поперечного элемента 145 к внутренним поверхностям корпуса 102. Палец 152 простирается в непосредственной близости к внутренним поверхностям корпуса 102, но не контактирует с ними, так что магнит 150 располагается в непосредственной близости к внутренним поверхностям корпуса 102. В одном варианте осуществления фиксированная лопасть 141 состоит из немагнитного материала, а магнит 150 поддерживается посредством фрикционной посадки в полости в пальце 152. Магнит 150 также может быть прикреплен к пальцу 152 с использованием адгезива или крепежного элемента(ов), при условии, что магнит 150 не будет выбиваться из пальца 152 во время работы картриджа 100 с тонером. Магнит 150 может иметь любой подходящий размер и форму с тем, чтобы он мог быть детектирован магнитным датчиком. Например, магнит 150 может быть кубом, прямоугольником, восьмиугольником или другим видом призмы, сферой или цилиндром, тонким листом или бесформенным объектом. В другом варианте осуществления палец 152 состоит из магнитного материала таким образом, что корпус пальца 152 формирует магнит 150. Магнит 150 может быть составлен из любого подходящего материала, такого как сталь, железо, никель и т.д. В то время как примерный вариант осуществления, проиллюстрированный на фигуре 6, показывает магнит 150, установленный на палец 152 фиксированной лопасти 141, магнит 150 может располагаться на любом подходящем рычажном механизме с валом 132, таком как поперечный элемент, держатель, выступ, палец, элемент для возмущения, лопасть и т.д. на фиксированной лопасти 141 или отдельно от фиксированной лопасти 141.

[0042] Чувствительный рычажный механизм 160 установлен на вал 132. Чувствительный рычажный механизм вращается вместе с валом 132, но способен перемещаться до определенной степени независимо от вала 132. Чувствительный рычажный механизм 160 может свободно вращаться вперед и назад на валу 132 относительно фиксированной лопасти 141 и магнита 150 между ограничителем вращения вперед и ограничителем вращения назад. Чувствительный рычажный механизм 160 включает в себя направляющий лопастный элемент 162. В проиллюстрированном варианте осуществления направляющий лопастный элемент 162 соединен с валом 132 парой держателей 164, расположенных между и рядом с держателями 143 фиксированной лопасти 141. Направляющий лопастный элемент 162 включает в себя лопастную поверхность 166, которая зацепляет тонер в резервуаре 104, как более подробно обсуждается ниже. В примерном проиллюстрированном варианте осуществления лопастная поверхность 166 является по существу плоской и перпендикулярной к направлению движения чувствительного рычажного механизма 160, чтобы позволить лопастной поверхности 166 ударять по тонеру в резервуаре 104.

[0043] Чувствительный рычажный механизм 160 также включает в себя один или более постоянных магнитов 168. Магнит(ы) 168 установлены на одну или более опор 170 для магнитов чувствительного рычажного механизма 160, которые расположены в непосредственной близости к внутренним поверхностям корпуса 102, но не контактируют с ними. Таким образом, магнит(ы) 168 расположены в непосредственной близости от внутренних поверхностей корпуса 102, но внутренние поверхности корпуса 102 не затрудняют движение чувствительного рычажного механизма 160. В примерном проиллюстрированном варианте осуществления опора 170 для магнитов соединена с валом 132 парой держателей 172, расположенных между и рядом с держателями 143 фиксированной лопасти 141. Держатели 172 соединены с держателями 164. В данном варианте осуществления, в положении, проиллюстрированном на фигуре 6, держатели 172 простираются от вала 132 к верхней части 106. Конечно, положение держателей 172 меняется по мере вращения вала 132. В данном варианте осуществления опора 170 для магнитов является сравнительно тонкой в радиальном направлении и простирается вдоль окружности относительно вала 132 между дистальными концами держателей 172 вдоль пути вращения магнита(ов) 168, чтобы минимизировать торможение опоры 170 для магнитов, когда она проходит через тонер в резервуаре 104. Вдоль направления рабочего вращения A вала 132 направляющий лопастный элемент 162 расположен впереди магнита 150, который расположен впереди магнита(ов) 168.

[0044] В примерном проиллюстрированном варианте осуществления два магнита 168a, 168b установлены на опору 170 для магнитов; тем не менее, при желании может использоваться один магнит 168 или более чем два магнита 168, как обсуждается ниже. Магниты 168a, 168b по существу выровнены радиально и вдоль оси и удалены вдоль окружности друг от друга относительно вала 132. Магнит(ы) 168 по существу выровнены радиально и вдоль оси и удалены вдоль окружности от магнита 150 относительно вала 132. В одном варианте осуществления опора 170 для магнитов состоит из немагнитного материала, и магнит(ы) 168 поддерживаются посредством фрикционной посадки в одной или более полостях в опоре 170 для магнитов. Магнит(ы) 168 также могут быть прикреплены к опоре 170 для магнитов с использованием адгезива или крепежного элемента(ов), при условии, что магнит(ы) 168 не будут выбиваться из опоры 170 для магнитов во время работы картриджа 100 с тонером. Как обсуждалось выше, магнит(ы) 168 могут иметь любой подходящий размер и форму и могут состоять из любого подходящего материала. Опора 170 для магнитов может принимать много разных форм, включающих в себя держатель, выступ, рычажный механизм, поперечный элемент и т.д.

[0045] В некоторых вариантах осуществления чувствительный рычажный механизм 160 смещается в направлении рабочего вращения к ограничителю вращения вперед посредством одного или более смещающих элементов. В примерном проиллюстрированном варианте осуществления чувствительный рычажный механизм 160 смещается посредством пружины 176 растяжения, соединенной на одном конце с держателем 172 опоры 170 для магнитов, а на другом конце с держателем 143 фиксированной лопасти 141. Тем не менее, может использоваться любой подходящий смещающий элемент, если требуется. Например, в другом варианте осуществления пружина кручения смещает чувствительный рычажный механизм 160 в направлении рабочего вращения. В другом варианте осуществления пружина сжатия на одном конце соединена с держателем 164 направляющего лопастного элемента 162, а на другом конце - с держателем 143 фиксированной лопасти 141. В другом варианте осуществления чувствительный рычажный механизм 160 может свободно падать под действием силы тяжести к своему ограничителю вращения вперед по мере того, как чувствительный рычажный механизм 160 поворачивается за самую высокую точку своего пути вращения. В примерном проиллюстрированном варианте осуществления ограничитель вращения вперед включает в себя ограничитель 178, который простирается вдоль оси из стороны одного или обоих держателей 172 опоры 170 для магнитов. Ограничитель 178 является дугообразным и включает в себя ведущую поверхность 180, которая контактирует с фиксированной лопастью 141, чтобы ограничить перемещение чувствительного рычажного механизма 160 относительно магнита 150 в направлении рабочего вращения. В примерном проиллюстрированном варианте осуществления ограничитель вращения назад включает в себя хвостовик 182 направляющего лопастного элемента 162. Хвостовик 182 направляющего лопастного элемента 162 контактирует с направляющей частью 184 поперечного элемента 145, чтобы ограничить перемещение чувствительного рычажного механизма 160 относительно магнита 150 в направлении, противоположном направлению рабочего вращения. Следует принять во внимание, что ограничители вращения вперед и назад могут принимать другие формы, если требуется.

[0046] Фигуры 7A-7C изображают работу магнитов 150 и 168 при разных уровнях тонера. Фигуры 7A-7C изображают циферблат пунктирными линиями вдоль пути вращения вала 132 и лопастного узла 140, чтобы помочь в описании работы магнитов 150 и 168. Магнитный датчик 190 установлен, чтобы детектировать перемещение магнитов 150 и 168 во время вращения вала 132, чтобы определять количество тонера, остающегося в резервуаре 102, как более подробно обсуждается ниже. В одном варианте осуществления магнитный датчик 190 установлен в корпус 102 картриджа 100 с тонером. В данном варианте осуществления магнитный датчик 190 находится на электронной связи с обрабатывающей схемой 45 картриджа 100 с тонером с тем, чтобы информация от магнитного датчика 190 могла передаваться на контроллер 28 устройства 22 формирования изображения. В другом варианте осуществления магнитный датчик 190 расположен на части устройства 22 формирования изображения, смежной с корпусом 102, когда картридж 100 с тонером установлен в устройство 22 формирования изображения. В данном варианте осуществления магнитный датчик 190 находится на электронной связи с контроллером 28. В примерном проиллюстрированном варианте осуществления магнитный датчик 190 расположен рядом с верхней частью 106 или на ней. В других вариантах осуществления магнитный датчик 190 расположен рядом с или на нижней части 117, передней стенке 114, задней стенке 116 или боковой стенке 110 или 112. В тех вариантах осуществления, в которых магнитный датчик 190 расположен рядом с или на нижней части 117, передней стенке 114 или задней стенке 116, магниты 150 и 168 располагаются рядом с внутренними поверхностями верхней части 106, нижней части 117, передней стенки 114 или задней стенки 116 по мере вращения вала, например, на радиальных концах фиксированной лопасти 141 и чувствительного рычажного механизма 160. В тех вариантах осуществления, в которых магнитный датчик 190 расположен рядом с или на боковой стенке 110 или 112, магниты 150 и 168 расположены рядом с внутренней поверхностью боковой стенки 110 или 112, например, на осевых концах фиксированной лопасти 141 и чувствительного рычажного механизма 160. Магнитный датчик 190 может быть любым подходящим устройством, способным детектировать присутствие или отсутствие магнитного поля. Например, магнитный датчик 190 может быть датчиком эффекта Холла, который является преобразователем, который изменяет свой электрический выходной сигнал в ответ на магнитное поле. В примерном проиллюстрированном варианте осуществления магнитный датчик 190 расположен снаружи резервуара 104 примерно в положении "12 часов" относительно лопастного узла 140.

[0047] В одном варианте осуществления полюса магнитов 150, 168 направлены к позиции магнитного датчика 190, чтобы способствовать детектированию магнитов 150, 168 магнитным датчиком 190. Магнитный датчик 190 может быть выполнен с возможностью детектировать один из северного полюса и южного полюса или оба. Когда магнитный датчик 190 детектирует один из северного полюса и южного полюса, магниты 150, 168 могут располагаться так, что детектируемый полюс направлен к магнитному датчику 190.

[0048] Перемещение чувствительного рычажного механизма 160 и магнита(ов) 168 относительно магнита 150 по мере вращения вала 132 может использоваться для определения количества тонера, остающегося в резервуаре 104. По мере вращения вала 132, в проиллюстрированном варианте осуществления фиксированная лопасть 141 вращается вместе с валом 132, заставляя магнит 150 проходить мимо магнитного датчика 190 в одинаковой точке во время каждого оборота вала 132. С другой стороны, перемещение чувствительного рычажного механизма, который может свободно вращаться относительно вала 132 между своими ограничителями вращения вперед и назад, зависит от количества тонера 105, присутствующего в резервуаре 104. В результате магнит(ы) 168 проходят мимо магнитного датчика 190 в разных точках при обороте вала 132 в зависимости от уровня тонера в резервуаре 104. Следовательно, изменение в угловом разнесении или смещении между магнитом 150, который служит в качестве опорной точки, и магнитом(ами) 168, которые обеспечивают детектируемые точки по мере того, как они проходят мимо магнитного датчика 190, может использоваться для определения количества тонера, остающегося в резервуаре 104. В альтернативном варианте осуществления рычажный механизм, соединяющий магнит 150 с валом 132, такой как фиксированная лопасть 141, способен перемещаться в определенной степени независимо от вала 132; тем не менее, предпочтительно, чтобы магнит 150 проходил мимо магнитного датчика 190 в одинаковом положении относительно вала 132 во время каждого оборота вала 132 с тем, чтобы положение(я) магнита(ов) 168 могло надежно оцениваться относительно положения магнита 150.

[0049] Когда резервуар 104 с тонером сравнительно полон, тонер 105, присутствующий в резервуаре 104, предотвращает чувствительный рычажный механизм 160 от продвижения вперед от его ограничителя вращения назад. Вместо этого чувствительный рычажный механизм 160 проталкивается через свой путь вращения фиксированной лопастью 141, вращается вал 132. Соответственно, когда резервуар 104 с тонером сравнительно полон, величина поворота вала 132 между магнитом 150, проходящим мимо магнитного датчика 190, и магнитами 168a, 168b на чувствительном рычажном механизме 160, проходящими мимо магнитного датчика 190, имеет свое максимальное значение. Другими словами, так как чувствительный рычажный механизм находится на своем ограничителе вращения назад, угловые разнесения от магнита 168a до магнита 150, когда магнит 168a достигает магнитного датчика 190, и от магнита 168b до магнита 150, когда магнит 168b достигает магнитного датчика 190, находятся на своих максимальных предельных значениях.

[0050] По мере того, как уровень тонера в резервуаре 104 снижается, как показано на фигуре 7A, чувствительный рычажный механизм 160 перемещается вперед от своего ограничителя вращения назад по мере того, как направляющий лопастный элемент 162 поворачивается вперед из положения "12 часов". Направляющий лопастный элемент 162 продвигается вперед от ограничителя вращения назад чувствительного рычажного механизма 160 до тех пор, пока лопастная поверхность 166 не приходит в контакт с тонером 105, который останавливает продвижение чувствительного рычажного механизма 160. В одном варианте осуществления, в котором лопастный узел 140 включает в себя скребки 148, скребки 148 не присутствуют на поперечном элементе 144, соединенном с набором 142b держателей 142 вдоль осевой части вала 132, разделенных направляющим лопастным элементом 162, с тем, чтобы тонер 105 не возмущался сразу перед тем, как лопастная поверхность 166 приходит в контакт с тонером 105 после того, как направляющий лопастный элемент 162 поворачивается вперед из положения "12 часов". При более высоких уровнях тонера, направляющий лопастный элемент 162 останавливается тонером 105 перед тем, как магниты 168a, 168b достигают магнитного датчика 190, таким образом, что величина поворота вала 132 между магнитом 150, проходящим мимо магнитного датчика 190, и магнитами 168a, 168b, проходящими мимо магнитного датчика 190, остается на своем максимальном значении. Чувствительный рычажный механизм 160 затем остается в целом неподвижным на верхней части (или немного ниже) тонера 105 до тех пор, пока фиксированная лопасть 141 не дойдет до направляющего лопастного элемента 162 у ограничителя вращения назад чувствительного рычажного механизма 160, и фиксированная лопасть 141 не вернется к толканию чувствительного рычажного механизма 160.

[0051] Ссылаясь на фигуру 7B, по мере того, как уровень тонера в резервуаре 104 продолжает снижаться, в точке, в которой направляющий лопастный элемент 162 встречается с тонером 105, магнит 168a детектируется магнитным датчиком 190. В результате величина поворота вала 132 между магнитом 150, проходящим мимо магнитного датчика 190, и магнитом 168b, проходящим мимо магнитного датчика 190, уменьшается. Чувствительный рычажный механизм 160 затем остается в целом неподвижным на верхней части (или немного ниже) тонера 105 с магнитом 168a в окне детектирования магнитного датчика 190 до тех пор, пока фиксированная лопасть 141 не дойдет до направляющего лопастного элемента 162 и не вернется к толканию чувствительного рычажного механизма 160. В результате направляющий лопастный элемент 162 останавливается тонером 105 перед тем, как магнит 168b достигает магнитного датчика 190, таким образом, что величина поворота вала 132 между магнитом 150, проходящим мимо магнитного датчика 190, и магнитом 168b, проходящим мимо магнитного датчика 190, остается на своем максимальном значении.

[0052] Ссылаясь на фигуру 7C, по мере того, как уровень тонера в резервуаре 104 продолжает снижаться еще больше, в точке, в которой направляющий лопастный элемент 162 встречается с тонером 105, магнит 168a прошел мимо магнитного датчика 190, и магнит 168b детектируется магнитным датчиком 190. В результате обе величины поворота вала 132 между магнитом 150, проходящим мимо магнитного датчика 190, и магнитами 168a и 168b, проходящими мимо магнитного датчика 190, уменьшаются относительно своих максимумов. В результате следует принимать во внимание, что перемещение магнитов 168a, 168b относительно перемещения магнита 150 связано с количеством тонера 105, остающемся в резервуаре 104.

[0053] Фигура 8 - график углового разнесения между магнитом 150 и магнитами 168a и 168b в точке, в которой они проходят мимо магнитного датчика 190, в зависимости от количества тонера 105, остающегося в резервуаре 104, согласно одному примерному варианту осуществления. В частности, линия A - это угловое разнесение между магнитом 150 и магнитом 168a в зависимости от количества тонера 105, остающегося в резервуаре 104, а линия B - это угловое разнесение между магнитом 150 и магнитом 168b в зависимости от количества тонера 105, остающегося в резервуаре 104. Как показано на фигуре 8, при более высоких уровнях тонера, величина поворота вала 132 между магнитом 150, проходящим мимо магнитного датчика 190, и магнитами 168a, 168b, проходящими мимо магнитного датчика 190, остается на своем максимальном значении. В данном примере, когда примерно 450 грамм тонера 105 остается в резервуаре 104, направляющий лопастный элемент 162 продвигается вперед от ограничителя вращения назад чувствительного рычажного механизма 160 до тех пор, пока лопастная поверхность 166 не приходит в контакт с тонером 105 в точке, в которой магнит 168a находится в окне детектирования магнитного датчика 190. В результате величина поворота вала 132 между магнитом 150, проходящим мимо магнитного датчика 190, и магнитом 168a, проходящим мимо магнитного датчика 190, уменьшается, в то время как величина поворота вала 132 между магнитом 150, проходящим мимо магнитного датчика 190, и магнитом 168b, проходящим мимо магнитного датчика 190, остается на своем максимальном значении. В данном примере, когда примерно 300 грамм тонера 105 остается в резервуаре 104, направляющий лопастный элемент 162 продвигается вперед от ограничителя вращения назад чувствительного рычажного механизма 160 до тех пор, пока лопастная поверхность 166 не приходит в контакт с тонером 105 в точке, в которой магнит 168b находится в окне детектирования магнитного датчика 190. В результате обе величины поворота вала 132 между магнитом 150, проходящим мимо магнитного датчика 190, и магнитами 168a и 168b, проходящими мимо магнитного датчика 190, уменьшаются относительно своих максимумов.

[0054] Информация с магнитного датчика 190 может использоваться контроллером 28 или процессором на связи с контроллером 28, таким как процессор обрабатывающей схемы 45, чтобы помогать в определении количества тонера 105, остающегося в резервуаре 104. В одном варианте осуществления изначальное количество тонера 105 в резервуаре 104 записывается в память, связанную с обрабатывающей схемой 45, по заполнении картриджа 100 с тонером. Соответственно, по установке картриджа 100 с тонером в устройство 22 формирования изображения, процессор, определяющий количество тонера 105, остающегося в резервуаре 104, может определить изначальный уровень тонера в резервуаре 104. В качестве альтернативы, каждый картридж 100 с тонером для конкретного типа устройства 22 формирования изображения может заполняться одинаковым количеством тонера с тем, чтобы изначальный уровень тонера в резервуаре 104, используемый процессором, мог быть фиксированным значением для всех картриджей 100 с тонером. Затем процессор оценивает количество тонера, остающегося в резервуаре 104, по мере того, как тонер подается из картриджа с тонером в блок 200 формирования изображения на основании одного или более условий работы устройства 22 формирования изображения и/или картриджа 100 с тонером. В одном варианте осуществления количество тонера 105, остающегося в резервуаре 104, аппроксимируется на основании эмпирически полученной скорости подачи тонера 105 из резервуара 104 с тонером, когда вал 132 и шнек 136 вращаются для подачи тонера из картриджа 100 с тонером в блок 200 формирования изображения. В данном варианте осуществления оценка количества остающегося тонера 105 уменьшается на основании величины поворота приводного двигателя устройства 22 формирования изображения, который подает вращательную силу на главную граничную передачу 130, как определено контроллером 28. В другом варианте осуществления оценка количества остающегося тонера 105 уменьшается на основании числа печатаемых элементов (pels), напечатанных с использованием цвета тонера, содержащегося в картридже 100 с тонером, в то время как картридж 100 с тонером установлен в устройство 22 формирования изображения. В другом варианте осуществления оценка количества остающегося тонера 105 уменьшается на основании количества напечатанных страниц.

[0055] Количество тонера 105, остающегося в резервуаре 104, где величина поворота вала 132, которое происходит между магнитом 150, проходящим мимо магнитного датчика 190, и каждым из магнитов 168, проходящих мимо магнитного датчика 190, уменьшается, может быть определена эмпирически для конкретной конструкции картриджа с тонером. В результате каждый раз, когда величина поворота вала 132 между детектированием магнита 150 и детектированием одного из магнитов 168 падает ниже своего максимального значения, процессор может регулировать оценку количества тонера, остающегося в резервуаре 104, на основании эмпирически определенного количества тонера, связанного с уменьшением в величине поворота вала 132 между магнитом 150, проходящим мимо магнитного датчика 190, и соответствующим магнитом 168, проходящим мимо магнитного датчика 190.

[0056] Например, уровень тонера в резервуаре 104 может быть аппроксимирован, исходя из начального количества тонера 105, поданного в резервуар 104, и уменьшении оценки количества тонера 105, остающегося в резервуаре 104, по мере потребления тонера 105 из резервуара 104. Как обсуждено выше, оценка количества остающегося тонера может уменьшаться на основании одного или более условий, таких как число оборотов приводного двигателя, главной граничной шестерни 130 или вала 132, числа напечатанных pels (печатаемых элементов), числа напечатанных страниц и т.д. Оцениваемое количество остающегося тонера может быть повторно рассчитано, когда величина поворота вала 132, определяемая контроллером 28, между магнитом 150, проходящим мимо магнитного датчика 190, и магнитом 168a чувствительного рычажного механизма 160, проходящим мимо магнитного датчика 190, опускается ниже своего максимального значения. В одном варианте осуществления это включает в себя замену оценки количества остающегося тонера эмпирическим значением, связанным с уменьшением в величине поворота вала 132 между магнитом 150, проходящим мимо магнитного датчика 190, и магнитом 168a, проходящим мимо магнитного датчика 190. В другом варианте осуществления повторный расчет придает вес как текущей оценке количества остающегося тонера, так и эмпирическому значению, связанному с уменьшением в величине поворота вала 132 между магнитом 150, проходящим мимо магнитного датчика 190, и магнитом 168a, проходящим мимо магнитного датчика 190. Затем исправленная оценка количества тонера 105, остающегося в резервуаре 104, уменьшается по мере потребления тонера 105 из резервуара 104, с использованием одного или более условий, как обсуждалось выше. Оцениваемое количество остающегося количества тонера может быть вновь повторно рассчитано, когда величина поворота вала 132, определяемая контроллером 28, между магнитом 150, проходящим мимо магнитного датчика 190, и магнитом 168b чувствительного рычажного механизма 160, проходящим мимо магнитного датчика 190, опускается ниже своего максимального значения. Как обсуждалось выше, это может включать в себя замену оценки количества остающегося тонера или повторный расчет оценки, придающий вес как текущей оценке количества остающегося тонера, так и эмпирическому значению, связанному с уменьшением в величине поворота вала 132 между магнитом 150, проходящим мимо магнитного датчика 190, и магнитом 168b, проходящим мимо магнитного датчика 190. Этот процесс может повторяться до тех пор, пока в резервуаре 104 не закончится тонер 105. В одном варианте осуществления текущая оценка количества тонера 105, остающегося в резервуаре 104, сохраняется в памяти, связанной с обрабатывающей схемой 45 картриджа 100 с тонером, с тем, чтобы оценка перемещалась вместе с картриджем с тонером в случае, если картридж 100 с тонером удаляют из устройства 22 формирования изображения и устанавливают в другое устройство 22 формирования изображения.

[0057] Таким образом, детектирование движения магнитов 168 относительно движения магнита 150 может служить в качестве корректировки для оценки уровня тонера в резервуаре 104 на основании других условий, таких как эмпирически полученная скорость подачи тонера или число напечатанных pels (печатаемых элементов) или напечатанных страниц, как обсуждалось выше, чтобы учесть изменчивость, и чтобы исправить потенциальную ошибку в такой оценке. Например, оценка уровня тонера на основании условий, таких как эмпирически полученная скорость подачи тонера или число напечатанных pels (печатаемых элементов) или напечатанных страниц, может смещаться от реального количества тонера 105, остающегося в резервуаре 104, с течением службы картриджа 100 с тонером, то есть разница между оценкой уровня тонера и реальным уровнем тонера может иметь тенденцию к увеличению с течением службы картриджа 100 с тонером. Повторный расчет оценки количества остающегося тонера 105 на основании движения магнита(ов) 168 относительно движения магнита 150 помогает исправить это смещение, чтобы обеспечить более точную оценку количества тонера 105, остающегося в резервуаре 104.

[0058] Следует принять во внимание, что чувствительный рычажный механизм 160 может включать в себя любое подходящее число магнитов 168, в зависимости от того, сколько требуется повторных расчетов оценки количества остающегося тонера. Например, чувствительный рычажный механизм 160 может включать в себя более двух магнитов 168, разнесенных вдоль окружности друг от друга, если требуется более частый повторный расчет оцениваемого уровня тонера. В качестве альтернативы, чувствительный рычажный механизм 160 может включать в себя одиночный магнит 168, если повторный расчет оцениваемого уровня тонера требуется только один раз, например, в точке, в которой резервуар 104 почти пуст. Положения магнитов 168 относительно направляющего лопастного элемента 162 могут быть выбраны, чтобы детектировать конкретные требуемые уровни тонера (например, 300 грамм остающегося тонера, 100 грамм остающегося тонера и т.д.) Кроме того, если вал 132 вращается с постоянной скоростью во время работы картриджа 100 с тонером, разница во времени между детектированием магнита 150 и магнита(ов) 168 магнитным датчиком 190 может использоваться вместо величины поворота вала 132. В данном варианте осуществления, разницы во времени, превышающие заданное пороговое значение, между детектированием магнита 150 и одного или более магнитов 168 может игнорироваться процессором, чтобы учитывать остановки вала 132 между заданиями печати.

[0059] Чувствительный рычажный механизм 160 не ограничен формой и архитектурой, показанной на фигуре 6, и может принимать много форм и размеров, если требуется. Например, фигура 9A иллюстрирует чувствительный рычажный механизм 1160, который включает в себя опору 1170 для магнитов, которая простирается радиально в виде держателя 1172. Опора 1170 для магнитов является относительно тонкой в осевом направлении и включает в себя магниты 1168, которые выровнены радиально и вдоль оси и разнесены вдоль окружности друг от друга. В данном варианте осуществления магниты 1168 расположены на осевом конце чувствительного рычажного механизма 1160 в положении, которое должно быть детектировано магнитным датчиком, расположенным рядом с боковой стенкой 110 или 112 или на ней. Фигура 9B иллюстрирует чувствительный рычажный механизм 2160, который, подобно чувствительному (детектирующему) рычажному механизму 160, обсуждаемому выше относительно фигуры 6, включает в себя пару держателей 2172, которые соединяют опору 2170 для магнитов с валом 132. Чувствительный рычажный механизм 2160 отличается от чувствительного рычажного механизма 160 тем, что опора 2170 для магнитов простирается дальше в направлении вдоль окружности, чтобы разместить дополнительные магниты 2168. Фигура 9C иллюстрирует чувствительный рычажный механизм 2160, который включает в себя ряд разнесенных вдоль окружности и выровненных вдоль оси радиальных держателей 3172, каждый из которых служит в качестве опоры 3170 для магнита. В данном варианте осуществления каждая опора 3170 для магнита устанавливает положение соответствующего магнита 3168 для детектирования магнитным датчиком, расположенным рядом с боковой стенкой 110 или 112 или на ней.

[0060] Направляющий лопастный элемент 162, имеющий лопастную поверхность 166, которая зацепляет тонер в резервуаре 104, также может принимать много форм и размеров, если требуется. Например, в одном варианте осуществления лопастная поверхность 166 находится под углом относительно направления перемещения чувствительного рычажного механизма 160. Например, лопастная поверхность 166 может быть V-образной и иметь переднюю поверхность, которая формирует вогнутую часть V-образного профиля. В другом варианте осуществления лопастная поверхность 166 включает в себя гребневую часть с рядом зубцов, которые разнесены вдоль оси друг от друга, чтобы уменьшить трение между чувствительным рычажным механизмом и тонером. Площадь поверхности лопастной поверхности 166 также может изменяться, если требуется.

[0061] Соответственно, количество тонера, остающегося в резервуаре, может быть определено посредством детектирования относительного перемещения между чувствительным рычажным механизмом и фиксированным рычажным механизмом внутри резервуара. Так как перемещение чувствительного рычажного механизма и фиксированного рычажного механизма может быть детектировано датчиком снаружи резервуара 104, чувствительный рычажный механизм и фиксированный рычажный механизм могут обеспечиваться без электрического или механического соединения с наружной частью корпуса 102 (отличной от вала 132). Это устраняет необходимость в герметизации дополнительного соединения в резервуаре 104, которое может быть подвержено утечке. Расположение магнитного датчика 190 снаружи резервуара 104 снижает риск загрязнения тонером, которое могло бы повредить датчик. Магнитный датчик 190 также может использоваться для детектирования установки картриджа 100 с тонером в устройство формирования изображения и для подтверждения, что вал 132 вращается надлежащим образом, тем самым устраняя необходимость в дополнительных датчиках для выполнения этих функций.

[0062] Несмотря на то, что примерные варианты осуществления, проиллюстрированные на фигурах 7A-7C, показывают магнитный датчик 190, расположенный примерно на "12 часов" относительно лопастного узла 140, магнитный датчик 190 может располагаться в любом месте на пути вращения лопастного узла 140, если требуется. Например, магнитный датчик 190 может быть расположен примерно на "6 часов" относительно лопастного узла 140 при изменении положений магнита 150 и магнита(ов) 168 относительно направляющего лопастного элемента 162 на 180 градусов.

[0063] Несмотря на то, что примерные варианты осуществления, обсуждаемые выше, используют чувствительный рычажный механизм и фиксированный рычажный механизм в резервуаре картриджа с тонером, следует принять во внимание, что чувствительный рычажный механизм и фиксированный рычажный механизм, каждый из которых содержит магнит, могут использоваться для определения уровня тонера в любом резервуаре или поддоне, содержащем тонер, в устройстве 22 формирования изображения, таком как, например, резервуар блока формирования изображения или область хранения для отработанного тонера. Дополнительно, несмотря на то, что в примерных вариантах осуществления, обсуждаемых выше, обсуждают систему для определения уровня тонера, следует принять во внимание, это эта система и способы, обсуждаемые здесь, могут использоваться для определения уровня материала в виде твердых частиц, отличного от тонера, такого как, например, зерно, семена, мука, сахар, соль и т.д.

[0064] Несмотря на то, что в примерах обсуждают детектирование магнитов с использованием магнитного датчика, в другом варианте осуществления вместо магнитного датчика используется индуктивный датчик, такой как датчик вихревого тока, или емкостный датчик. В данном варианте осуществления фиксированный рычажный механизм и чувствительный рычажный механизм включают в себя электропроводящие элементы, детектируемые индуктивным или емкостным датчиком. Как обсуждалось выше в отношении магнитов 150 и 168, металлические элементы могут быть прикреплены к фиксированному рычажному механизму и чувствительному рычажному механизму посредством фрикционной посадки, адгезива, крепежного элемента(ов) и т.д., или часть фиксированного рычажного механизма и чувствительного рычажного механизма может состоять из металлического материала.

[0065] Фигура 10 показывает другой примерный вариант осуществления лопастного узла 4140. В данном варианте осуществления картридж с тонером включает в себя лопасть 4141, которая закреплена на валу 4132 таким образом, что лопасть 4141 вращается вместе с валом 4132. Лопасть 4141 включает в себя множество постоянных магнитов 4168, установленных на одну или более опор 4170 для магнитов. Магниты 4168 расположены в непосредственной близости от внутренних поверхностей корпуса картриджа с тонером, но не касаются их, как обсуждалось выше. В примерном проиллюстрированном варианте осуществления опора 4170 для магнитов соединена с валом 4132 парой держателей 4172. В примерном проиллюстрированном варианте осуществления два магнита 4168a, 4168b установлены на опору 4170 для магнитов; тем не менее, при желании может использоваться более двух магнитов 4168. Магниты 4168a, 4168b по существу выровнены радиально и вдоль оси и разнесены вдоль окружности друг от друга относительно вала 4132. Магниты 4168 могут быть ориентированы, сформированы и установлены на вал 4132 множеством разных способов, как обсуждалось выше. В данном варианте осуществления магнитный датчик 190 детектирует магниты 4168 по мере вращения вала 4132. Таким образом, магнитный датчик 190 может использоваться для детектирования присутствия картриджа с тонером в устройстве формирования изображения и подтверждения, что вал 4132 вращается надлежащим образом, тем самым устраняя необходимость в дополнительных датчиках для выполнения этих функций. Магнитный датчик 190 также может использоваться для определения скорости вращения вала 4132 посредством измерения разницы во времени между детектированием магнита 4168a и детектированием магнита 4168b по мере вращения вала 4132. Магнитный датчик 190 также может использоваться для определения величины поворота вала 4132 посредством подсчета проходов магнитов 4168.

[0066] Вышеприведенное описание иллюстрирует различные аспекты настоящего раскрытия. Оно не подразумевается исчерпывающим. Скорее, оно выбрано, чтобы проиллюстрировать принципы настоящего раскрытия и его практическое применение, чтобы позволить специалисту в данной области техники использовать настоящее раскрытие, включая его различные модификации, вытекающие естественным образом. Все модификации и изменения предполагаются находящимися в объеме настоящего раскрытия, который определен прилагаемой формулой изобретения. Сравнительно очевидные модификации включают в себя объединение одного или более признаков разных вариантов осуществления с признаками других вариантов осуществления.

Настоящее изобретение относится к устройству формирования изображения и, более конкретно, к сменному блоку для устройства формирования изображения, имеющему магниты с переменным угловым смещением для детектирования уровня тонера. Заявленная группа изобретений содержит сменные блоки для электрофотографического устройства формирования изображения. Причем сменный блок для электрофотографического устройства формирования изображения содержит: корпус с резервуаром для хранения тонера, поворотный вал, расположенный внутри резервуара и имеющий ось вращения, первый магнит и второй магнит, соединенные с поворотным валом и способные вращаться вокруг оси вращения в ответ на вращение поворотного вала, при этом первый магнит и второй магнит проходят рядом с по меньшей мере частью внутренней стенки корпуса, формирующей резервуар, во время вращения первого и второго магнитов, при этом величина углового смещения между первым магнитом и вторым магнитом изменяется в зависимости от количества тонера в резервуаре, и первый рычажный механизм, способный вращаться вместе с поворотным валом и вращаться независимо от поворотного вала между ограничителем вращения вперед и ограничителем вращения назад, при этом второй магнит установлен на первом рычажном механизме и разнесен в угловом направлении назад относительно направления рабочего вращения поворотного вала от первого магнита, когда первый рычажный механизм находится на ограничителе вращения вперед. Технический результат заключается в обеспечении возможности измерения количества тонера, остающегося в сменном блоке устройства формирования изображения для предупреждения пользователя о том, что один из сменных блоков близок к пустому состоянию, а также для предотвращения печати после того, как один из блоков опустел, чтобы предотвратить повреждение устройства формирования изображения. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Сменный блок для электрофотографического устройства формирования изображения, содержащий:

корпус с резервуаром для хранения тонера;

поворотный вал, расположенный внутри резервуара и имеющий ось вращения;

первый магнит и второй магнит, соединенные с поворотным валом и способные вращаться вокруг оси вращения в ответ на вращение поворотного вала, при этом первый магнит и второй магнит проходят рядом с по меньшей мере частью внутренней стенки корпуса, формирующей резервуар, во время вращения первого и второго магнитов, при этом величина углового смещения между первым магнитом и вторым магнитом изменяется в зависимости от количества тонера в резервуаре; и

первый рычажный механизм, способный вращаться вместе с поворотным валом и вращаться независимо от поворотного вала между ограничителем вращения вперед и ограничителем вращения назад, при этом второй магнит установлен на первом рычажном механизме и разнесен в угловом направлении назад относительно направления рабочего вращения поворотного вала от первого магнита, когда первый рычажный механизм находится на ограничителе вращения вперед.

2. Сменный блок по п. 1, в котором первый магнит по существу выровнен вдоль оси со вторым магнитом относительно оси вращения.

3. Сменный блок по п. 1, в котором первый магнит по существу выровнен радиально со вторым магнитом относительно оси вращения.

4. Сменный блок по п. 1, дополнительно содержащий второй рычажный механизм, закрепленный для вращения вместе с поворотным валом, при этом первый магнит установлен на втором рычажном механизме.

5. Сменный блок по п. 1, в котором первый рычажный механизм имеет лопастный элемент, направляющий первый магнит в направлении рабочего вращения поворотного вала, а второй магнит следует за первым магнитом в направлении рабочего вращения поворотного вала.

6. Сменный блок по п. 1, в котором первый рычажный механизм смещается посредством смещающего элемента в направлении рабочего вращения поворотного вала к ограничителю вращения вперед.

7. Сменный блок для электрофотографического устройства формирования изображения, содержащий:

корпус с резервуаром для хранения тонера;

поворотный вал, расположенный внутри резервуара и имеющий ось вращения;

первый магнит, способный вращаться вместе с поворотным валом; и

чувствительный рычажный механизм, способный вращаться вместе с поворотным валом и вращаться независимо от поворотного вала между ограничителем вращения вперед и ограничителем вращения назад, при этом чувствительный рычажный механизм имеет лопастный элемент, направляющий первый магнит в направлении рабочего вращения поворотного вала, и второй магнит, следующий за первым магнитом в направлении рабочего вращения поворотного вала.

8. Сменный блок по п. 7, в котором первый магнит по существу выровнен вдоль оси со вторым магнитом относительно оси вращения.

9. Сменный блок по п. 7, в котором первый магнит по существу выровнен радиально со вторым магнитом относительно оси вращения.

10. Сменный блок по п. 7, в котором первый магнит и второй магнит проходят рядом с по меньшей мере частью внутренней стенки корпуса, формирующей резервуар, во время вращения первого магнита и чувствительного рычажного механизма.

11. Сменный блок по п. 7, дополнительно содержащий фиксированный рычажный механизм, закрепленный для вращения вместе с поворотным валом, при этом первый магнит установлен на фиксированном рычажном механизме.

12. Сменный блок по п. 7, в котором чувствительный рычажный механизм смещается посредством смещающего элемента в направлении рабочего вращения поворотного вала к ограничителю вращения вперед.

13. Сменный блок по п. 7, в котором второй магнит разнесен в угловом направлении назад относительно направления рабочего вращения поворотного вала от первого магнита, когда чувствительный рычажный механизм находится на ограничителе вращения вперед.

14. Сменный блок для электрофотографического устройства формирования изображения, содержащий:

корпус с резервуаром для хранения тонера;

поворотный вал, расположенный внутри резервуара и имеющий ось вращения;

первый рычажный механизм, закрепленный для вращения вместе с поворотным валом;

первый магнит на первом рычажном механизме, детектируемый магнитным датчиком, когда сменный блок установлен в устройство формирования изображения;

второй рычажный механизм, способный вращаться вместе с поворотным валом и вращаться независимо от поворотного вала между ограничителем вращения вперед и ограничителем вращения назад; и

второй магнит на втором рычажном механизме, по существу выровненный вдоль оси с первым магнитом и детектируемый магнитным датчиком, когда сменный блок установлен в устройство формирования изображения, при этом второй магнит разнесен в угловом направлении назад относительно направления рабочего вращения поворотного вала от первого магнита, когда второй рычажный механизм находится на ограничителе вращения вперед.

15. Сменный блок по п. 14, в котором первый магнит по существу выровнен радиально со вторым магнитом относительно оси вращения.

16. Сменный блок по п. 14, в котором первый магнит и второй магнит проходят рядом с по меньшей мере частью внутренней стенки корпуса, формирующей резервуар, во время вращения первого рычажного механизма и второго рычажного механизма.

17. Сменный блок по п. 14, в котором второй рычажный механизм имеет лопастный элемент, направляющий первый магнит в направлении рабочего вращения поворотного вала, а второй магнит следует за первым магнитом в направлении рабочего вращения поворотного вала.

18. Сменный блок по п. 14, в котором второй рычажный механизм смещается посредством смещающего элемента в направлении рабочего вращения поворотного вала к ограничителю вращения вперед.

19. Сменный блок для электрофотографического устройства формирования изображения, содержащий:

корпус с резервуаром для хранения тонера;

поворотный вал, расположенный внутри резервуара и имеющий ось вращения;

первый рычажный механизм, способный вращаться вместе с поворотным валом и имеющий первый магнит; и

второй рычажный механизм, способный вращаться вместе с поворотным валом и вращаться независимо от поворотного вала между ограничителем вращения вперед и ограничителем вращения назад, при этом второй рычажный механизм имеет второй магнит,

при этом второй рычажный механизм смещается посредством смещающего элемента в направлении рабочего вращения поворотного вала к ограничителю вращения вперед, и величина углового смещения между первым магнитом и вторым магнитом изменяется в зависимости от количества тонера в резервуаре.

20. Сменный блок по п. 19, в котором первый магнит по существу выровнен вдоль оси со вторым магнитом относительно оси вращения.

21. Сменный блок по п. 19, в котором первый магнит по существу выровнен радиально со вторым магнитом относительно оси вращения.

22. Сменный блок по п. 19, в котором первый магнит и второй магнит проходят рядом с по меньшей мере частью внутренней стенки корпуса, формирующей резервуар, во время вращения первого рычажного механизма и второго рычажного механизма.

23. Сменный блок по п. 19, в котором первый рычажный механизм закреплен для вращения вместе с поворотным валом.