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TWI688842B - 回收槽的碳粉偵測裝置 - Google Patents

回收槽的碳粉偵測裝置 Download PDF

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TWI688842B
TWI688842B TW108104859A TW108104859A TWI688842B TW I688842 B TWI688842 B TW I688842B TW 108104859 A TW108104859 A TW 108104859A TW 108104859 A TW108104859 A TW 108104859A TW I688842 B TWI688842 B TW I688842B
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李冠彤
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上福全球科技股份有限公司
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Abstract

本發明係一種回收槽的碳粉偵測裝置，回收槽具有外殼，碳粉偵測裝置包含有旋轉輪、傳動件以及彈性件，旋轉輪設於外殼且可相對外殼旋轉，旋轉輪具有第一抵頂部，傳動件與旋轉輪連接且能一起轉動，傳動件具有第二抵頂部，傳動件能相對旋轉輪在第一位置與第二位置之間改變位置，彈性件以其二端貼抵於第一抵頂部與第二抵頂部；傳動件由第一位置到達第二位置的過程中，第二抵頂部移近第一抵頂部且傳動件相對旋轉輪轉動。藉此，該碳粉偵測裝置可準確地偵測回收槽的碳粉是否達預定容量，同時可提高產品穩定性，並降低製造成本。

Description

回收槽的碳粉偵測裝置
本發明與電子成像裝置有關，特別是指一種用於電子成像裝置之回收槽的碳粉偵測裝置。
一般電子成像裝置如影印機或印表機等，其內部設有一可替換的碳粉回收槽以收集未轉印到紙張的多餘碳粉，然而若是碳粉回收槽已經滿了而未處理，將導致溢粉使印刷品質不佳，若是在回收槽未滿的情況下便更換新的回收槽又會造成浪費，因此，如何準確地偵測回收槽的碳粉是否達預定容量而需要替換，就成了本領域從業人員欲解決的技術問題。
目前的解決方案是將光學偵測器設置於回收槽預定位置，直接偵測該位置的碳粉是否已堆積到預定高度，惟其容易因局部區域的碳粉堆積而造成判斷錯誤。因此更發展出設有一攪拌桿的回收槽，由電子成像裝置驅動一設於回收槽的傳動齒輪來帶動攪拌桿轉動，即可將碳粉均勻地分佈於回收槽中。
此類回收槽為了偵測碳粉的多寡，更設有一傳動件位於傳動齒輪及攪拌桿之間，如美國9817359專利，傳動齒輪(driven gear)220藉由傳動件(transmission member)250來帶動攪拌桿(stirring shaft)210&230轉動，傳動齒輪220與該傳動件250之間設有一偏壓件(biasing member)270，其中傳動件250上設有二彈性支臂(locking portions)251，該彈性支臂251之一端設有一楔形凸塊(wedge-shaped projection)253，傳動齒輪220上具有二孔部(hole portions)222。攪拌桿210&230的旋轉阻力隨著回收槽(waste toner container)300的碳粉增加而增大，當碳粉達預定容量時，攪拌桿210&230受到足夠的旋轉阻力將迫使傳動件250克服彈簧270的彈力而被推往傳動齒輪220，移動過程中，傳動件250之二彈性支臂251先向內彈性變形，使楔形凸塊253伸入孔部222，到定位後二彈性支臂251向外回彈使楔形凸塊253與孔部222卡接，即可將傳動件250限位，使攪拌桿210&230不再與傳動件250咬合。此時，傳動件250連動一標誌件(flag member)280使其突出於回收槽300表面，即可被電子成像裝置1偵測到，並發出該回收槽300的碳粉已滿之警示。
由上述結構可知，碳粉到達預定容量時所產生的攪拌桿230之旋轉阻力需要克服彈性件270及彈性支臂251的彈力以及楔形凸塊253與孔部222的摩擦力才得以迫使該傳動件250到達定位，惟其製造過程中的公差、生產條件及環境或是材料等皆會影響前述彈力與摩擦力，使得回收槽的品質穩定性欠佳，容易因些微誤差改變碳粉的最大容量，可能造成溢粉或者回收槽尚有剩餘空間即被警示要替換而造成浪費，若要控制品質均一又會大幅提高製造成本。
本發明之一目的在於提供一種回收槽的碳粉偵測裝置，可準確地偵測回收槽的碳粉是否達預定容量；本發明之另一目的在於提供一種回收槽的碳粉偵測裝置，可提高產品穩定性，並降低製造成本。
為了達成上述目的，本發明之回收槽的碳粉偵測裝置包含有一旋轉輪、一傳動件以及一彈性件，該回收槽具有一外殼，該旋轉輪設於該外殼且可相對該外殼旋轉，該旋轉輪具有一第一抵頂部，該傳動件與該旋轉輪連接且能一起轉動，該傳動件具有一第二抵頂部，該傳動件能相對該旋轉輪在一第一位置與一第二位置之間改變位置，該彈性件設於該旋轉輪與該傳動件之間且以其二端貼抵於該第一抵頂部與該第二抵頂部，該彈性件施予該傳動件一朝向該第一位置的作用力；該傳動件由該第一位置到達該第二位置的過程中，該第二抵頂部移近該第一抵頂部且該傳動件相對該旋轉輪轉動。藉此，該回收槽的碳粉偵測裝置可準確地偵測回收槽的碳粉是否達預定容量，同時可提高產品穩定性，並降低製造成本。
以下藉由二較佳實施例配合圖式，詳細說明本發明的技術內容及特徵，如第1、2圖所示，係本發明第一較佳實施例所提供之碳粉偵測裝置10設於一回收槽1的立體圖，該回收槽1係用以設於一電子成像裝置(圖未示)如影印機或印表機等，該電子成像裝置具有一動力源(圖未示)與該旋轉輪20連接、以及一感應器(圖未示)。該回收槽1具有一外殼2、一入口4設於該外殼2上方、一側蓋6設於該外殼2之一側、以及一碳粉偵測裝置10設於該外殼2與該側蓋6之間，該入口4係用以接收該電子成像裝置多餘的碳粉，該感應器可感測該碳粉偵測裝置10的活動。如第3圖所示，係本發明第一較佳實施例所提供之碳粉偵測裝置10，該碳粉偵測裝置10係包含有一旋轉輪20、一傳動件30、一彈性件40以及一攪拌桿50。
如第4A、4B圖所示，該旋轉輪20設於該外殼2且可受該動力源驅動而繞一假想軸線L相對該外殼2旋轉。該旋轉輪20具有一呈圓環狀的本體21、一朝向該傳動件30且呈環槽狀之第一抵頂部22、一管部23位於該本體21中心且與該假想軸線L平行、一底部24設於該管部23遠離該傳動件30之一端、四擋壁25由該管部23徑向地延伸並與該本體21連接、四鏤空部26位於相鄰二該擋壁25之間、四軸向滑槽27設於該本體21之內緣且分別位於一該鏤空部26旁、以及四靠抵部28位於該本體21的內緣且分別位於一該鏤空部26旁。其中，該本體21之外緣具有與該動力源嚙合的齒緣211，該些鏤空部26位於該管部23與該本體21之間，各該靠抵部28分別位於成對的該軸向滑槽27及該擋壁25之間，其中各該軸向滑槽27平行該假想軸線L延伸且具有一靠近該傳動件30的擋止部27a、以及一遠離該傳動件30的出口27b。
如第5A、5B圖所示，該傳動件30具有一呈板狀的本體31、四支臂35由該本體31朝該旋轉輪20之方向延伸而出、四凸塊36分別設於各該支臂35末端的外緣、二凸部37由該本體31朝遠離該旋轉輪20之方向延伸而出、二嵌槽38分別位於該二凸部37之間、以及一穿孔39沿該假想軸線L貫穿該本體31。該本體31具有一朝向該旋轉輪20且呈環狀的第二抵頂部32，各該支臂35伸入各該鏤空部26中，且各該凸塊36係由該支臂35徑向地向外延伸而出且伸入於該軸向滑槽27中，使該傳動件30能與該旋轉輪20同軸地一起轉動，該旋轉輪20之擋止部27a可防止該凸塊36朝遠離該旋轉輪20之方向脫離該軸向滑槽27。
該彈性件40係為一圓筒形螺旋彈簧，該彈性件40係以其二端貼抵於該旋轉輪20之第一抵頂部22與該傳動件30之第二抵頂部32，該彈性件40使該傳動件30與該旋轉輪20於未受外力時互相遠離。於其他實施例中，該彈性件40的形狀可有其他變化，只要其二端貼抵於該旋轉輪20及該傳動件30即可。
如第6圖所示，該攪拌桿50具有一連接部51能與該傳動件30咬合、以及一攪拌部55與該連接部51卡接且能與該連接部51一起旋轉，該連接部51具有一軸桿52及二凸齒54，該軸桿52係穿過該傳動件30之穿孔39並伸入該旋轉輪20之管部23中，該軸桿52的末端可貼抵於該底部24，藉以將該攪拌桿50限位，各該凸齒54可分別伸入該傳動件30之嵌槽38，使該攪拌桿50能與該傳動件30咬合而能一起旋轉，該攪拌部55具有多數葉片56，當攪拌部55隨該連接部51旋轉時，該等葉片56可攪動該回收槽1中的碳粉，使碳粉均勻地分布於該回收槽1中。該連接部51及該攪拌部55可為一體成形或各為獨立元件。
藉由上述結構設計，該傳動件30能相對該旋轉輪20在一第一位置P1(如第8圖所示)與一第二位置P2(如第9圖所示)之間改變位置，由於該彈性件40施予該傳動件30一朝向該第一位置P1的作用力，使得該傳動件30未受外力作用時會保持在該第一位置P1。如第7A、8圖所示，該傳動件30位於第一位置P1時，該二凸齒54係伸入該二嵌槽38中，即該攪拌桿50與該傳動件30咬合並接收該傳動件30的旋轉，使得該旋轉輪20能透過該傳動件30驅動該攪拌桿50旋轉。隨著回收槽1中的碳粉增加，該攪拌桿50旋轉的阻力變大，使該凸齒54與該嵌槽38開始產生錯位，並使該傳動件30開始克服該彈性件40之彈力而逐漸被推往該第二位置P2，此階段該第二抵頂部32移近該第一抵頂部22，惟該攪拌桿50仍能接收該傳動件30的旋轉，當回收槽1的碳粉到達預定容量時，使該攪拌桿50的阻力到達一閾值時，該傳動件30被推至最靠近該旋轉輪20的位置，此時，該凸塊36由該出口27b脫離該軸向滑槽27，如第7B圖所示，該傳動件30即可受該攪拌桿50作用而相對該旋轉輪20轉動，使該凸塊36沿著該靠抵部28移動，直到該傳動件30之支臂35靠抵於該擋壁25為止，該傳動件30又再度與該旋轉輪20一起旋轉，此時，該二凸齒54脫離該二嵌槽38，由於該傳動件30的凸塊36貼抵於該靠抵部28，使該傳動件30能維持在第二位置P2，該攪拌桿50無法再接收該傳動件30的旋轉，該旋轉輪20亦無法再透過該傳動件30驅動該攪拌桿50旋轉，該傳動件30移動到該第二位置P2時將被該感應器感測到，該電子成像裝置即可發出需替換該回收槽1的警示。
藉由上述的結構，該攪拌桿50僅需要克服該彈性件40的彈力，即可在碳粉達預定容量時將該傳動件30由第一位置P1推往該第二位置P2。由於彈性件的彈力設定相對較容易，其他元件（如：該旋轉輪20及該傳動件30等）製造過程中的生產條件、環境的些微誤差及材料並不會影響回收槽1之最大碳粉容量，使得回收槽1的品質穩定性較高，亦不需要嚴苛控管製造參數就能達到均一的品質，如此可降低製造成本並達成準確地偵測回收槽的碳粉是否達預定容量的功效。
需要說明的是，該旋轉輪20之擋壁25、該鏤空部26、該軸向滑槽27、該靠抵部28、該傳動件30之支臂35、設於該支臂35之凸塊36、該嵌槽38以及該攪拌桿50之凸齒54之數量均可加以變化，只要至少一個即可。該旋轉輪20可不具有該齒緣211，只要該旋轉輪20可受該動力源驅動旋轉即可。此外，該電子成像裝置之感應器並非本案重點，只要該電子成像裝置能感測該傳動件30的移動即可。
基於本發明之設計精神，該碳粉偵測裝置10之結構可有其他變化，如第10圖所示，係本發明第二較佳實施例所提供之碳粉偵測裝置10a，大致是將第一實施例中之旋轉輪20與傳動件30的對接結構互換，亦即本實施例之旋轉輪60具有一本體61、四支臂63由該本體61延伸而出、以及四凸塊64分別設於各該支臂63上，如圖11A、11B所示。本實施例之傳動件70則具有一本體71、一筒部72由該本體71延伸而出、一穿槽73位於該本體71之中心、四擋壁74由該穿槽73徑向地延伸並與該筒部72連接、四鏤空部75位於相鄰二該擋壁74之間、四軸向滑槽76設於該筒部72之內緣且分別位於一該鏤空部75旁、四靠抵部77設於該筒部72之內緣且分別位於一該鏤空部75旁、以及二朝向該攪拌桿50之嵌槽78，其中各該軸向滑槽76分別具有一靠近該旋轉輪60的擋止部76a、以及一遠離該旋轉輪60的出口76b，如圖12A、12B所示。該旋轉輪60之該等支臂63係分別伸入該傳動件70之該等鏤空部75，該等凸塊64係分別伸入該等軸向滑槽76，使該傳動件70能與該旋轉輪60一起轉動。藉由上述結構，該傳動件70同樣能相對該旋轉輪60在該第一位置P1與該第二位置P2之間改變位置。
當該傳動件70位於該第一位置P1時，該傳動件70之擋止部76a可防止該旋轉輪60脫離該軸向滑槽76，該攪拌桿50之二凸齒54分別伸入該傳動件70之二嵌槽78中，使該攪拌桿50與該傳動件70咬合並隨著該旋轉輪60旋轉。當該回收槽1的碳粉逐漸達該預定容量，該傳動件70由該第一位置P1被推往該第二位置P2的過程中，該凸塊64由該出口76b脫離該軸向滑槽76，該傳動件70受該攪拌桿50作用而相對該旋轉輪60旋轉，直到該支臂63靠抵於該擋壁74，該傳動件70維持在該第二位置P2，該傳動件70又再度與該旋轉輪60一起旋轉。如此，該碳粉偵測裝置10a亦能達到產品穩定及低製造成本的功效。
上述僅為本創作實施例的說明，舉凡未超脫本創作精神所作的簡易結構潤飾或變化，例如：第一實施例之軸向滑槽27及該靠抵部28係位於該管部23的外緣，而該凸塊36係由該支臂35徑向地向內延伸而出；或者第二實施例之傳動件70被推往該第二位置P2時，該支臂63未靠抵於該擋壁74，而是由該旋轉輪60之凸塊64靠抵於該傳動件70之其他部位，亦即只要該傳動件70於該第二位置P2時，該傳動件70能與該旋轉輪60一起旋轉，無論該旋轉輪及該傳動件靠抵部位為何，仍應屬於本發明申請專利範圍所涵蓋。
1:回收槽
2:外殼
4:入口
6:側蓋
10、10a:碳粉偵測裝置
20:旋轉輪
21:本體
211:齒緣
22:第一抵頂部
23:管部
24:底部
25:擋壁
26:鏤空部
27:軸向滑槽
27a:擋止部
27b:出口
28:靠抵部
30:傳動件
31:本體
32:第二抵頂部
35:支臂
36:凸塊
37:凸部
38:嵌槽
39:穿孔
P1:第一位置
P2:第二位置
40:彈性件
50:攪拌桿
51:連接部
52:軸桿
54:凸齒
55:攪拌部
56:葉片
60:旋轉輪
61:本體
63:支臂
64:凸塊
70:傳動件
71:本體
72:筒部
73:穿槽
74:擋壁
75:鏤空部
76:軸向滑槽
76a:擋止部
76b:出口
77:靠抵部
78:嵌槽
L:假想軸線
第1圖為本發明第一較佳實施例之回收槽的立體圖； 第2圖為本發明第一較佳實施例之回收槽的局部分解圖； 第3圖為本發明第一較佳實施例之回收槽的碳粉偵測裝置的立體圖； 第4A、4B圖為本發明第一較佳實施例之碳粉偵測裝置之旋轉輪的不同角度立體圖； 第5A、5B圖為本發明第一較佳實施例之碳粉偵測裝置之傳動件的不同角度立體圖； 第6圖為本發明第一較佳實施例之碳粉偵測裝置之攪拌桿的立體圖； 第7A-7C圖為本發明第一較佳實施例之傳動件的動作示意圖； 第8圖為本發明第一較佳實施例之傳動件位於第一位置的局部剖面圖； 第9圖為本發明第一較佳實施例之傳動件位於第二位置的局部剖面圖； 第10圖為本發明第二較佳實施例之回收槽的碳粉偵測裝置的局部立體圖； 第11A、11B圖為本發明第二較佳實施例之碳粉偵測裝置之旋轉輪的不同角度立體圖； 第12A、12B圖為本發明第二較佳實施例之碳粉偵測裝置之傳動件的不同角度立體圖。
1:回收槽
2:外殼
4:入口
6:側蓋
10:碳粉偵測裝置
20:旋轉輪
30:傳動件
40:彈性件
50:攪拌桿
L:假想軸線

Claims (13)

  1. 一種回收槽的碳粉偵測裝置，該回收槽具有一外殼，該碳粉偵測裝置包含有： 一旋轉輪，設於該外殼且可相對該外殼旋轉，該旋轉輪具有一第一抵頂部； 一傳動件，與該旋轉輪連接且能一起轉動，該傳動件具有一第二抵頂部，該傳動件能相對該旋轉輪在一第一位置與一第二位置之間改變位置；以及 一彈性件，設於該旋轉輪與該傳動件之間且以其二端貼抵於該第一抵頂部與該第二抵頂部，該彈性件施予該傳動件一朝向該第一位置的作用力； 該傳動件由該第一位置到達該第二位置的過程中，該第二抵頂部移近該第一抵頂部且該傳動件相對該旋轉輪轉動。
  2. 如請求項1所述回收槽的碳粉偵測裝置，其中該旋轉輪具有一軸向滑槽，該傳動件具有一凸塊伸入該軸向滑槽中，使該傳動件能與該旋轉輪一起轉動。
  3. 如請求項2所述回收槽的碳粉偵測裝置，其中該軸向滑槽具有一靠近該傳動件的擋止部、以及一遠離該傳動件的出口，該傳動件由該第一位置到達該第二位置的過程中，該凸塊由該出口脫離該軸向滑槽。
  4. 如請求項3所述回收槽的碳粉偵測裝置，其中該旋轉輪具有一鏤空部，該軸向滑槽位於該鏤空部旁，該傳動件具有一支臂伸入該鏤空部，該凸塊設於該支臂。
  5. 如請求項4所述回收槽的碳粉偵測裝置，其中該旋轉輪具有一靠抵部位於該鏤空部旁，該傳動件的凸塊能貼抵於該靠抵部，使該傳動件能維持在該第二位置。
  6. 如請求項5所述回收槽的碳粉偵測裝置，其中該旋轉輪具有一擋壁位於該鏤空部旁，供該傳動件靠抵，使該傳動件位於該第二位置時能與該旋轉輪一起旋轉。
  7. 如請求項1所述回收槽的碳粉偵測裝置，其中該傳動件具有一軸向滑槽，該旋轉輪具有一凸塊伸入該軸向滑槽中，使該傳動件能與該旋轉輪一起轉動。
  8. 如請求項7所述回收槽的碳粉偵測裝置，其中該軸向滑槽具有一靠近該旋轉輪的擋止部、以及一遠離該旋轉輪的出口，該傳動件由該第一位置到達該第二位置的過程中，該凸塊由該出口脫離該軸向滑槽。
  9. 如請求項8所述回收槽的碳粉偵測裝置，其中該傳動件具有一鏤空部，該軸向滑槽位於該鏤空部旁，該旋轉輪具有一支臂伸入該鏤空部，該凸塊設於該支臂。
  10. 如請求項9所述回收槽的碳粉偵測裝置，其中該傳動件具有一靠抵部位於該鏤空部旁，該旋轉輪的凸塊能貼抵於該靠抵部，使該傳動件能維持在該第二位置。
  11. 如請求項10所述回收槽的碳粉偵測裝置，其中該傳動件具有一擋壁位於該鏤空部旁，供該旋轉輪靠抵，使該傳動件位於該第二位置時能與該旋轉輪一起旋轉。
  12. 如請求項1所述回收槽的碳粉偵測裝置，更包含有一攪拌桿，當該傳動件位於該第一位置時，該攪拌桿能與該傳動件咬合並接收該傳動件的旋轉，隨著該攪拌桿的阻力變大，該傳動件逐漸被推往該第二位置但仍能接收該傳動件的旋轉，當該傳動件位於該第二位置時，該攪拌桿不再與該傳動件咬合而無法接收該傳動件的旋轉。
  13. 如請求項12所述回收槽的碳粉偵測裝置，其中該攪拌桿具有一軸向延伸的凸齒，該傳動件具有一嵌槽，當該傳動件位於該第一位置時，該凸齒伸入該嵌槽中，使該攪拌桿能隨著該傳動件一起旋轉。
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