KR101198959B1 - 공기압력 차이를 이용한 레이저 프린터 카트리지의 토너 자동 공급 시스템 및 방법 - Google Patents

공기압력 차이를 이용한 레이저 프린터 카트리지의 토너 자동 공급 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 토너 자동공급장치의 공기압 조절부에서 공기압력 차이를 형성하여 레이저 프린터 카트리지에 토너를 공급하며, 중앙 제어장치가 카트리지의 토너 유무를 감지하여 토너 카트리지를 교체하지 않고 자동으로 카트리지에 토너를 공급하는 토너 자동 공급 시스템 및 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 본 발명은 토너 파우더통에서 토너를 흡입하기 위한 제1 토너호스 및 상기 토너 자동 공급장치에서 프린터 카트리지로 토너를 배출하기 위한 제2 토너호스가 연결되는 토너 개폐기; 상기 토너 자동 공급장치의 공기압 조절부와 연결되어 상기 토너 자동 공급장치 내부의 공기 압력을 조절하는 공기압 조절기; 및 상기 토너 자동 공급장치 내부의 토너 잔량을 감지하기 위한 감지 센서;를 포함하되, 상기 토너 개폐기는 상기 토너 자동 공급장치의 하부에 설치되고, 상기 감지 센서에 의해 감지된 토너 잔량 정보를 이용하여 상기 공기압 조절기에 의해 상기 토너 자동 공급장치 내부의 공기압이 조절됨에 따라 상기 공기압을 이용하여 상기 제1 토너호스 및 상기 제2 토너호스를 통해 토너를 흡입 및 배출하는 것을 특징으로 하는 공기압력 차이를 이용한 레이저 프린터 카트리지의 토너 자동 공급장치를 제공한다.

Description

공기압력 차이를 이용한 레이저 프린터 카트리지의 토너 자동 공급 시스템 및 방법{The system for automatically supplying toner to cartridge of laser printer by using air pressure difference and the method thereof}
본 발명은 공기압력 차이를 이용한 레이저 프린터 카트리지의 토너 자동 공급 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 토너 자동공급장치의 공기압 조절부에서 공기압력 차이를 형성하여 레이저 프린터 카트리지에 토너를 공급하며, 중앙 제어장치가 카트리지의 토너 유무를 감지하여 토너 카트리지를 교체하지 않고 자동으로 카트리지에 토너를 공급하는 토너 자동 공급 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 복사기 또는 레이저 프린터 등에는 분말 가루 형태의 토너(toner)를 사용하여 복사 또는 인쇄를 하게 되는데, 드럼이 토너 수납부와 결합된 카트리지가 주로 사용되고 있다. 토너가 담겨지는 카트리지는 소모품이면서도 토너의 재충전이 불가능하도록 되어 있는 고가의 1회용인 경우가 대부분이며, 카트리지에 충전되어 있는 토너를 모두 사용하게 되면 카트리지를 교체하여야 하므로 프린트의 유지비용이 많이 들고 자원의 낭비가 심하다는 문제점이 있다.
따라서, 사용중인 카트리지를 본체에서 분리하지 않고 토너의 잔량을 감지하여 카트리지에 자동으로 부족한 토너를 충전하여 주는 카트리지 토너 자동 충전 장치에 대한 필요성이 절실히 제기되고 있다.
현재까지 개발된 기존의 토너 카트리지 자동공급장치는 토너 파우더통을 토너 자동공급장치보다 높은 곳에 위치시키고, 토너의 무게에 의한 중력과 공기압을 이용하여 토너 파우더통의 토너를 프린터 카트리지에 공급하는 방법을 사용하고 있는데, 이러한 중력을 이용하는 방법은 토너 파우더통의 교체시 분진이 유출되고, 토너 자동공급장치를 설치하거나 운전할 때 매우 불편한 문제점이 있다.
종래 기술 "레이저 프린터의 카트리지 토너 자동 충전장치"(출원번호 : 10-2010-0042932)에는 압축 공기를 이용하여 외부에서 자동으로 토너를 충전하며, 근접 센서로 카트리지에 토너가 없다는 것을 감지하면 제어부에서 설정시간 동안 공기압축펌프를 작동시켜 토너를 주입하고 설정시간 경과 후 정지하는 동작을 지속하여 토너 카트리지 내에는 항상 적당량의 토너가 있도록 하는 레이저 프린터의 카트리지 토너 자동 충전장치가 개시되어 있으나, 상기 종래기술은 토너 파우더통(토너 리필저장탱크)의 공간에 직접 압축공기를 공급하며, 상기 토너 파우더통의 하부가 깔대기 형상으로 만들어져야 하고 출구가 아래로 향하도록 위치시켜야 하는 불편한 문제점이 있다.
종래 기술 "카트리지 토너 자동공급 장치"(출원번호 : 10-2009-0035763)에는 리필되는 토너를 저장하는 토너 저장부와; 상기 토너 저장부로부터 조금씩 유입되는 토너를 카트리지 속으로 이송되게 하는 토너 이송 스크류와; 상기 토너 이송 스크류를 회전시키는 모터와; 상기 토너 이송 스크류가 내장되고 상부 일측면이 상기 토너 저장부와 통공되어 있어 상기 토너 저장부로 유입되는 토너를 상기 토너 이송 스크류의 회전에 의해 토너를 카트리지 속으로 이송되게 하는 토너 토출부와; 상기 토너 토출부에서 토출되는 토너를 카트리지 속으로 인도하는 유연성있는 재질로 이루어진 토너 토출튜브와; 상기 모터를 온 또는 오프하여 상기 토너 토출부의 토너 이송 스크류를 제어하는 제어부;로 구성된 카트리지 토너 자동공급 장치가 개시되어 있으나, 상기 종래기술은 스크류를 이용하여 토너 파우더통(토너 저장부)으로부터 카트리지 속으로 토너를 이송하는 방식으로 그 구조가 매우 복잡하다는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 토너 파우더통을 높은 곳에 위치시킬 필요성이 없으며, 어떠한 형상으로 만들어져도 쉽게 본 발명을 적용할 수 있는 레이저 프린터 카트리지에 토너를 자동으로 공급하는 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 토너 파우더통, 토너 자동공급장치 및 레이저 프린터 카트리지에 토너가 얼마나 채워져 있는지를 자동으로 감지하며, 감지된 정보를 이용하여 상기 토너 자동공급장치의 공기밸브들을 조절하여 상기 레이저 프린터 카트리지에 토너를 항상 일정 범위 내에서 자동으로 공급하는 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 토너 파우더통에서 토너를 흡입하기 위한 제1 토너호스 및 상기 토너 자동 공급장치에서 프린터 카트리지로 토너를 배출하기 위한 제2 토너호스가 연결되는 토너 개폐기; 상기 토너 자동 공급장치의 공기압 조절부와 연결되어 상기 토너 자동 공급장치 내부의 공기 압력을 조절하는 공기압 조절기; 및 상기 토너 자동 공급장치 내부의 토너 잔량을 감지하기 위한 감지 센서;를 포함하되, 상기 토너 개폐기는 상기 토너 자동 공급장치의 하부에 설치되고, 상기 감지 센서에 의해 감지된 토너 잔량 정보를 이용하여 상기 공기압 조절기에 의해 상기 토너 자동 공급장치 내부의 공기압이 조절됨에 따라 상기 공기압을 이용하여 상기 제1 토너호스 및 상기 제2 토너호스를 통해 토너를 흡입 및 배출하는 것을 특징으로 하는 공기압력 차이를 이용한 레이저 프린터 카트리지의 토너 자동 공급장치를 제공한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 토너가 저장되어 있는 토너 파우더통; 상기 토너 파우더통에서 토너를 흡입하기 위한 제1 토너호스 및 흡입한 토너를 프린터 카트리지로 배출하기 위한 제2 토너호스가 장착된 토너 자동 공급장치; 상기 토너 자동 공급장치의 공기압 조절부와 연결되어 상기 토너 자동 공급장치 내부의 공기 압력을 조절하는 공기압 조절기; 상기 제2 토너호스를 통해 토너를 공급받는 프린터 카트리지; 및 상기 공기압 조절기, 상기 제1 토너호스 및 제2 토너호스의 개폐를 제어하는 중앙 제어장치;를 포함하되, 상기 제1 토너호스 및 상기 제2 토너호스가 연결되는 토너 개폐기는 상기 토너 자동 공급장치의 하부에 설치되고, 상기 중앙 제어장치에 의해 상기 공기압 조절기를 통해 상기 토너 자동 공급장치 내부의 공기압이 조절됨에 따라 상기 공기압을 이용하여 상기 제1 토너호스 및 상기 제2 토너호스를 통해 토너를 흡입 및 배출하는 것을 특징으로 하는 공기압력 차이를 이용한 레이저 프린터 카트리지의 토너 자동 공급 시스템을 제공한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 공기압 조절기에 의해 제1 토너호스 및 제2 토너호스가 하부에 설치된 토너 자동 공급장치 내부의 공기압을 감소시키는 단계; 상기 제1 토너호스는 개방하고 상기 제2 토너호스는 폐쇄하여 토너가 저장되어 있는 토너 파우더통으로부터 상기 제1 토너호스를 통해 토너를 흡입하는 단계; 상기 제1 토너호스는 폐쇄하고 상기 제2 토너호스를 개방한 후에 상기 공기압 조절기에 의해 상기 토너 자동 공급장치 내부의 공기압을 증가시키는 단계; 및 증가된 공기압을 이용하여 상기 흡입된 토너를 상기 제2 토너호스를 통해 프린터 카트리지로 배출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기압력 차이를 이용한 레이저 프린터 카트리지의 토너 자동 공급 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 레이저 프린터 카트리지의 토너 자동 공급 시스템 및 방법은 토너 파우더통을 높은 곳에 위치시킬 필요가 없으므로, 토너 파우더통의 교체를 간편하게 수행할 수 있고, 교체시 발생하는 분진을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 레이저 프린터 카트리지의 토너 자동 공급 시스템 및 방법은 토너 파우더통, 토너 자동공급장치 및 프린터 카트리지에 토너가 얼마나 채워져 있는지를 자동으로 감지하며, 감지된 정보를 이용하여 상기 토너 자동공급장치의 공기밸브들을 조절하여 상기 레이저 프린터 카트리지에 토너를 항상 일정 범위 내에서 자동으로 공급함으로써 토너 카트리지에 토너가 과잉으로 공급되어 외부로 넘치거나 또는 토너가 부족하여 복사나 인쇄를 할 수 없는 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기압력 차이를 이용하여 레이저 프린터 카트리지에 토너를 자동으로 공급하는 시스템의 구조도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 토너 파우더통의 토너 유무를 확인하는 방법을 도시하는 구조도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 토너 자동 공급장치의 공기 개폐기 및 토너 개폐기의 원리를 도시하는 구조도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 프린터 카트리지의 토너 유무를 확인하는 방법을 도시하는 구조도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 토너 자동 공급장치의 또 다른 형상을 도시하는 구조도.
도 6은 본 발명의 제1 또는 제2 실시예에 따른 토너 자동공급장치의 공기압력 차이를 이용하여 레이저 프린터 카트리지에 토너를 자동으로 공급하는 경우 토너 자동 공급장치의 토너 잔량을 나타내는 그래프.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우는 해당되는 발명의 상세한 설명 부분에서 그 의미를 기재하였으므로 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로 본 발명을 파악하여야 한다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하지만, 본 발명이 상기 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기압력 차이를 이용하여 레이저 프린터 카트리지에 토너를 자동으로 공급하는 시스템의 구조도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 공기압력 차이를 이용하여 레이저 프린터 카트리지에 토너를 자동으로 공급하는 시스템은 토너 파우더통(100), 토너 자동공급장치(200), 프린터 카트리지(300), 공기압 조절기(400) 및 중앙 제어장치(500)를 포함한다.
상기 토너 파우더통(100)에는 상기 토너 자동공급장치(200)에 공급하기 위한 토너가 채워져 있으며, 상기 토너 파우더통(100)으로부터 상기 토너 자동공급장치(200)로 토너를 이송하는데 이용되는 제1 토너호스(201)를 위한 토너 배출구(101)가 존재한다. 상기 배출구(101)는 상기 토너 파우더통(100)의 상부에 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
상기 토너 자동공급장치(200)의 내부는 하부 영역에 토너가 채워지고 상부 영역에는 공기가 채워지며, 공기가 채워지는 상부 영역의 공기압조절부(203)는 상기 공기압 조절기(400)에 의해 제어되어 상기 토너 자동공급장치(200) 상부 영역의 공기압을 조절한다. 상기 토너 자동공급장치(200)의 하부에는 상기 제1 토너호스(201) 외에 상기 토너 자동공급장치(200)로부터 토너를 상기 프린터 카트리지(300)로 이송하는데 이용되는 제2 토너호스(202)가 연결된다. 또한 상기 토너 자동공급장치(200)의 상부에는 외부로부터 공기를 유입하기 위한 공기 개폐기(204)가 존재하며, 본 발명은 상기 공기 개폐기(204)의 위치에 제한되지 않는다.
상기 프린터 카트리지(300)는 상기 토너 자동공급장치(200)로부터 토너를 공급받으며, 상기 프린터 카트리지(300)에는 채워진 토너의 양을 감지하기 위한 감지 센서가 존재하는데 이에 대해서는 후술한다.
상기 공기압 조절기(400)는 상기 토너 자동공급장치(200)의 내부의 공기압을 조절함으로써, 상기 토너 파우더통(100)으로부터 토너를 이송하여 상기 프린터 카트리지(300)에 공급하는 역할을 수행한다. 도 1에는 상기 공기압 조절기(400)가 모터 모양으로 도시되어 있고, 상기 모터의 회전에 따라 연결된 축의 움직임에 의해 상기 공기압 조절부(203)가 피스톤처럼 왕복운동을 하여 상기 토너 자동공급장치(200) 내부의 공기압을 조절하는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양한 방식으로 상기 토너 자동공급장치(200) 내부의 공기압을 조절하는 것을 포함한다.
상기 중앙 제어장치(500)는 상기 토너 파우더통(100), 상기 프린터 카트리지(300) 및 상기 토너 자동공급장치(200)의 감지 센서들로부터 토너에 관한 정보를 제공받으며, 상기 정보를 이용하여 상기 공기압 조절기(400), 상기 토너 자동공급장치(200)의 공기 개폐기(204) 및 토너 개폐기(205)를 조절하는 역할을 수행한다. 이하에서, 공기압력 차이를 이용하여 레이저 프린터 카트리지에 토너를 자동으로 공급하는 시스템의 각 구성요소들의 기능에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 토너 파우더통의 토너 유무를 확인하는 방법을 도시하는 구조도이다. 상기 토너 파우더통(100) 내부의 하부 형상은 중앙 부분이 오목한 모양으로 형성되어 토너가 중력에 의해 자동으로 하부 중앙으로 모아지며, 이 부분에 상기 제1 토너호스(201)의 끝단이 위치하게 된다. 상기 제1 토너호스(201)의 끝단에는 상기 토너 파우더통(100) 내부에 토너가 채워진 정도를 측정하기 위한 제1 감지센서(102)가 장착된다(점선 원형부분).
도 2에서 상기 제1 감지센서(102)는 발광 광센서와 수광 광센서로 구성되는 것으로 도시되고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다른 방식으로 토너가 채워진 정도를 측정하는 것도 포함한다. 상기 발광 광센서와 상기 수광 광센서는 상기 제1 토너호스(201)의 둘레에 대칭되도록 위치하여 상기 발광 광센서에서 나온 빛이 상기 수광 광센서로 들어오는 양을 측정하여 상기 토너 파우더통(100) 내부에 토너가 채워진 정도를 측정한다. 즉, 상기 수광 광센서에 기준 이상의 빛이 감지되면 상기 토너 파우더통(100) 내부에 토너 잔량이 존재하지 않는 것으로 판단한다. 상기 제1 감지센서(102)는 상기 토너 파우더통(100)의 토너 유무를 감지한 후에, 상기 중앙 제어장치(500)에 감지 신호를 송출한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 토너 자동 공급장치의 공기 개폐기 및 토너 개폐기의 원리를 도시하는 구조도이다. 상기 토너 자동 공급장치(200)의 공기 개폐기(204)의 상세한 구조가 도 3의 좌측 상단에 도시되고, 상기 토너 개폐기(205)의 상세한 구조가 도 3의 좌측 하단에 도시된다. 상기 공기 개폐기(204) 및 상기 토너 개폐기(205)는 전자석을 이용하여 공기 및 토너의 흡입 및 배출을 제어한다.
상기 공기 개폐기(204)의 중앙은 고정막대(209)에 의해 2개의 영역으로 분리되며, 한쪽 영역에는 외부의 공기가 흡입되는 통로로 이용되는 공기호스(206) 및 금속막대(208)가 위치하고, 다른 영역에는 제1 전자석(207)이 위치한다. 상기 토너 자동공급장치(200) 내부와 외부 사이에 공기의 흡입 및 배출이 필요한 경우에는 상기 제1 전자석(207)이 작동하지 않아 상기 공기호스(206)가 개방된 상태로 유지되고, 상기 토너 자동 공급장치(200)의 내부와 외부 사이에 공기의 흡입 및 배출이 금지되는 경우에는 상기 제1 전자석(207)이 작동하여 상기 금속막대(208)를 잡아당겨 상기 공기호스(206)를 폐쇄 상태로 유지시킨다. 필요한 경우 상기 공기호스(206) 내부에 추가적인 공기 조절밸브 또는 토너필터(217)가 장착될 수 있다.
상기 토너 개폐기(205)는 3개의 고정막대(212, 215, 216)에 의해 4개의 영역으로 분리되며, 외측 2개의 영역에는 제2 전자석(210) 및 제3 전자석(213)이 위치하고, 내측 2개의 영역에는 각각 제1 토너호스, 제2 토너호스 및 금속막대(211, 214)가 위치한다. 따라서 상기 토너 파우더통(100)으로부터 토너를 흡입하는 경우에는 상기 제2 전자석(210)이 작동하지 않고 상기 제3 전자석(213)만 작동하여 제1 토너호스(201)는 개방된 상태로, 제2 토너호스(202)는 폐쇄된 상태로 유지된다. 상기 토너 자동 공급장치(200)로부터 토너를 상기 프린터 카트리지(300)로 배출하는 경우에는 상기 제2 전자석(210)이 작동하고 상기 제3 전자석(213)은 작동하지 않아 상기 제1 토너호스(201)는 폐쇄된 상태로, 상기 제2 토너호스(202)는 개방된 상태로 유지된다.
상기 토너 자동 공급장치(200) 내부에는 토너의 양을 측정하기 위한 복수의 센서들로 구성되는 제2 감지 센서(218) 및 제3 감지센서(219)가 장착될 수 있다. 도 3에 도시된 것처럼, 상기 제2 감지 센서는 상기 토너 자동공급장치(200)의 하부에 위치하고, 상기 제3 감지 센서(219)는 중앙에 위치되어 토너의 양을 감지한다. 상기 제3 감지센서(219)는 복수의 센서들로 구성될 수 있으며, 일부 센서는 경사 방향으로 장착될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 프린터 카트리지의 토너 유무를 확인하는 방법을 도시하는 구조도이다. 도 4를 참조하면, 상기 프린터 카트리지(300) 상부의 토너 흡입구(301)에 상기 제2 토너호스(202)가 연결되며, 상기 제2 토너호스(202)의 끝단은 상기 프린터 카트리지(300)의 내부까지 유입된다. 상기 제2 토너호스(202)의 끝단 부분에는 상기 프린터 카트리지(300) 내부의 토너 양을 측정하기 위한 제4 감지센서(302, 303)가 장착된다.
도 4에서 상기 제4 감지센서(302, 303)는 발광 광센서와 수광 광센서로 구성되는 것으로 도시되고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다른 방식으로 토너가 채워진 정도를 측정하는 것도 포함한다. 상기 발광 광센서와 상기 수광 광센서는 상기 제2 토너호스(202)의 길이방향으로 위치하여 상기 발광 광센서에서 나온 빛이 상기 수광 광센서로 들어오는 양을 측정하여 상기 프린터 카트리지(300) 내부에 토너가 채워진 정도를 측정한다. 상기 제4 감지센서(302, 303)는 프린터 카트리지(300)의 토너 유무를 감지한 후에, 상기 중앙 제어장치(500)로 감지 신호를 송출한다.
도 4에서 상기 제4 감지센서(302, 303)는 상기 프린터 카트리지(300) 하단에 위치하여 토너의 부족 여부를 측정하는 로우(low) 감지센서(303)와 상기 프린터 카트리지(300) 상단 또는 상기 제2 토너호스(202)의 끝단에 위치하여 토너의 과잉 여부를 측정하는 하이(high) 감지센서(302)로 구별된다. 본 발명은 상기 로우 감지센서(303) 및 상기 하이 감지센서(302) 중 적어도 하나를 포함한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 토너 자동 공급장치의 또 다른 형상을 도시하는 구조도이다. 도 3에 토너 자동 공급장치(200)의 내부 형상이 도시되어 있는데, 상기 형상은 하단 부분이 깔대기 형상인 주사기 모양을 띄고 있다. 따라서 제2 감지센서(218) 및 제3 감지센서(219)가 내부의 토너 양을 측정할 때 발광센서와 수광센서의 거리가 멀어 측정시 오차가 발생할 수 있다. 따라서 상기 제2 실시예는 상기 제2 감지센서 및 상기 제3 감지센서가 위치하는 부분을 좁게 만들어 감지 능력을 향상시키고, 하부는 반구 모양으로 하여 토너가 중력에 의해 자동으로 중앙 부분에 모이도록 한다.
본 발명에 따른 공기압력 차이를 이용한 레이저 프린터 카트리지의 토너 자동 공급 시스템의 상태는 1)초기화, 2)공급 정상, 3)공급 과잉, 4)공급 부족, 5)토너 과잉, 6)토너 부족, 7)청소의 7단계로 구분할 수 있다. 각 단계에서 제1 내지 제4 감지센서의 동작 유무는 아래의 [표 1]과 같다.
상황 구분 제1 센서 제2 센서 제3 센서 제4 센서
공급 정상:(토너 자동공급장치) 유 유 무 무
공급 과잉:(토너 자동공급장치) ~ 유 유 ~
공급 부족:(토너 자동공급장치) ~ 무 무 ~
토너 과잉:(카트리지) ~ ~ ~ 유
토너 부족:(파우더통) 무 무 무 ~
초기화 유 ~ ~ 무
청소 ~ ~ ~ 무
예를 들면, 공급 정상 상태에서는 제1 감지센서(102)는 파우더통에 토너가 채워져 있다고 감지하고, 제2 감지센서(218)는 토너 자동공급장치의 토너가 채워져 있다고 감지하며, 제3 감지센서(219)는 토너 자동공급장치에 토너가 없다(토너가 과잉이 아니다)고 감지하며, 제4 감지센서(302)는 토너 카트리지에 토너가 없다(토너가 과잉이 아니다)고 감지한다. 다른 상태에서도 위 [표 1]를 참조하면 제1 내지 제4 감지센서의 상태를 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 제1 또는 제2 실시예에 따른 토너 자동공급장치의 공기압력 차이를 이용하여 레이저 프린터 카트리지에 토너를 자동으로 공급하는 경우 토너 자동 공급장치의 토너 잔량을 나타내는 그래프이다. 본 발명에 따른 공기압력 차이를 이용한 레이저 프린터 카트리지의 토너 자동 공급 방법은 토너 공급이 정상인 경우에는 1)토너 배출준비 2) 토너 배출 3) 토너 흡입 준비 4) 토너 흡입 단계로 구성되며, 토너 공급이 과잉인 경우에는 1) 토너 배출준비 2) 토너 배출 3) 공기 흡입 준비 4) 공기 흡입 단계로 구성된다.
도 6을 참조하면, 토너 공급이 정상인 경우에 토너 자동 공급장치(200) 내의 토너 잔량은 증감을 반복하면서 점진적으로 상승하게 되며, 제3 감지센서(219)가 토너를 감지하게 되면 토너 공급 과잉 상태가 된다. 토너 공급 과잉 상태가 되면 토너 파우더통(100)으로부터 토너를 흡입하지 않고 외부로부터 공기를 흡입함으로써 상기 토너 자동 공급장치(200) 내부의 토너 잔량을 감소시킨다. 제2 감지센서(218)가 토너가 남아있지 않다고 감지하면, 다시 토너 공급이 정상인 상태로 되어 토너 흡입이 이루어진다. 각 단계에 따라 공기조절기(400), 공기호스(206), 제1 토너호스(201) 및 제2 토너호스(202)의 개폐 상태는 아래 [표 2]와 같다.
상황 구분 초기화 공급 정상 공급 과잉
동작 구분 토너배출준비 토너배출 토너흡입준비 토너흡임 토너배출준비 토너배출 공기흡입준비 공기흡입
공기조절기 상 상 >하 하 >상 상 >하 하 >상
공기호스 ○ >○>x >○>x >○
제1토너호스 ○ x >○ x
제2토너호스 ○ ○ >x ○ >x
○: 개방, x :폐쇄
지금까지 본 발명에 대하여 몇몇 실시예들을 들어 구체적으로 설명하였으나, 상기 실시예들은 본 발명을 이해하기 위한 설명을 위해 제시된 것이며, 본 발명의 범위가 상기 실시예에 제한되는 것은 아니다. 당업자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않고도 다양한 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이며, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 해석되어야 할 것이다.
100:토너 파우더통 200:토너 자동 공급장치
300:프린터 카트리지 400:공기압 조절기
500:중앙 제어장치

Claims (9)

  1. 토너 파우더통에서 토너를 흡입하기 위한 제1 토너호스 및 상기 토너 자동 공급장치에서 프린터 카트리지로 토너를 배출하기 위한 제2 토너호스가 연결되는 토너 개폐기;
    상기 토너 자동 공급장치의 공기압 조절부와 연결되어 상기 토너 자동 공급장치 내부의 공기 압력을 조절하는 공기압 조절기; 및
    상기 토너 자동 공급장치 내부의 토너 잔량을 감지하기 위한 감지 센서;를 포함하되,
    상기 감지 센서는 상기 토너 자동 공급장치의 하단 영역에 위치한 제1 감지센서와 중앙 영역에 위치한 제2 감지센서로 구성되며, 상기 제1 감지센서는 상기 토너 자동 공급장치 내부의 토너 잔량이 부족한 것을 감지하고, 상기 제2 감지센서는 상기 토너 자동 공급장치 내부의 토너 잔량이 기준값 이상인 것을 감지하며,
    상기 토너 개폐기는 상기 토너 자동 공급장치의 하부에 설치되고, 상기 감지 센서에 의해 감지된 토너 잔량 정보를 이용하여 상기 공기압 조절기에 의해 상기 토너 자동 공급장치 내부의 공기압이 조절됨에 따라 상기 공기압을 이용하여 상기 제1 토너호스 및 상기 제2 토너호스를 통해 토너를 흡입 및 배출하는 것을 특징으로 하는 공기압력 차이를 이용한 레이저 프린터 카트리지의 토너 자동 공급장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 토너 자동 공급장치는
    외부 공기를 상기 토너 자동 공급장치 내부로 흡입하거나 배출하기 위한 공기 개폐기를 더 포함하되, 상기 공기 개폐기는 상기 토너 자동 공급장치 내부에 토너 잔량이 기준값 이상인 경우에 상기 제1 토너호스를 차단하고 외부 공기를 상기 토너 자동 공급장치로 흡입하는 것을 특징으로 하는 공기압력 차이를 이용한 레이저 프린터 카트리지의 토너 자동 공급장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 공기 개폐기에 장착된 공기호스와 상기 토너 개폐기에 장착된 상기 제1 토너호스 및 제2 토너호스는 전자석을 이용하여 개폐되는 것을 특징으로 하는 공기압력 차이를 이용한 레이저 프린터 카트리지의 토너 자동 공급장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 자동 토너 공급장치의 형상은 하단 영역과 중앙 영역이 가늘게 형성되고, 상기 가늘게 형성된 하단 영역과 중앙 영역에 상기 제1 감지센서 및 상기 제2 감지센서가 위치하는 것을 특징으로 하는 공기압력 차이를 이용한 레이저 프린터 카트리지의 토너 자동 공급장치.
  6. 삭제
  7. 토너가 저장되어 있는 토너 파우더통;
    상기 토너 파우더통에서 토너를 흡입하기 위한 제1 토너호스 및 흡입한 토너를 프린터 카트리지로 배출하기 위한 제2 토너호스가 장착된 토너 자동 공급장치;
    상기 토너 자동 공급장치의 공기압 조절부와 연결되어 상기 토너 자동 공급장치 내부의 공기 압력을 조절하는 공기압 조절기;
    상기 제2 토너호스를 통해 토너를 공급받는 프린터 카트리지; 및
    상기 공기압 조절기, 상기 제1 토너호스 및 제2 토너호스의 개폐를 제어하는 중앙 제어장치;를 포함하되,
    상기 제1 토너호스 및 상기 제2 토너호스가 연결되는 토너 개폐기는 상기 토너 자동 공급장치의 하부에 설치되고, 상기 중앙 제어장치에 의해 상기 공기압 조절기를 통해 상기 토너 자동 공급장치 내부의 공기압이 조절됨에 따라 상기 공기압을 이용하여 상기 제1 토너호스 및 상기 제2 토너호스를 통해 토너를 흡입 및 배출하는 공기압력 차이를 이용한 레이저 프린터 카트리지의 토너 자동 공급 시스템에 있어서,
    상기 토너 파우더통, 상기 토너 자동 공급장치 및 상기 프린터 카트리지 내부에는 토너 잔량을 측정하기 위한 감지 센서가 존재하며, 상기 감지 센서에 의해 측정된 정보는 상기 중앙 제어장치로 송출되는 것을 특징으로 하는 공기압력 차이를 이용한 레이저 프린터 카트리지의 토너 자동 공급 시스템.
  8. 삭제
  9. 공기압 조절기에 의해 제1 토너호스 및 제2 토너호스가 하부에 설치된 토너 자동 공급장치 내부의 공기압을 감소시키는 단계;
    상기 제1 토너호스는 개방하고 상기 제2 토너호스는 폐쇄하여 토너가 저장되어 있는 토너 파우더통으로 부터 상기 제1 토너호스를 통해 토너를 흡입하는 단계;
    상기 제1 토너호스는 폐쇄하고 상기 제2 토너호스를 개방한 후에 상기 공기압 조절기에 의해 상기 토너 자동 공급장치 내부의 공기압을 증가시키는 단계; 및
    증가된 공기압을 이용하여 상기 흡입된 토너를 상기 제2 토너호스를 통해 프린터 카트리지로 배출하는 단계;를 포함하는 공기압력 차이를 이용한 레이저 프린터 카트리지의 토너 자동 공급 방법에 있어서,
    토너 자동 공급 방법은 상기 토너 자동 공급장치 내부의 토너 잔량이 기준값 이상인 경우에 상기 제1 토너호스를 폐쇄하고, 상기 토너 자동 공급장치의 공기 개폐기를 통하여 외부로부터 공기를 흡입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기압력 차이를 이용한 레이저 프린터 카트리지의 토너 자동 공급 방법.
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