湿型电子照相成像装置和用于控制显影剂收集的方法.pdf

一种湿型电子照相成像装置，包括：显影感光介质上的图像的显影单元；将显影剂提供给显影单元的显影剂盒；设置在显影单元和显影剂盒之间并将显影单元内剩余的显影剂收集到显影剂盒中的显影剂收集单元；以及控制通过显影剂收集单元收集的显影剂的量以防止收集显影剂时显影剂盒中的显影剂溢出的控制单元。一种在湿型电子照相成像装置中将显影单元中剩余的显影剂收集到显影剂盒的方法，包括步骤：开启泵，以将显影剂供应到显影单元，以自然方式和强制方式收集显影单元中剩余的显影剂。当打印操作终止或打印操作过程中出现错误时，控制强制收集以防止显影剂溢出显影剂盒。

权利要求书
1.  一种湿型电子照相成像装置，包括：
一显影单元，其用于显影感光介质上的图像；
一显影剂盒，其用于将显影剂提供给所述显影单元；
一显影剂收集单元，其设置在所述显影单元和所述显影剂盒之间，用于将所述显影单元内剩余的显影剂收集到所述显影剂盒中；和
一控制单元，其用于控制通过所述显影剂单元收集的显影剂的量，以防止在收集显影剂时所述显影剂盒中的显影剂溢出。

2.  如权利要求1所述的湿型电子照相成像装置，其中，所述显影剂收集单元包括：
一排出管，其提供一显影剂流动通道而使得所述显影单元中剩余的显影剂以自然方式收集到所述显影剂盒中；和
一泵，其用于以强制方式将所述显影单元中的显影剂收集到所述显影剂盒中。

3.  如权利要求2所述的湿型电子照相成像装置，其中，所述泵通过向前旋转和向后旋转供应并收集显影剂。

4.  如权利要求2所述的湿型电子照相成像装置，其中，所述控制单元通过比较强制收集的显影剂的量和自然收集的显影剂的量来控制所述泵。

5.  如权利要求4所述的湿型电子照相成像装置，其中，所述控制单元使用脉冲宽度调制控制所述泵。

6.  一种用于在湿型电子照相成像装置中将一显影单元中剩余的显影剂收集到一显影剂盒的方法，该方法包括以下步骤：
开启泵，以将显影剂供应到所述显影单元；
以自然方式收集所述显影单元中剩余的显影剂；
以强制方式收集显影剂，并且当打印操作终止或打印操作过程中出现错误时，控制强制收集以防止显影剂溢出所述显影剂盒。

7.  如权利要求6所述的方法，其中，以强制方式收集显影单元中剩余的显影剂的步骤包括以下子步骤：
关闭泵以停止将显影剂提供给所述显影单元；和
通过在向后方向上旋转泵来收集显影剂。

8.  如权利要求7所述的方法，其中，还包括子步骤：在停止显影剂供应后，停止泵一预定时间。

9.  如权利要求7所述的方法，其中，还包括子步骤：通过调整泵的占空因数来收集显影剂。

10.  如权利要求9所述的方法，其中，以自然方式收集剩余在显影单元的步骤包括使得显影剂通过一出口流出所述显影单元并且通过一排出管将显影剂收集到所述显影剂盒中的步骤。

11.  如权利要求9所述的方法，其中，基于下面的等式调整泵的占空因数：
Pwm＜(η-c(2gh)1/2·A)/(β·γ)
其中，η是可以通过所述排出管流入或流出所述显影剂盒的最大显影剂的量，c是排出管的流出系数，g是重力，h是显影单元中显影剂的高度，A是出口的截面面积，β是每单位时间泵的最大负载量，γ是基于泵的驱动力的控制常数，Pwm是泵送速度因数。

12.  一种湿型电子照相成像装置，包括：
一显影单元，其用于在感光介质上显影图像；
一显影剂盒，其用于将显影剂提供给所述显影单元；
一排出管，其提供一显影剂流动通道而使得所述显影单元中剩余的显影剂以自然方式收集到所述显影剂盒中；和
一泵，其用于以强制方式将所述显影单元中的显影剂收集到所述显影剂盒中；
一控制单元，其用于控制所述泵，以防止在收集显影剂过程中显影剂溢出。

13.  如权利要求12所述的湿型电子照相成像装置，其中，所述控制单元利用脉冲宽度调制来控制所述泵。

14.  如权利要求12所述的湿型电子照相成像装置，其中，所述显影单元具有一出口。

15.  如权利要求14所述的湿型电子照相成像装置，其中，所述控制单元基于下面的等式调整所述泵的占空因数：
Pwm＜(η-c(2gh)1/2·A)/(β·γ)
其中η是可通过所述排出管流入或流出所述显影剂盒的最大显影剂的量，c是所述排出管的流出系数，g是重力，h是所述显影单元中显影剂的高度，A是所述出口的截面面积，β是每单位时间所述泵的最大负载量，γ是基于所述泵的驱动力的控制常数，Pwm是泵送速度因数。

说明书湿型电子照相成像装置和用于控制显影剂收集的方法
技术领域
本发明大体涉及使用液体显影剂的湿型电子照相成像装置。具体而言，本发明涉及具有用于将剩余显影剂从显影单元收集到显影剂盒的系统的湿型电子照相成像装置，以及用于控制收集的显影剂量的方法。
背景技术
通常，电子照相成像装置可以分为使用干粉显影剂的干型成像装置或使用液体显影剂的湿型成像装置。干型和湿型成像装置各具有明显的特征。一般说来，与干型成像装置相比，湿型成像装置具有更好的打印质量、更高的精度和分辨率。随着数码相机的流行，对彩色成像装置的需求大大地增加。尤其增加了对可打印出高分辨率、自然颜色的打印作品的打印机的需求。
为了利用湿型成像装置得到期望的打印质量水平，需要提供比实际打印所需要量还多的显影剂量的显影单元。因此，过量的、未使用的显影剂被收集并返回到显影剂盒中。图1图示提供和收集显影剂的常规湿型电子照相成像装置。
在图1所示的装置中，当使用者输入打印指令时，供应泵(未示出)开始将显影剂从显影剂盒15供给到显影单元16。当显影单元16填充有一定水平的显影剂时，开始自然收集显影剂。即，过量的显影剂通过排出显影剂出口17、进入排出管18、并且由于重力流入显影剂盒15而返回到显影剂盒15。当继续打印时，供应泵进行的显影剂供应和显影剂的自然收集同时发生。因此，显影单元16保持适当的显影剂水平。
当打印终止时，或者当由于在打印处理过程中的错误而停止打印时，驱动收集泵12，以通过连接管13收集显影剂并返回显影剂。由于继续进行显影剂的自然收集，显影剂更迅速地收集到显影剂盒中。在完成剩余显影剂的收集后，收集泵停止，因此，显影剂的收集终止。
但是，当收集泵12运行时，显影剂通过排出管18和连接管13返回到影剂盒中。显影剂的这种同步双向流入使在显影剂盒15中容纳的显影剂的水平增加。这种增加的显影剂水平使显影剂盒中的空气压缩。压缩的空气漏出排出管18，使得在与显影剂流动的相反方向形成空气流20。这造成显影剂溢出并污染电子照相成像装置的各个内部零件。除了污染之外，溢出的显影剂造成故障。而且，溢出的显影剂漏出装置，严重地污染装置外部。
因此，需要改进用于在湿型电子照相成像装置中返回过量的显影剂的装置，以及采用该装置的湿型电子照相成像装置。
发明内容
本发明的一方面是至少解决上述问题和/或缺点，并至少提供下述优点。因此，本发明的一方面提供一种在收集显影剂的过程中能够调整流入显影剂盒的显影剂收集量的湿型电子照相成像装置，以及用于控制显影剂的收集量的方法。
根据本发明的一方面，湿型电子照相成像装置包括显影单元，用于在感光介质上显影图像。显影剂盒将显影剂提供给显影单元。显影剂收集单元设置在显影单元和显影剂盒之间，以收集在显影单元内剩余的显影剂并将显影剂返回到显影剂盒中。控制单元控制通过显影剂收集单元收集的显影剂量，以防止在收集显影剂时显影剂盒中的显影剂溢出。
优选地，显影剂收集单元包括设置用于使得显影单元中剩余的显影剂自然地收集到显影剂盒的显影剂流动通道的排出管，以及用于强制地将显影剂收集到显影剂盒的泵。
优选地，泵通过向前或向后旋转供应和收集显影剂。控制单元通过比较泵收集的显影剂量和自然收集的显影剂量来控制泵。而且，控制单元通过使用脉冲宽度调制(PWM)控制泵。
根据本发明的另一方面，一种用于在湿型电子照相成像装置中将显影单元中剩余的显影剂收集到显影剂盒中的方法，包括以下步骤：开启泵，以将显影剂提供给显影单元，用自然方式收集在显影单元中剩余的显影剂，用强制的方式收集显影剂，并且当打印操作终止或在打印操作过程中出现错误时，控制强制收集的显影剂的量。
优选地，用强制方式收集显影剂地步骤包括步骤：关闭泵，以停止将显影剂提供给显影单元，以及通过在向后方向旋转泵来收集显影剂。
用强制方式收集显影单元中剩余的显影剂的步骤优选还包括通过调整泵的占空因数来收集显影剂的步骤。另外，收集剩余显影剂的步骤优选进一步包括在显影剂供应停止后停止泵一预定时间使其不运行的步骤。
附图说明
结合附图，从下面的描述将更清楚本发明特定实施例的上述和其它目的、特征和优点。
图1是常规湿型电子照相成像装置的示意图；
图2是根据本发明实施例的湿型电子照相成像装置的示意图；
图3和4是图2所示的湿型电子照相成像装置的主要部分的示意图；
图5是根据本发明实施例控制显影剂的收集的方法的流程图。
应该理解，所有附图中，相同的附图标记指代相同的元件、特征和结构。
具体实施方式
在说明书中定义的内容诸如详细的结构和元件帮助全面地理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应认识到，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以对在此描述的实施例作出各种变化和变型。而且，为了清楚和简明起见，省略对已知功能和结构的描述。
图2是根据本发明实施例的湿型电子照相成像装置的结构示意图。图3表示图2所示的湿型电子照相成像装置的主要部分。
参照图2，湿型电子照相成像装置包括主体110、用于通过将显影剂提供给感光介质120以生成图像的多个显影单元160、容纳显影剂的多个显影剂盒150、多个显影剂收集单元200以及控制单元210(图3)。主体110支撑显影单元160、显影剂盒150、显影剂收集单元200和控制单元210。成像装置还包括中间转印带175和用于将图像从感光介质120转印到中间转印带175的支撑辊170。纸张沿打印纸传输通道P传输通过成像装置。
参照图2和3，显影单元160位于显影剂盒上部，并通过将显影剂传送到感光介质120而形成图像。从显影剂盒150供应到显影单元160的显影剂在感光介质120上形成图像，剩余的显影剂收集到显影剂盒150中。在显影单元160的底部设置有出口162。显影剂通过出口162自由下落(利用重力)，随后被收集到显影剂盒150中。
显影剂盒150填充有显影剂。显影剂盒150将显影剂提供给显影单元160并从显影单元160收集剩余的显影剂。绕轴151旋转的搅拌器152安装在显影剂盒150内部。搅拌器152防止供给显影单元160的显影剂固化。
显影剂收集单元200设置在显影单元160和显影剂盒150之间，并将显影单元160中的剩余显影剂收集到显影剂盒150中。显影剂收集单元200包括排出管100、泵180和连接管190。
排出管100连接显影剂盒150，并提供自然收集通道，其中在打印过程中流出出口162的显影剂通过自由下落向下流到排出管100。连接管190连接显影单元160、显影剂盒150和泵180。连接管190提供泵180所收集的显影剂所流经的通道。外配合单元172和内配合单元174设置在连接管190和显影剂盒150之间的连接位置处，以保持大致流体密封。
泵180连接连接管190，以使显影剂流动。优选地，泵180可以在向前和向后方向旋转。如上所述，在打印过程中，泵180将显影剂从显影剂盒150供给显影单元160。此外，泵180起收集泵的作用，用于在打印过程终止时从显影单元160收集显影剂。即，泵180在向前方向上旋转，以将显影剂从显影剂盒150供给显影单元160，反之，在向后方向上旋转，以将显影剂从显影单元160收集到显影剂盒150。
优选H桥式电路用于利用单个电源控制泵180的向前和向后旋转。
在此描述的本发明的典型实施例使用双功能型泵(即，同一个泵既用于供应显影剂，又用于收集显影剂)。但是，湿型电子照相成像装置不限于双功能型泵。可安装分开的供应泵和收集泵。但是，使用分开的泵，如果由于各种原因诸如断路等使得收集泵停止运行，而供应泵继续运行。因而，显影剂可能溢出。因此，优选使用一个泵来供应和收集显影剂。
控制单元210控制收集到显影剂盒150的显影剂量，以防止在显影剂收集过程中可能在显影剂盒150中发生的溢出。特别是，控制单元210使用脉冲宽度调制(PWM)控制运行泵。
PWM一般用于控制电机和其它电源。PWM通过调整脉冲信号的占空因数控制功率，并减少不必要的功耗。例如，当使用电阻来降低泵180的泵送速度时，存在不必要的功耗。相比之下，使用通过开启和关闭开关装置来控制泵送速度的开关装置控制泵送速度就没有不必要的功耗。“ON”与“OFF”的比率称为占空因数，通常用百分比(％)来表示。泵送速度随“ON”信号宽度的增加而增加。反之，泵送速度随“ON”宽度的减小而减小。因此，通过控制脉冲宽度来控制泵180，控制单元210限制供给泵180的功率和减少不必要的功耗。
换言之，PWM通过控制占空因数控制泵送速度。因此，控制单元210通过PWM调整占空因数，因此，调整泵180收集的显影剂量。作为这种调整的结果，控制单元210能够控制显影剂，使它不会溢出显影剂盒150的排出管100。
参照图4，将详细描述设置用于控制显影剂收集量的占空因数，以防止显影剂在排出管100溢出的方法。图4示出显影剂自然收集到显影剂盒150的自然收集通道和泵180强制收集显影剂的强制收集通道。
首先，Q1定义为自然收集的显影剂量，即，通过出口162从显影单元160收集到显影剂盒150的显影剂量。简而言之，Q1是每单位时间收集的显影剂量。假设A是出口162的截面面积，v是显影剂流出出口162的速度，Q1由下列等式确定。
[等式1]
Q1＝v·A
假设h是从出口162到显影单元160中容纳的显影剂顶面的平均高度，根据托里切利(Torricelli)定理获得v，其定义为：
[等式2]
v＝(2gh)1/2
这个等式是理论性的。但是，实际上，出口孔具有一定摩擦力。因此，假设流出系数是c，
[等式2’]
v＝c(2gh)1/2
这个流出系数根据出口的形状变化。当出口为圆形时，流出系数的范围为约0.93至约0.98。
将等式2’代入等式1，建立下列关系：
[等式3]
Q1＝c(2gh)1/2·A
同时，当假设泵180每单位时间收集到显影剂盒150的显影剂量表示为Q2，得到下列等式：
[等式4]
Q2＝β·γ·Pwm
在等式4中，β是泵180每单位时间的最大负载量，γ是基于泵180的驱动力的控制常数，Pwm是泵送速度因数。控制常数γ根据泵的类型和规格而不同。
当假设每单位时间通过排出管100流入或流出显影剂盒150的最大显影剂量为Q3，Q3为预定的常量，其可以用下列等式表示：
[等式5]
Q3＝η
为了防止显影剂在排出管100溢出，Q3应该大于Q1和Q2相加的值。这个关系可以根据等式3至等式5来定义，表示如下。
[等式6]
η＞c(2gh)1/2·A+β·γ·Pwm
因此，泵送速度因数Pwm确定如下。
[等式7]
Pwm＜(η-c(2gh)1/2·A)/(β·γ)
等式7表示了确定PWM的等式。为了防止显影剂在排出管100溢出，泵180的占空因数应该基于这个确定PWM的等式来确定。
还需要考虑由于温度的变化显影剂的容量有变化，以便精确确定PWM。流体容量的变化和温度的变化之间的关系成比例，并可以表示为ΔV∝ΔT。流体容量的变化ΔV使流体的高度增加，从显影剂顶面到出口162测量的高度h根据显影单元160的形状来变化。因此，由温度变化造成容量的变化引起高度变化，即，显影剂顶面和出口之间的Δh。因此，需要考虑显影装置的形状。
参照图3-5，详细地描述具有上述结构的湿型电子照相成像装置公开的典型实施例的操作。
在步骤S310中，当使用者输入打印指令时，打印过程开始。在步骤S320中，泵180开启，开始从显影剂盒150向显影单元160供应显影剂。此时，当显影剂到达显影单元160的预定水平时，在步骤S330中开始自然显影剂收集。当打印过程继续时，通过泵180进行的显影剂供应和通过出口162的显影剂自然收集同时发生，使得容纳在显影单元160内部的显影剂保持在合适的水平。
在步骤S340中，当打印过程终止或因为在打印过程中出现的错误而停止打印，在步骤S350中泵180关闭。在步骤S360中，泵180保持待机而关闭一预定时间t。在这种待机状态下，显影剂的自然收集继续。因此，显影单元160内部容纳的显影剂的量减少。将泵180设置为待机的理由是为了防止由于通过泵180突然收集显影剂，流入显影剂盒150的显影剂突然增加。
当显影单元160中容纳的一些显影剂量是通过自然收集来收集时，在步骤S370中，泵180向后旋转以进行从显影单元160到显影剂盒150强制收集显影剂。在步骤S380中，控制单元210改变泵的占空因数，以使得显影单元160中剩余的显影剂被强制地收集到显影剂盒150中，而不会造成显影剂在排出管100中溢出。当所有显影剂收集后，在步骤S390中关闭泵180，终止收集显影剂。
如上所述，控制通过泵180收集的显影剂的量以防止显影剂突然收集到显影剂盒150中。因此，可防止由于突然收集显影剂而造成的显影剂溢出。因此，所公开的湿型电子照相成像装置运行更稳定。
尽管参照一些实施例示出和描述了本发明，应该理解，本领域技术人员在不背离在所附的权利要求中限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对形式和细节做出各种变化。