KR100609903B1

KR100609903B1 - 잉크잔량검출장치

Info

Publication number: KR100609903B1
Application number: KR1020040103253A
Authority: KR
Inventors: 김태균; 김정선
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-12-08
Filing date: 2004-12-08
Publication date: 2006-08-08
Also published as: KR20060064409A

Abstract

본 발명은, 잉크잔량검출장치에 관한 것으로서, 잉크저장부에 저장된 잉크 수면을 향하여 검출파를 발신하는 발신부와, 잉크 수면에 반사된 검출파의 반사파를 수신하는 수신부와, 검출파의 발신으로부터 반사파의 수신까지 소요된 시간에 기초하여 잉크 잔량을 평가하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 잉크저장부에 남아 있는 잉크의 잔량을 정확히 검출할 수 있다.

잉크젯 프린터, 잔량검출, 전자기파

Description

잉크잔량검출장치{Ink Level Sensing Device}

도 1은 종래의 잉크잔량검출장치를 나타낸 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 잉크잔량검출장치의 구성도,

도 3은 잉크잔량과 검출파의 소요시간(Delay time)과의 관계를 나타낸 그래프,

도 4 및 도 5는 셔틀 타입 프린터에 있어서 본 발명의 실시예를 나타낸 도면,

도 6 및 도 7은 라인 헤드 타입 프린터에 있어서 본 발명의 실시예를 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 잉크저장부 13 : 프린터 헤드

20 : 잉크 31 : 발신부

33 : 수신부 35 : 제어부

37 : 표시부 39 : 가이드

40 : 검출파 41 : 전자기파

본 발명은 잉크잔량검출장치에 관한 것이다.

일반적으로 잉크젯 프린터에서는 인쇄 작업 도중 잉크가 소진되어 발생하는 화질열화 및 프린터 헤드 고장 등을 방지하기 위하여 잉크잔량검출장치를 구비하고 있다.

도 1은 종래기술의 일예로서 미국특허 US 5,997,121에서 제안된 바 있는 잉크잔량검출장치를 나타낸 측면도이다. 도 1을 참조하면, 잉크저장부(110)의 하단 또는 측면에 광(光)을 조사하는 발광소자(131)와 잉크저장부(110)에 의해 반사된 광을 검출하는 수광소자(133)를 설치하고, 수광소자(133)에 의해 검출된 광의 강도로부터 잉크의 잔량여부를 평가하는 잉크잔량검출장치가 개시되어 있다.

즉, 잉크(120)와 공기는 반사율이 서로 다르기 때문에 잉크저장부(110)내에 잉크(120)가 남아 있는 경우에는 발광소자(131)에서 조사된 광이 잉크저장부(110)와 잉크(120)의 접촉면에서 소량만이 반사되어 수광소자(133)에 도달하게 되며, 잉크저장부(110) 내에 잉크(120)가 남아 있지 않은 경우에는 상기 접촉면에서 대부분의 광이 반사되어 수광소자(133)에 많은 양의 광이 도달하게 된다. 따라서 수광소자(133)에서 검출되는 빛의 양(강도)를 측정한 후 이를 이용하여 잉크(120)의 잔량여부를 평가하는 방법을 사용한다.

그러나, 전술한 종래기술의 경우 발광소자와 수광소자가 광축에 정확히 정렬되어야 하는 배치상의 어려운 점이 있었으며, 특히 잉크저장부의 하우징에서 반 사된 빛을 검출하기 때문에 잉크저장부의 하우징이 오염되어 잉크가 실제 남아 있지 않고 하우징의 내벽에 얇은 막으로 존재하는 경우에는 잉크 잔량이 충분한 것으로 인식할 우려가 있어 잉크잔량검출에 있어 신뢰성을 확보하기 어려운 점이 있었다.

또한, 잉크저장부의 소정의 위치에 잉크가 존재하는지 여부만이 판단 가능해 연속적인 잉크 수위를 감지할 수 없는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 잉크저장부에 남아 있는 잉크의 잔량을 정확히 검출하여 적절한 시기에 교체 가능하게 하는 잉크잔량검출장치를 제공하는데 목적이 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 잉크잔량을 연속적으로 검출함으로써 잉크의 감소속도를 알 수 있게 하여 사용자로 하여금 잉크 교체시기를 예측할 수 있는 잉크잔량검출장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적은, 잉크젯 프린터의 잉크저장부에 남아있는 잉크의 잔량을 검출하는 잉크잔량검출장치에 있어서, 상기 잉크저장부에 저장된 잉크수면을 향하여 검출파를 발신하는 발신부와, 상기 잉크수면에 반사된 상기 검출파의 반사파를 수신하는 수신부와, 상기 검출파의 발신으로부터 상기 반사파의 수신까지 소요된 시간에 기초하여 상기 잉크 잔량을 평가하는 제어부를 포함하는 잉크잔량검출장치에 의하여 달성된다.

여기서, 상기 검출파는 전자기파로 할 수 있다.

또한, 상기 잉크저장부내에 상기 잉크저장부의 상부로부터 하부까지 소정의 간격을 두고 설치되어 상기 전자기파의 진행을 유도하는 한 쌍의 가이드를 더 포함할 수 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 잉크잔량검출장치의 구성을 나타낸 도면이다. 이를 참조하면, 본 발명에 따른 잉크젯 프린터의 잉크잔량검출장치는 잉크저장부(10)에 저장된 잉크 수면을 향하여 검출파(40)를 발신하는 발신부(31)와, 잉크수면에 반사된 검출파(40)의 반사파를 수신하는 수신부(33)와, 검출파(40)의 발신으로부터 반사파의 수신까지 소요된 시간에 기초하여 잉크저장부(10)에 저장된 잉크(20) 잔량을 평가하는 제어부(35)를 포함하여 구성된다.

발신부(31)는 잉크저장부(10)에 마련되며, 잉크저장부(10)에 저장된 잉크(20)의 수면을 향하여 검출파(40)를 발신하며, 검출파(40)를 발신한 시간에 대한 정보를 후술한 제어부(35)로 송신한다.

여기서, 검출파(40)는 전자기파(41)로 할 수 있으며, 초음파 등 잉크(20) 수면에서 반사되어 후술할 수신부(33)에 수신될 수 있는 어떤 종류의 파로도 제한없이 할 수 있다. 그러나, 전자기파(41)로 하는 경우에는 진행속도가 초음파 및 여타의 검출파(40)보다 빠르므로 잉크잔량여부를 빠르게 검출할 수 있다.

한편, 발신부(31)에서 검출파(40)를 발신하는 방법에는 제한이 없으나, 검출파(40)가 전자기파(41)인 경우에 후술할 제어부(35)가 발신부(31)에 전기적 펄스 (electrical pulse)를 인가하여 이로부터 발신부(31)에서 전자기파 (electromagnetic signal,41)를 발생하도록 할 수 있다.

수신부(33)는 잉크저장부(10)에 마련되며, 발신부(31)에서 발신된 검출파(40)가 잉크(20) 수면에서 반사되어 되돌아오는 반사파를 수신한다. 여기서, 수신부(33)는 반사파를 수신한 시간에 대한 정보를 후술할 제어부(35)로 송신하여 제어부(35)에서 잉크잔량을 평가할 수 있도록 한다.

제어부(35)는 발신부(31)로 하여금 검출파(40)를 발신하도록 제어하며 동시에 발신부(31)에서 검출파(40)를 발신한 시간과 수신부(33)에서 반사파가 수신된 시간에 대한 정보를 취합하여 검출파(40)가 발신부(31)에서 발신되어 수신부(33)로 수신될때까지의 소요시간을 산출한다. 제어부(35)는 산출된 소요시간과 미리 입력해둔 데이터와 비교하여 잉크의 잔량을 평가한다.

도 3은 제어부(35)에서 상기 소요시간으로부터 잉크저장부(10)에 남아있는 잉크잔량을 평가하는 원리를 나타낸 그래프이다. 여기서, X축은 검출파(40)가 발신부(31)로부터 수신부(33)까지 진행하는데 소요된 시간을 나타내며, Y축은 잉크저장부(10)내에 남아 있는 잉크수준(ink level)을 나타낸다.

전자기파(41)의 진행속도는 항상 일정하므로 진행 시간을 알면 이동거리를 알 수 있다. 즉, 잉크저장부(10)의 잉크잔량이 많이 남아있는 경우에는 발신부(31)로부터 잉크(20)수면까지의 거리가 길어지므로 전자기파(41)가 발신부(31)를 출발하여 수신부(33)까지 도달하는데 걸리는 시간은 길어지게 된다(도 3의 A참조). 한편, 잉크저장부(10)의 잉크(20)의 잔량이 많은 경우에는 잉크(20) 수면이 상승하게 되어 발신부(31)에 가까워지게 되므로 전자기파(41)의 이동경로는 짧아지며(도 3의 B참조), 교체된 잉크(20)의 경우에는 발신부(31)로부터 수신부(33)까지 전자기파(41)가 이동하는데 소요된 시간이 제일 짧아지게 된다.(도 3의 C참조).

따라서, 제어부(35)는 소요시간을 입력으로 하여 이동거리를 산출함으로써 잉크저장부(10) 상부로부터 잉크(20) 수면까지의 거리를 알 수 있다.

이경우 제어부(35)는 검출파(40)의 소요시간에 따른 잉크(20)잔량에 대한 정보가 미리 입력되어 있는 메모리를 더 포함할 수 있다.

여기서, 본 발명에 따른 잉크잔량검출장치는 상기 제어부(35)에서 평가한 잉크잔량정보를 사용자에게 제공하기 위해 표시부(37)를 더 포함할 수 있다.

한편, 잉크저장부(10)에는 잉크저장부(10)의 상부로부터 헤드(13)가 마련된 하부까지 소정의 간격을 두고 설치되어 상기 전자기파(41)의 진행을 유도하는 튜브(tube)모양의 한 쌍의 가이드(39)를 더 포함할 수 있다(도 5 및 도 7 참조).

이 경우 가이드(39)의 길이는 발신부(31) 및 수신부(33)가 위치한 곳에서부터 잔량을 검출하고자하는 잉크의 최저수위까지 연장되어 마련될 수 있다. 한편, 가이드(39)는 전자기파(41)가 가이드(39)를 따라 전파될 수 있도록 전도체로 된 한 쌍의 전극으로 할 수 있다.

이 경우 헤드(13)의 이동에 의하여 생긴 진동이 잉크저장부(10)에 전달되어잉크(20)이 수면이 불규칙한 상태에 있더라도 전자기파(41)는 가이드(39)에 의해 안정적으로 진행하므로, 난반사에 의한 영향이 없어 높은 신뢰도를 가지고 잉크잔량을 측정할 수 있다.

제어부(35)에 의해 발신부(31)에 전기적펄스(electrical pulse)가 인가되면 발신부(31)는 두 가이드(39)사이에 전자기파(electromagnetic signal,41)를 발생시키며, 발생된 전자기파(41)는 상부로부터 가이드(39)를 따라 아래로 진행하다가 잉크(20) 수면에 다다르면 반사되어 수신부(33)에 수신된다.

이러한 구성에 의해, 본 발명에 따른 잉크잔량검출장치의 작동과정을 도 4 및 도 5를 참조하여 살펴보면 다음과 같다. 이하, 도 4 및 도 5에서는 전술한 제어부(35) 및 표시부(37)에 대해서는 편의상 도시되지 않았음을 밝혀둔다.

도 4 및 도 5는 헤드가 좌우로 이동하며 용지의 한 라인을 인쇄하는 프린터(Shuttle type printer)에 본 발명의 잉크잔량검출장치가 적용된 실시예들을 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 셔틀타입 프린터의 헤드어셈블리는 두 개의 챔버(chamber)를 가지고 있으며, 제한적이지는 않으나 플라스틱 폼과 같은 다공성물질로 구성되어 부압을 발생시키는 제1챔버(12)와 잉크의 저장용량을 극대화하기 위해 잉크만을 담을 수 있도록 된 제2챔버(이하 '잉크저장부(10)'라 한다.)로 구성되어 있으며, 잉크(20)를 용지에 토출하는 노즐을 가진 헤드(13, 간략히 도시하였슴.)는 제1챔버의 하부에 위치하고 있다. 본 발명에 따른 잉크잔량검출장치는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 잉크저장부에 설치된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 잉크저장부(10)의 상부에는 발신부(31)와 수신부(33)가 각각 설치되어 있다. 발신부(31)는 제어부(35)에 의해 전기적펄스(electric pulse)가 인가되면 하방으로 전자기파(41)를 발신한다. 전자기파(41)는 잉크(20) 수면을 향하여 진행하다가 잉크(20) 수면에서 반사되어 다시 상방을 향하는 반사파가 되고 수신부(33)에 도달하게 된다.

제어부(35)는 전자기파(41) 발생시 발신부(31)로부터 출발시간에 대한 정보를 수신받고, 반사파가 도달한 시점에서 수신부(33)로부터 도착시간에 대한 정보를 수신받아 소요시간을 산출한다.

제어부(35)는 산출된 소요시간을 미리 입력해둔 데이터와 비교하여 잉크 수면의 높이를 계산함으로써 잉크잔량상태를 평가하고, 이 결과를 표시부(37)를 통해 사용자로 하여금 알게 한다.

따라서, 본 발명에 의해 잉크잔량을 빠른 속도로 정확히 검출할 수 있으며, 하나의 검출장치만으로도 잉크잔량을 수위별로 정확히 평가할 수 있다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 전자기파(41)의 진행을 유도하는 한 쌍의 가이드(39)를 더 포함하도록 구성할 수 있다. 이 경우 발신부(31)에서 발생된 전자기파(41)는 두 개의 가이드(39)를 따라 잉크를 향하여 진행하다가 수면에서 반사되어 수신부(33)에 도달하게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 잉크잔량검출장치에 의해 잉크잔량을 빠른 속도로 정확히 검출할 수 있을 뿐 아니라, 연속적 검출이 가능하고, 특히 잉크저장부(10)의 진동으로 인한 수면의 불규칙으로 검출파가 수면에서 난반사되어 수신부(33)로 수신되지 않는 것을 방지할 수 있다.

도 6 및 도 7는 용지의 폭 만큼의 길이를 갖는 헤드를 구비하는 프린터(Page width line head printer)에 있어서 실시예들을 나타낸 도면이다.

일반적으로 라인헤드(page width line head, 13 ) 프린터는 잉크저장부(10)만을 교체 가능하도록 설계되어 있으며, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 잉크저장부(10) 하부는 라인헤드(13, 간략히 도시하였슴.)로 잉크(20)를 공급하기 위한 잉크 유로와 부압발생을 위한 부압발생장치(15)가 마련되어 있다.

이 경우에도 발신부(31) 및 수신부(33)를 잉크저장부(10)의 상부에 마련하고, 발신부(31)로부터 발신한 전자기파(41)가 수신부(33)에 도달하기 까지 소요된 시간을 측정하여 잉크수위를 평가할 수 있다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 잉크저장부(10) 상부에 전자기파(41)의 진행을 유도하는 한 쌍의 가이드(39)를 마련하고 이를 잉크저장부(10)의 하부까지 연장함으로써 잉크잔량을 검출할 수도 있다.

여기서, 상기 잉크잔량검출장치는 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 잉크저장부를 갖는 습식 레이저프린터나 복사기에도 장착될 수 있음은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 잉크저장부에 남아 있는 잉크의 잔량을 빠르고 정확하게 검출하여 적절한 시기에 잉크를 교체 할 수 있으며, 또한 잉크잔량을 연속적으로 검출함으로써 잉크의 감소속도를 알 수 있게 하여 사용자로 하여금 잉크 교체시기를 예측하게 할 수 있다.

Claims

잉크젯 프린터의 잉크저장부에 남아있는 잉크의 잔량을 검출하는 잉크잔량검출장치에 있어서,

상기 잉크저장부에 저장된 잉크수면을 향하여 검출파를 발신하는 발신부와;

상기 잉크수면에 반사된 상기 검출파의 반사파를 수신하는 수신부와;

상기 검출파의 발신으로부터 상기 반사파의 수신까지 소요된 시간에 기초하여 상기 잉크 잔량을 평가하는 제어부를 포함하며,

상기 검출파는 전자기파인 것을 특징으로 하는 잉크잔량검출장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 잉크저장부내에 상기 잉크저장부의 상부로부터 하부까지 소정의 간격을 두고 설치되어 상기 전자기파의 진행을 유도하는 한 쌍의 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크잔량검출장치.