KR100963901B1 - 보조 현상제 카트리지 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 현상제 카트리지는 광 센서가 설치된 화상형성장치 본체에 착탈 가능하게 설치되는 현상 카트리지에 착탈 가능하게 설치되며, 현상제 배출구를 가지는 카트리지 몸체; 및 상기 현상제 배출구에 근접하게 설치되어, 상기 광 센서가 현상제 배출구 부근의 현상제량을 감지할 수 있도록 광 경로를 형성하는 광 가이드 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이상과 같은 본 발명에 따르면, 화상형성장치 본체에 마련된 광 센서를 이용하여, 현상제 카트리지 내부에 잔류한 현상제의 잔량을 물리적으로 정확하게 측정할 수 있어, 현상제 잔량 오차에 따른 인쇄오류 발생을 방지할 수 있다.
화상형성장치, 현상유닛, 현상카트리지, 감지센서, 광투과창

Description

보조 현상제 카트리지{Supplementary toner cartridge}
본 발명은 화상형성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화상형성장치에 착탈 가능하게 설치하는 현상유닛에 착탈 가능하게 설치될 수 있는 보조 현상제 카트리지에 관한 것이다.
전자사진 방식의 레이저 프린터와 같은 화상형성장치는 주로 분말(powder) 형태의 건식 현상제를 사용한다. 현상제 카트리지에 남아 있는 현상제 잔량에 대한 정확한 정보는 현상시스템 제어 및 사용자에게 현상제 카트리지 교체시기 등을 제공하기 때문에 매우 중요하다.
그러나, 건식 현상제는 분말 상태로 현상제 카트리지 내부에 수용되지만, 현상 카트리지 내부로 공급되기 위해서는 교반 과정을 필요로 한다. 건식 현상제는 이러한 교반 과정 중에 어떤 때는 고체처럼 형태를 유지하지만, 어떤 때는 눈사태와 같이 예측 불가능한 방향으로 흐르는 특성을 나타낸다. 따라서, 어느 한 곳에서 현상제 카트리지 내부에 수용된 현상제의 잔량을 측정할 경우, 이 측정값을 이용하여 전체 현상제 잔량을 예측하는 것은 한계가 있다.
이와 같은 문제점을 개선하기 위해, 인쇄정보에 따른 현상제 사용량을 예측 하여, 간접적으로 현상제 카트리지 내부의 현상제 잔량을 측정하는 방법이 제안되었다. 예컨대, 소정의 제어부는 광주사장치 등에서 감광매체에 형성된 정전잠상의 면적 등을 계산하여 인쇄시 사용되는 현상제의 양을 예측하여 용지 1매의 출력에 사용되는 현상제의 양을 추정할 수 있다.
그러나, 간접적으로 현상제 카트리지 내부의 현상제 잔량을 측정하면, 실제 현상제 사용량과 오차가 있을 수 있다. 일반적으로, 예측 사용량에 따른 예측 현상제 잔량에 비해, 실제 현상제 카트리지 내부의 현상제 잔량이 더 작을 가능성이 높은데, 이는 현상제 누출 또는 이송중의 손실 등에 의해, 예상 소모량에 비해 현상제 누출 등의 이유로, 현상제가 과도하게 소모될 수 있기 때문이다. 이처럼, 예측 현상제 잔량에 비해, 실제 현상제 카트리지 내부의 현상제 잔량이 적을 경우, 화상형성장치의 제어부는 현상제 카트리지의 현상제 잔량이 적정 수준으로 판단하여 인쇄명령을 내렸지만, 실제로 용지에 인쇄된 가시화상은 사용자가 원하는 농도보다 흐리게 인쇄되거나, 전혀 인쇄가 이루어지지 않는 등의 인쇄오류가 발생될 수도 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 현상제 잔량을 정확하게 감지할 수 있도록 구조가 개선된 현상제 카트리지를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 현상제 카트리지는 광 센서가 설치된 화상형성장치 본체에 착탈 가능하게 설치되는 현상 카트리지에 착탈 가능하게 설치되며, 현상제 배출구를 가지는 카트리지 몸체; 및 상기 현상제 배출구에 근접하게 설치되어, 상기 광 센서가 현상제 배출구 부근의 현상제량을 감지할 수 있도록 광 경로를 형성하는 광 가이드 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 카트리지 몸체 내부에는 수용된 현상제를 상기 현상제 배출구 측으로 이송하는 교반유닛;을 포함하는 것이 좋다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 광 가이드 유닛은, 상기 현상제 배출구 상측에 배치되는 것이 좋다.
또한, 상기 광 가이드 유닛은, 일단에 화상형성장치 본체에 설치된 광 센서의 발광부와 마주보는 광진입부를 가지고, 그 타단에는 제 1 광전달면을 가지는 제 1 광가이드; 및 일단에 상기 광 센서의 수광부와 마주보는 광진출부를 가지고, 그 타단에는 제 2 광전달면을 가지는 제 2 광가이드;를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 광전달면은 일정 간격 이격된 상태로, 서로 마주보도록 배치되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 광진입부와 광진출부는 동일 평면상에 나란히 배치되어, 상기 광진입부와 광진출부를 통해 진입 및 진출되는 광 경로가 서로 평행한 것이 좋다.
또한, 상기 제 1 광가이드는 상기 발광부에서 조사된 광을 상기 제 1 광전달면을 통해 상기 제 2 광전달면측으로 반사하는 하나 이상의 제 1 반사면을 가지며, 상기 제 2 광가이드는 상기 제 2 광전달면이 전달받은 광을 광진출부측으로 반사하는 하나 이상의 제 2 반사면을 가지는 것이 바람직하다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 반사면의 입사각과 반사각은 45도인 것이 좋다.
또한, 본 발명에 의한 현상제 카트리지는 상기 제 1 및 제 2 광전달면 사이 에 개재되어, 상기 제 1 및 제 2 광전달면의 마주보는 면을 닦아주는 클리닝 유닛을 더 포함하는 것이 좋다.
상기 클리닝 유닛은 상기 교반유닛과 함께 회전하는 것이 좋다. 상기 클리닝 유닛은, 상기 교반유닛과 함께 회전하는 회전축; 및 상기 회전축에 설치되어, 회전동작에 의해 상기 제 1 및 제 2 광전달면의 서로 마주보는 면을 동시에 닦아주는 클리닝 부재;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 클리닝 부재는, 상기 제 1 및 제 2 광전달면의 서로 마주보는 면과 동시에 접촉하여 닦아주는 제 1 위치와, 상기 제 1 및 제 2 광전달면와 간섭되지 않아, 상기 제 1 및 제 2 광전달면을 통과하는 광의 진행경로를 방해하지 않는 제 2 위치 사이를 회전하는 것이 바람직하다.
상기 제 1 및 제 2 광전달면은, 상기 현상제 배출구 바로 위쪽에 배치되는 것이 좋다.
상기 광진입부의 광 센서의 발광부와 마주보는 면과, 상기 광진출부의 광 센서의 수광부와 마주보는 면은 원형의 볼록렌즈 형상일 수 있다.
상기 현상제 배출구는, 상기 카트리지 몸체의 장착방향의 끝단에 근접한 카트리지 몸체 바닥면에 배치되는 것이 좋다.
본 발명에 의한 현상유닛은 현상 카트리지; 및 상기 현상 카트리지에 착탈 가능하게 장착되며, 현상제 배출구 및 이 현상제 배출구에 인접하게 마련된 광 가이드 유닛을 가지는 현상제 카트리지;를 포함하며, 상기 현상 카트리지의 상기 광 가이드 유닛과 마주보는 위치에는 상기 광 가이드 유닛을 노출시키는 센서 홀이 관 통 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 광 가이드 유닛은, 광 투과성 재질로 형성되며, 상기 현상제 카트리지 바닥면에 형성된 현상제 배출구 상측에 배치되는 것이 좋다.
상기 광 가이드 유닛은, 일단에 화상형성장치 본체에 설치된 광 센서의 발광부와 마주보는 광진입부를 가지고, 그 타단에는 제 1 광전달면을 가지는 제 1 광가이드; 및 일단에 상기 광 센서의 수광부와 마주보는 광진출부를 가지고, 그 타단에는 제 2 광전달면을 가지는 제 2 광가이드;를 포함하며, 상기 광진입부와 광진출부는 동일 평면상에 나란히 배치되어, 상기 광진입부와 광진출부를 통해 진입 및 진출되는 광 경로가 서로 평행하고, 상기 제 1 및 제 2 광전달면은 일정 간격 이격된 상태로, 서로 마주보도록 배치되는 것이 좋다.
상기 제 1 광가이드는 상기 발광부에서 조사된 광을 상기 제 1 광전달면을 통해 상기 제 2 광전달면측으로 반사하는 하나 이상의 제 1 반사면을 가지며, 상기 제 2 광가이드는 상기 제 2 광전달면이 전달받은 광을 광진출부측으로 반사하는 하나 이상의 제 2 반사면을 가지며, 상기 제 1 및 제 2 반사면의 입사각과 반사각은 45도로 마련되는 것이 좋다.
본 발명에 의한 화상형성장치는 현상제 잔량 감지를 위한 발광부와 수광부를 가지는 광 센서가 설치된 화상형성장치 본체; 상기 본체에 착탈 가능하게 설치되며, 상기 광 센서와 마주 보는 위치에 관통 형성된 센서 홀을 가지는 현상 카트리지; 및 상기 현상 카트리지에 착탈 가능하게 장착되며, 현상제 배출구, 이 현상제 배출구에 인접한 장착 위치에서 상기 센서 홀을 통해 상기 광 센서와 마주보는 광 가이드 유닛 및 상기 카트리지 몸체 내부에 회전 가능하게 배치되어, 상기 카트리지 몸체 내부에 수용된 현상제를 상기 현상제 배출구 측으로 이송하는 교반유닛을 가지는 현상제 카트리지;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 화상형성장치 본체에 마련된 광 센서를 이용하여, 현상제 카트리지 내부에 잔류한 현상제의 잔량을 물리적으로 정확하게 측정할 수 있어, 현상제 잔량 오차에 따른 인쇄오류 발생을 방지할 수 있다.
또한, 클리닝 유닛을 이용하여 광 센서를 정기적으로 클리닝 함으로서, 정확한 현상제 잔량을 감지할 수 있게 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 함께 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 현상유닛(200)은 최초 출고시에는 현상 카트리지(210)에 현상제를 내장한 상태로 출고한다. 이때, 현상 카트리지(210)에는 더미 커버(250)로, 보조 현상제 카트리지(100)가 장착되는 장착홈부(213, 도 2 참조)를 밀봉하여 출고한다. 따라서, 현상 카트리지(210)에 내장된 현상제가 소진되면, 도 2에 도시된 바와 같이, 사용자는 상기 더미 커버(250)를 제거하고, 구입한 보조 현상제 카트리지(100)를 상기 장착홈부(213)에 삽입하여, 현상제를 보충한다.
본 발명에 의한 보조 현상제 카트리지(100)는 도 4에 도시된 바와 같이, 카트리지 몸체(110) 및 광 가이드 유닛(120)을 포함한다.
카트리지 몸체(110)는 바닥면에 현상제 배출구(111)를 가지며, 상기 현상제 배출구(111)는 카트리지 몸체(110)의 삽입 방향의 끝단에 근접한 위치에 배치된다. 카트리지 몸체(110)의 내부에는 현상제가 수용되며, 수용된 현상제를 이송하는 교반유닛(112)이 회전 가능하게 설치된다.
광 가이드 유닛(120)은 상기 현상제 배출구(111)의 바로 위쪽에 배치되며, 광투과성 재질로 형성되어 화상형성장치 본체(10, 도 8 참조)에 설치된 광 센서(12, 도 8 참조)의 발광부(12a)와 수광부(12b)에서 조사된 빛의 광 경로를 가이드 한다.
한편, 도 5는 도 4의 광 가이드 유닛(120)의 작동 원리를 설명하기 위한 개념도이다. 도시된 바와 같이, 광 가이드 유닛(120)은 제 1 광가이드(121) 및 제 2 광가이드(122)를 포함한다.
제 1 광가이드(121)는 일단에 상기 광 센서(12)의 발광부(12a)와 마주보는 광진입부(121a)를 가지며, 그 타단에는 제 1 광전달면(121b)이 마련된다. 그리고 상기 광진입부(121a)와 제 1 광전달면(121b) 사이의 광 경로상에는 제 1 반사면(121c)이 배치된다.
제 2 광가이드(122)는 일단에 상기 광 센서(12)의 수광부(12b)와 마주보는 광진출부(122a)를 가지며, 그 타단에는 제 2 광전달면(122b)이 마련된다. 그리고 상기 광진출부(122a)와 제 2 광전달면(122b) 사이의 광 경로상에는 제 2 반사면(122c)이 배치된다.
이때, 상기 광진입부(121a) 및 광진출부(122a)는 동일 평면상에 나란히 배치되어, 상기 광진입부(121a)와 광진출부(122a)를 통해 진입 및 진출되는 광 경로가 서로 평행하게 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 광전달면(121b)(122b)은 일정 간격 이격된 상태로 서로 마주보도록 배치된다. 상기 제 1 및 제 2 광전달면(121b)(122b)은 잔류 현상제량을 정확하게 측정할 수 있도록, 상기 현상제 배출구(111)의 바로 위쪽에 배치되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제 1 및 제 2 반사면(121c)(122c)은 상기 광진입부(121a)와 광진출부(122a)가 동일평면에 배치되기 위해 설치된 것으로, 상기 제 1 반사면(121c)은 상기 발광부(12a)에서 조사된 광을 상기 제 1 광전달면(121b)를 통해 상기 제 2 광전달면(122b) 측으로 반사하고, 상기 제 2 반사면(122c)은 상기 제 2 광전달면(122b)이 전달받은 광을 상기 광진출부(122a) 측으로 반사한다. 바람직하게는, 상기 제 1 및 제 2 반사면(121c)(122c)은 입사각과 반사각이 45도가 되는 것이 좋다. 상기 제 1 및 제 2 반사면(121c)(122c)은 장치 구성에 따라 2개 또는 그 이상의 개수로 마련될 수도 있다.
이와 같이 구성된 제 1 및 제 2 광가이드(121)(122)는 실제 장치의 구성에 따라 다양하게 구조 변경하여 사용할 수 있는데, 도 6에서는, 광 센서(12)에서 조사된 빛을 2번 반사할 수 있도록 제 1 및 제 2 반사면(121c)(122c)을 각각 2개씩 구성한 예를 도시하였으며, 이에 따른 광 경로는 화살표로 표시한 바와 같다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 및 제 2 광전달면(121b)(122b) 사이에는 상기 제 1 및 제 2 광전달면(121b)(122b)의 서로 마주보는 면을 닦아주는 클리닝 유닛(130)이 설치되는 것이 좋다. 상기 클리닝 유닛(130)은 상기 카트리지 몸체(110) 내부에 회전 가능하게 배치되어, 상기 카트리지 몸체(110) 내부에 수용 된 현상제를 현상제 배출구(111)로 이송하는 교반유닛(112)과 함께 회전하도록 설치된다.
상기 클리닝 유닛(130)은 회전축(131) 및 클리닝 부재(132)를 포함하는 것이 좋다. 상기 회전축(131)은 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 교반유닛(112)의 회전축을 유용하여 사용하고, 상기 클리닝 부재(132)는 상기 회전축(131)에 우레탄 재질로 설치되어, 상기 회전축(131)의 회전에 연동 회전하여, 상기 제 1 및 제 2 광전달면(121b)(122b)의 서로 마주보는 면을 동시에 닦아주는 것이 바람직하다. 또한, 상기 클리닝 부재(132)는 우레탄 뿐만 아니라 실리콘이나, 스펀지 계열의 발포체(foam)류 등이 적용 가능하며, 이외에도 PET 등의 필름이나 시트(sheet)류 등의 적용 또한 가능하다.
한편, 상기 클리닝 부재(132)는 상기 제 1 및 제 2 광전달면(121b)(122b)의 서로 마주보는 면과 동시에 접촉하여 닦아주는 제 1 위치와, 상기 제 1 및 제 2 광전달면(121b)(122b)과 간섭되지 않아 상기 제 1 및 제 2 광전달면(121b)(122b)을 통과하는 광의 진행경로를 방해하지 않는 제 2 위치 사이를 회전하도록 구성되는 것이 좋다.
또한, 상기 광 센서(12)의 감지효율을 향상시키기 위해, 상기 광진입부(121a)의 광 센서(12)의 발광부(12a)와 마주보는 면과, 상기 광진출부(122a)의 광 센서(12)의 수광부(12b)와 마주보는 면은 원형의 볼록렌즈 형상으로 마련되는 것이 좋다.
본 발명에 의한 현상유닛(200)은 도 7에 도시된 바와 같이, 현상 카트리지(210); 및 상기 현상 카트리지(210)에 착탈 가능하게 장착되는 상기한 바와 같이 구성된 보조 현상제 카트리지(100);를 포함한다.
상기 현상 카트리지(210)는 감광매체(211) 및 상기 감광매체(211)에 현상제를 공급하는 현상제 공급유닛(212) 및 상기 보조 현상제 카트리지(100)가 착탈 가능하게 장착되는 장착홈부(213, 도 2 참조)를 포함한다. 이때, 상기 현상 카트리지(210)에는 상기 보조 현상제 카트리지(100)에 마련된 광 가이드 유닛(120)과 대응되는 위치에 센서 홀(215, 도 1 및 도 2 참조)이 형성되며, 상기 센서 홀(215)은 상기 광진입부(121a) 및 광진출부(122a)와 동일한 지름을 가지는 원형으로 형성되는 것이 좋다.
본 발명에 의한 화상형성장치(10)는 도 8에 도시된 바와 같이, 광 센서(12)가 설치된 화상형성장치 본체(11) 및 상기 본체(11)에 착탈 가능하게 설치된 상기한 바와 같이 구성의 현상유닛(200)을 포함한다. 이때, 도시된 바와 같이 현상유닛(200)에 장착되는 보조 현상제 카트리지(100)의 장착 및 탈착방향(A)과, 상기 화상형성장치(10)에 장착되는 현상유닛(200)의 장착 및 탈착방향(A)은 서로 수직하게 형성되는 것이 바람직하다.
화상형성장치(10) 및 현상유닛(200)의 세부 구성은 본 발명의 요지와 관련성이 낮으므로, 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명에 의한 현상제 카트리지, 현상유닛 및 이를 구비한 화상형성장치의 동작에 관하여 설명한다.
본 발명에 의한 현상유닛(200)은 도 1에 도시된 바와 같이, 출고 시에는 상기 장착홈부(213, 도 2 참조)가 더미 커버(250)에 의해 막힌 상태로 출고되어, 상기 현상제 공급유닛(212, 도 7 참조)에 수용된 현상제만으로 인쇄작업을 수행한다. 상기 현상제 공급유닛(212)에는 대략 1천 매 인쇄 분량의 현상제가 수납되어 있으며, 이 현상제가 모두 소모되면, 사용자는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 더미 커버(250)를 제거하고, 구입한 보조 현상제 카트리지(100)를 상기 장착홈부(213)에 삽입하여 사용한다.
상기 보조 현상제 카트리지(100)가 장착홈부(213)에 삽입되어 사용위치에 장착되면, 상기 센서 홀(215)을 통해, 화상형성장치(10) 내측에 설치된 광 센서(12)와 상기 광 가이드 유닛(120)이 서로 대면하여, 상기 광 센서(12)의 발광부(12a)와 제 1 광가이드(121), 상기 광 센서(12)의 수광부(12b)와 제 2 광가이드(122)가 마주보게 된다.
한편, 상기 보조 현상제 카트리지(100)가 사용위치에 장착되면, 현상제 배출구(111)는 상기 보조 현상제 카트리지(100)의 삽입 동작에 연동하여 개방되고, 상기 현상유닛(200)에 마련된 미도시된 현상제 유입구 역시 개방되어, 보조 현상제 카트리지(100)의 현상제가 현상유닛(200)에 마련된 현상제 공급유닛(212)으로 보충된다.
상기한 방법으로 보조 현상제 카트리지(100)가 장착된 현상유닛(200)은 화상형성장치(10)에 장착되는데, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 보조 현상제 카트리지(100)가 현상유닛(200)에 삽입/장착되는 방향과, 현상유닛(200)이 화상형성장치에 삽입/장착되는 방향은 서로 수직하게 형성되는 것이 좋다.
한편, 화상형성장치(10)의 제어부(미도시)는 보조 현상제 카트리지(100)의 교체 시점을 확인하기 위해, 상기 광 센서(12)를 이용하여, 상기 광 가이드 유닛광 가이드 유닛照射)하여, 보조 현상제 카트리지(100) 내부에 수용된 현상제의 소진 여부를 판단한다. 즉, 상기 광 센서(12)의 발광부(12a)는 상기 제 1 광가이드(121)로 빛을 조사하고, 상기 제 1 광가이드(121)에 조사된 빛은 현상제 잔량에 따라 선택적으로 제 2 광가이드(122) 측으로 전달된다.
예컨대, 보조 현상제 카트리지(100) 내부의 현상제 잔량이 적정 수준 이상일 경우, 상기 제 1 및 제 2 광전달면(121b)(122b)의 마주보는 면 사이에는 현상제가 가로막고 있기 때문에, 상기 광 센서(12)의 발광부(12a)에서 조사된 빛은 현상제에 가로막혀 상기 제 2 광가이드(122)로 전달되지 못하므로, 상기 광 센서(12)의 수광부(12b)는 발광부(12a)에서 조사된 빛을 감지하지 못한다. 이 경우, 상기 광 센서(12)는 보조 현상제 카트리지(100)의 내부에 인쇄에 충분한 양의 현상제가 잔류된 것으로 판단하는 감지신호를 화상형성장치의 제어부로 출력한다. 이때, 상기 클리닝 유닛(130)은 상기 교반유닛(112)의 회전 동작에 연동하여 회전하면서, 상기 제 1 및 제 2 광전달면(121b)(122b)의 서로 마주 보는 면을 계속해서 닦아주지만, 상기 제 1 및 제 2 광전달면(121b)(122b)의 사이 공간부에는 현상제가 가득 차 있기 때문에 상기 광 센서(12)의 발광부(12a)에서 제 1 광가이드(121)로 조사된 빛은 상기 제 2 광가이드(122)로 전달되지 못한다.
한편, 보조 현상제 카트리지(100) 내부의 현상제가 소진되면, 상기 광 센서(12)는 이를 감지할 수 있다. 즉, 클리닝 유닛(130)은 교반유닛(112)과 함께 회전하면서, 상기 제 1 및 제 2 광전달면(121b)(122b)의 서로 마주보는 면을 닦는데, 보조 현상제 카트리지(100) 내부에 수용된 현상제가 모두 소모되면, 상기 제 1 및 제 2 광가이드(121)(122) 사이의 공간부를 채우고 있던 현상제 역시 모두 소모되므로, 상기 제 1 및 제 2 광가이드(121)(122) 사이의 공간은 비게 된다. 그러면, 상기 광 센서(12)의 발광부(12a)를 통해 조사된 빛은 광진입부(121a)를 통과하여 하나 이상의 제 1 반사면(121c)에 의해 제 1 광전달면(121b)로 반사되고, 이 빛은 텅 빈 상기 공간을 통과하여, 상기 제 2 광전달면(122b)로 진입하여, 제 2 반사면(122c)에서 반사되어 상기 광진출부(122a)를 통해 상기 광 센서(12)의 수광부(12b)로 진행한다. 따라서, 상기 수광부(12b)는 발광부(12a)에서 조사된 빛을 감지하므로, 상기 광 센서(12)는 보조 현상제 카트리지(100) 내부에 수용된 현상제가 모두 소모되었음을 감지하는 신호를 화상형성장치의 제어부로 출력한다.
이처럼, 현상제가 가득차 있을 경우에는 제 1 광가이드(121)에 조사된 빛이 제 2 광가이드(122)로 전달되지 못하고, 현상제가 모두 소진(消盡)되었을 경우에는 제 1 광가이드(121)에 조사된 빛이 제 2 광가이드(122)로 모두 전달되는 것을 이용하여, 보조 현상제 카트리지(100)의 내부에 현상제가 남아 있는 상태인지 모두 사용된 상태인지 판단할 수 있다.
한편, 보조 현상제 카트리지(100)의 내부에 현상제가 남아 있는지의 여부를 정확히 감지하기 위해서는, 상기 제 1 및 제 2 광전달면(121b)(122b)이 상기 현상제 배출구(111)와 최대한 근접한 위치에 배치되는 것이 좋은데, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 현상제 배출구(111)의 바로 윗 편에 설치되는 것이 바람직하다. 제 1 및 제 2 광전달면(121b)(122b)이 현상제 배출구(111)와 최대한 가까운 위치에 설치되어야, 현상제가 모두 소모되었을 경우에만 상기 제 1 및 제 2 광전달면(121b)(122b) 사이의 공간부가 비어 이를 감지할 수 있기 때문이다. 만일, 제 1 및 제 2 광전달면(121b)(122b)이 상기 현상제 배출구(111)와 너무 멀리 떨어져 있으면, 보조 현상제 카트리지(100)의 내부에 현상제가 남아 있더라도, 상기 광 센서(12)가 이를 감지할 수 없어, 정확한 보조 현상제 카트리지(100)의 교체 시점을 판단할 수 없다.
또한, 상기 광 센서(12)는 현상제가 일정 수준 소모되었을 경우에도 보조 현상제 카트리지(100) 내부의 현상제 잔량을 감지할 수 있다. 즉, 보조 현상제 카트리지(100) 내부의 현상제가 사용되면, 현상제 수위가 점차 줄어드는데, 현상제는 교반유닛(112)에 의해 인쇄동작 중에는 계속해서 현상제 배출구(111) 측으로 이송되면서 상기 제 1 및 제 2 광가이드(121)(122)가 잠겨 있는 끝단 부근에서 출렁이게 된다. 따라서, 간헐적으로 제 1 및 제 2 광가이드(121)(122)의 서로 마주보는 제 1 및 제 2 광전달면(121b)(122b) 사이의 공간은 일시적으로 빈공간이 되면서, 제 1 광가이드(121)를 통과한 빛이 제 2 광가이드(122) 측으로 잠깐씩 전달되면서, 상기 광 센서(12)의 수광부(12b)가 발광부(12a)의 빛을 전달받을 수 있다.
이러한 현상을 실험적으로 반복하면, 일정 수위의 현상제가 잔류되어 있을 경우, 얼마나 자주 제 1 광가이드(121)를 통과한 빛이 제 2 광가이드(122)로 전달되는지 확인할 수 있다. 예컨대, 현상제 잔량이 만재 수위기준으로 50% 정도일 때, 평균적으로 1 초당 2회 제 1 광가이드(121)를 통과한 빛이 제 2 광가이드(122)로 전달된다면, 이후, 상기 광 센서(12)가 1 초당 2회 수광부(12b)를 통해 발광부(12a)의 빛이 감지되면, 보조 현상제 카트리지(100)에 수용된 현상제량은 만재 기준 50%로 판단할 수 있다. 이처럼, 현상제 수위에 따른 광 센서(12) 감지신호를 DB화 하여, 제어부에 입력하면, 상기 광 센서(12)가 출력하는 감지신호를 통해, 보조 현상제 카트리지(100) 내부의 잔류 현상제량을 측정할 수 있다.
상기 실시예에서는 광 센서를 이용하여 현상제의 량을 감지하였으나, 본 발명의 사상은 현상제 배출구를 가지는 카트리지에 있어 배출구 근처에 현상제의 잔량을 감지하는 센서를 설치하는 것에 있다.
따라서 광 센서 뿐만 아니라 현상제의 무게 및 진동량을 감지하여 잔량을 측정하는 피에조 방식을 이용한 압박센서를 현상제 배출구 근처에 설치할 수도 있다. 또한, 현상제가 도전성인 점을 이용하여 현상제 주위에 복수 개의 전극을 두고 그 전극 사이의 흐르는 전류나 전압치를 이용하여 현상제의 양을 감지하는 정전용량감지센서도 사용할 수 있으며, 현상제의 양을 물리적으로 감지하는 다른 변형된 센서형태의 실시예도 본 발명의 범주에 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 현상유닛에 더미 커버가 장착된 상태를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 의한 현상제 카트리지가 현상유닛에 장착되는 상태를 도시한 분해 사시도,
도 3은 본 발명에 의한 현상제 카트리지가 현상유닛에 장착된 상태를 도시한 사시도,
도 4는 본 발명에 의한 현상제 카트리지의 횡단면도,
도 5는 도 4의 광 가이드 유닛을 지나는 광 경로를 도시한 도면,
도 6은 본 발명에 의한 현상제 카트리지의 부분 분해사시도,
도 7은 도 3의 단면도,
도 8은 본 발명에 의한 화상형성장치에 현상유닛이 장착되는 상태를 도시한 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100; 현상제 카트리지 110; 카트리지 몸체
120; 광 가이드 유닛 121, 122; 제 1 및 제 2 광가이드
121a, 122a; 광진입부 및 광진출부 121b,122b; 제 1 및 제 2 광전달면
121c, 122c; 제 1 및 제 2 반사면 200; 현상유닛
211; 감광매체 212; 현상제 공급유닛
213; 장착홈부 215; 센서홀

Claims (15)

  1. 화상형성장치 본체에 착탈 가능하게 설치되는 현상 카트리지에 착탈 가능하게 설치되며, 현상제 배출구를 가지는 보조 현상제 카트리지에 있어서,
    상기 현상제 배출구에 근접하게 설치되어, 상기 보조 현상제 카트리지 외부에 별도로 설치된 광 센서가 상기 보조 현상제 카트리지 내부의 현상제량을 감지할 수 있도록 상기 보조 현상제 카트리지의 내부에 광 경로를 형성하는 광 가이드 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 현상제 카트리지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    보조 현상제 카트리지 몸체 내부에 회전 가능하게 배치되어, 상기 카트리지 몸체 내부에 수용된 현상제를 상기 현상제 배출구 측으로 이송하는 교반유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 현상제 카트리지.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 광 가이드 유닛은,
    상기 현상제 배출구 상측에 배치된 것을 특징으로 하는 보조 현상제 카트리지.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 광 가이드 유닛은,
    일단에 상기 광 센서의 발광부와 마주보는 광진입부를 가지고, 그 타단에는 제 1 광전달면을 가지는 제 1 광가이드; 및
    일단에 상기 광 센서의 수광부와 마주보는 광진출부를 가지고, 그 타단에는 제 2 광전달면을 가지는 제 2 광가이드;를 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 광전달면은 일정 간격 이격된 상태로, 서로 마주보도록 배치된 것을 특징으로 하는 보조 현상제 카트리지.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 광진입부와 광진출부는 동일 평면상에 나란히 배치되어, 상기 광진입부와 광진출부를 통해 진입 및 진출되는 광 경로가 서로 평행한 것을 특징으로 하는 보조 현상제 카트리지.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 광가이드는 상기 발광부에서 조사된 광을 상기 제 1 광전달면을 통해 상기 제 2 광전달면측으로 반사하는 하나 이상의 제 1 반사면을 가지며,
    상기 제 2 광가이드는 상기 제 2 광전달면이 전달받은 광을 광진출부측으로 반사하는 하나 이상의 제 2 반사면을 가지는 것을 특징으로 하는 보조 현상제 카트리지.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 반사면의 입사각과 반사각은 45도인 것을 특징으로 하는 보조 현상제 카트리지.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 광전달면 사이에 개재되어, 상기 제 1 및 제 2 광전달면의 마주보는 면을 닦아주는 클리닝 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 현상제 카트리지.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 클리닝 유닛은 상기 교반유닛과 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 보조 현상제 카트리지.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 클리닝 유닛은,
    상기 교반유닛과 함께 회전하는 회전축; 및
    상기 회전축에 설치되어, 회전동작에 의해 상기 제 1 및 제 2 광전달면의 서로 마주보는 면을 동시에 닦아주는 클리닝 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 현상제 카트리지.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 클리닝 부재는,
    상기 제 1 및 제 2 광전달면의 서로 마주보는 면과 동시에 접촉하여 닦아주는 제 1 위치와,
    상기 제 1 및 제 2 광전달면와 간섭되지 않아, 상기 제 1 및 제 2 광전달면을 통과하는 광의 진행경로를 방해하지 않는 제 2 위치 사이를 회전하는 것을 특징으로 하는 보조 현상제 카트리지.
  12. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 광전달면은,
    상기 현상제 배출구 상측에 배치된 것을 특징으로 하는 보조 현상제 카트리지.
  13. 제 4 항에 있어서,
    상기 광진입부의 광 센서의 발광부와 마주보는 면과, 상기 광진출부의 광 센서의 수광부와 마주보는 면은 원형의 볼록렌즈 형상인 것을 특징으로 하는 보조 현상제 카트리지.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 현상제 배출구는,
    상기 보조 현상제 카트리지의 장착방향의 끝단에 근접한 보조 현상제 카트리지 바닥면에 배치된 것을 특징으로 하는 보조 현상제 카트리지.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 광 센서는,
    상기 화상형성장치 본체 또는 상기 현상 카트리지에 설치되어, 상기 광 가이드 유닛에 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 보조 현상제 카트리지.
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