KR101660427B1 - 레이저프린터 및 복사기의 토너파우더 자동공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명 레이져프린터 및 복사기의 토너파우더 자동공급장치는, 전원부(100)와; 토너가 저장되는 토너카트리지(20)의 토너잔량을 검출하는 토너센서(200)와; 상기 토너카트리지(220)에 공급될 토너가 저장되는 토너통(400)과; 상기 토너통(400) 하부에 장착되어 토너의 배출이 이루어지는 토너피더(500)와; 상기 토너피더(500)를 통해 상기 토너통(400) 내에 공기를 주입하여 토너를 비산시키게 되는 싸이클론발생유닛(600)과; 에어펌프(700)와; 상기 토너카트리지(20) 내부의 압력저하를 감지하는 압력감지부(800)와; 상기 싸이클론발생유닛(600)의 배출단과 상기 토너카트리지(20)를 연결하는 토너이송호스(610)와; 상기 토너카트리지(20)와 상기 에어펌프(700)의 입력단을 연결하되, 유격을 갖고 상기 토너이송호스(610)에 내삽되거나 외삽된 이중호스 구조를 갖는 공기흡입호스(720)와; 상기 토너센서(200)와 상기 압력감지부(800)의 검출 신호에 따라서 상기 전원부(100)에서 상기 에어펌프(700)로 공급되는 전원을 제어하는 제어수단(300);을 포함하여, 적은 양의 공기로도 토너를 충분히 비산시켜 토너를 유동저항없이 토너카트리지로 이송이 가능하며, 외부공기오염 방지 및 수분제거 장치와 토너이송시 토너카트리지 내부 압력상승 방지 장치 등이 요구되지 않아 구조가 간단하며 설치가 용이하여 제조비용이 매우 적게 드는 경제적인 효과가 있다.

Description

레이저프린터 및 복사기의 토너파우더 자동공급장치{Continuous Toner Powder Supply System for Laser Printers and Copiers}

본 발명은 레이저프린터 혹은 복사기의 토너카트리지에 초미립 분체인 토너파우더를 토너카트리지로 공급하기 위한 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 직경 10미크론 이하의 초미립 분체인 토너파우더를 수직과 곡선으로 이루어진 직경 1mm 이하의 가는 호스를 통하여 프린터에 장착된 토너카트리지 안으로 이송하기 위한 장치에 관한 것이다.

분체의 이송 기술로 스크루컨베이어, 벨트컨베이어, 플로컨베이어, 버킷 엘리베이터 등 다양한 기술이 제시되어 왔지만 이러한 기술은 공간 활용도가 떨어지고 분진이 발생하는 등 유지관리에 어려움이 따랐다. 이러한 어려움을 해소하고자 공기압을 이용한 이송방법이 제시되어 기존의 기술을 대체하여 널리 사용되고 있다.

그러나 레이저 프린터 및 복사기의 인쇄에 사용되는 토너파우더의 이송은 물성의 초미립성뿐 아니라, 프린터 및 복사기 대부분이 사무실이라는 좁은 공간에 설치되어 있고 인체와 밀접한 거리에서 사용되고 있어 미관과 환경이 동시에 고려되어야 한다는 점과 토너이송의 목적지인 토너카트리지는 그 내부공간이 매우 협소하다는 특수성 등으로 인해 공개된 기술의 적용에 어려움이 있어왔다.

이러한 어려움을 극복하고자 특허 제 100980385호 레이저프린터의 카트리지 토너 자동충전장치는 토너통 내부의 토너상부에 압축공기를 직접 주입하는 기술을 제시하였다. 그러나 이 기술은 토너파우더가 보관중 토너비산용매인 공기가 상부로 토출되면 하부의 토너가 밀도가 상승되면서 고착화 되는 특성으로 인해 이송에 필요한 압력이 고착정도에 따라 기하급수적으로 상승하지만 이러한 요구압력의 변화를 고려하지 못한 문제가 있었다. 또한 토너 사용에 따른 토너통 내부의 토너 용량의 감소와 이에 비례한 공기용적의 증가로 인해 이송요구압에 도달하기 위한 공기압축과 이에 필요한 공기주입량의 급속한 증가를 고려하지 못한 문제점이 있다. 또한 제시된 기술은 토너카트리지로의 토너이송으로 인한 토너카트리지 내부의 압력상승에 대한 대처가 없어 토너이송시 토너가 토너카트리지 외부로 비산되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해소하고자 제시된 특허 제 100892392호 카트리지 토너 자동 충전장치는 기존 기술이 제시한 토너통 내부의 공간에 직접 공기 주입 방식을 버리고 토너통 하부의 저장부에 공기를 주입하여 공기 압력으로 토너를 이송호스를 통해 토너카트리지 속으로 이송함으로써 토너의 사용량에 따른 토너통 내부의 공기층의 용적변화 및 보관중 토너의 밀도상승과 고착화에 따른 이송요구압의 변화와 관계 없이 토너를 이송한다는 장점이 있다. 그러나 이 기술은 외부공기를 사용함으로써 깨끗하고 수분이 없는 공기를 공급하기 위한 공기필터와 제습필터를 설치해야 하는 불편함이 있으며 또한 이 기술은 토너이송에 따른 토너카트리지 내부의 압력상승과 이로 인한 토너카트리지 외부로의 토너비산의 문제가 있었다. 이 기술은 토너카트리지의 상부 일단에 통공을 만들고 토너비산을 방지하기 위한 분진 방지 필터를 설치하여 토너카트리지 내부의 압력상승 문제를 해결하고자 했지만 토너파우더는 10미크론 이하, 최근에는 5미크론 이하의 초미립 분체로 구성되어 있으며 그 입자의 미세함으로 크기가 작은 통공에 설치가능한 소형의 토너분진방지 필터의 개발이 용이롭지 않아 실시에 어려움이 있어왔다. 초미립 분체의 비산을 방지하기 위한 분진방지필터는 필터의 조밀함으로 인해 소형의 통공필터로는 내부의 압력상승을 방지하기 어려웠으며 초미세 분체의 용이로운 고착물성으로 인해 필터가 쉽게 막혀버려 실시 가능한 통공용 필터의 개발이 용이롭지 않은 문제점이 있다. 또한 이 기술은 토너의 과잉공급을 막기 위해 카트리지 내부에 토너의 공급에 따라 반응하는 압력센서를 개발 설치해야 하는 등 구성이 복잡하고 설치가 용이하지 않아 제작비용이 많이 드는 문제점이 있었다. 특히 이 기술은 토너가 토너통으로 부터 안식각에 따라 자동으로 하방의 저장부로 공급된다는 전제로 제시된 기술이지만 초미립자로 구성된 토너는 보관시 토너비산용매인 공기가 상층부로 이동하면 밀도가 급속히 상승하고 토너는 토너통 내부에 고착화되어 토너통내부의 토너가 하방으로 공급되지 못하는 문제가 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자 제시된 특허 제1032482호 토너카트리지에 토너를 자동으로 공급하는 장치는 도 1. 에서 도시한 바와 같이 리필되는 토너를 저장하는 저장통(1)과 상기 저장통(1)을 저장하는 외통(2)과 상기 토너 저장통(1)에 저장된 토너를 로우센서(51)를 구비하는 토너카트리지(5)에 공급하는 토너공급수단(3)과 상기 토너저장통(1)의 하부에 연결되어 상기 토너공급수단(3)에 의해 토너를 상기 토너카트리지(5)로 보내는 토너공급호스(4)로 이루어지며, 상기 공급수단(3)은 내부에 공기가 공급되거나 배출되면 팽창과 수축을 하여 하부에 있는 토너가 카트리지 쪽으로 밀려 들어가거나 상부에 있는 토너가 하부로 보충되는 역할을 하는 벌룬(31)과 상기벌룬(31)에 공기를 공급해주는 공급펌프(32)와 상기벌룬(31)과 공기펌프(32)를 연결하는 제어밸브(34)를 구비하는 공기배관(33)과 상기토너카트리지에서 보내온 신호를 받아, 상기 토너공급수단(3)을 제어하는 컨트롤러(351)를 포함하는 제어부(35)로 구성되고 상기외통(2)은 외통(2)의 골격을 이루는 몸체(21)와 상기외통(2)의 상부를 여닫을 수 있는 뚜껑(22)과 상기 몸체(21)를 지지하는 받침대(23)가 구성되고 제1점검창(213)과 제2점검창(214)이 구성되어 본체에서 카트리지를 분리하지 않고도 토너를 자동으로 충전할 수 있는 장치이다.

그러나 상기의 토너카트리지에 자동으로 토너를 공급하는 장치는 토너통과 저장통 사이에 에어벌룬을 설치하여 체적의 변동에 따라 상부의 토너를 하부의 저장통으로 토너를 이송한다는 소기의 목적에는 부합하였지만 좁은 공간에서의 에어벌룬의 팽창만으로 고착화된 토너의 이송이 불가능하여 이를 해결하고자 토너의 상부에 직접 공기를 주입하는 방식으로 문제를 해결하고 있다. 따라서 이 기술은 외부공기의 토너상부로의 직접주입 구조이기 때문에 오염된 공기나 수분이 공급 방지를 위한 공기필터 및 제습필터의 설치가 필요하며 토너이송시 토너카트리지 내부압력 상승에 따른 토너의 외부비산을 방지하기 위한 토너카트리지 상부일측에 통공과 통공필터의 설치라는 복잡한 구조와 설치를 필요로 하였다. 이 기술은 소형의 통공필터 개발 및 실시가 어려워 토너이송시의 토너카트리지 내부의 압력상승에 따른 토너의 외부 비산을 방지하기 위해 에어벌룬을 5내지 6회 정도로 설정하여 소량만(15그램 내외) 공급하는 방식으로 문제를 해결하고 있다.

상기의 외부공기 주입을 통한 토너이송 기술에 따른 문제를 해결하고자 제시된 특허 제101367805호 '분말 및 액체공급장치'는 토너통내 공기주머니에 공기를 넣어 토너병의 압력과 프린터 내부 토너카트리지의 압력차에 의해 토너가 공급되며 공급완료 후 공급호스에 남아 있는 토너를 부풀려진 공기 주머니의 공기를 여러단계로 배출하여 호스에 남아 있는 토너를 토너통으로 회수하며 토너통의 토너를 섞어 주어 고착된 토너를 미립화시키고 토너통의 제어칩을 통해 토너통의 압력과 상관 없이 항상 일정한 조건으로 토너를 공급할 뿐만 아니라 토너통이 외부와는 단절되어 토너통에서 토너카트리지에 연결하는 공급라인이 오염된 공기와 접촉하여 오염되는 일이 없고 카트리지 내부의 토너가 고착되는 문제가 없는 장치이다.

그러나 이 기술은 외부공기의 직접 주입없이 토너통 내부에서 토너이송압력을 형성한다는 장점에도 불구하고, 토너이송과 이송된 용적만큼의 하부공기유입을 이용하여 토너고착화 방지 기술을 제시하지만, 토너는 보관중 토너통 내부의 토너에서 비산용매인 공기가 상부로 이동하여 토너밀도가 상승하며 고착화되어 이송요구압을 급격히 상승시키므로 원활한 토너이송은 토너가 이송된 다음이 아니라 이송의 전제로서 제시하여야 한다는 점을 간과한 문제가 있다.

상기에 제시된 기술들은 초미립자인 토너를 이송하기 위해 공기압 이용하는 공통점을 지녔다. 그러나 이 기술들은 분체의 이송에 널리 이용되는 공기압은 분체의 비산을 전제로 한다는 점을 간과하고 있다. 즉, 이송을 위해선 유동저항을 최소화하기 위한 공기를 용매로한 충분한 비산이 전제되어야 하지만 이에 대한 장치없이 공기의 압력만으로 이송하려는 공통의 문제가 있다. 충분히 비산되지 않은 토너는 이송시 수직과 곡선으로 구성된 호스내에서 발생하는 유동저항으로 인해 공기가 쉽게 압축되며 이송요구압에 도달한 다음 토너가 이송될 경우에도 이송시 기 압축된 공기도 함께 이송되어 용적이 작은 토너카트리지 내부에서 급격한 압력상승을 일으켜 토너가 외부로 비산되는 문제가 있었다. 토너카트리지는 대부분 내부 용적이 200cc 미만이며 대기압에서는 밀폐되어 토너의 외부비산을 방지하는 구조이지만 밀폐성이 낮아 토너카트리지 내부압력의 상승은 토너의 외부비산 문제를 일으킨다.

〔문헌 1〕특허 제 100980385호 〔문헌 2〕특허 제 100892392호 〔문헌 3〕특허 제1032482호 〔문헌 4〕특허 제101367805호

〔문헌 5〕Transport System(분체이송)의 개발 : 한국기계연구원(1994) 〔문헌 6〕Transport System(분체이송)의 개발 : 한국과학기술정보연구원(2002)

본 발명은 토너카트리지의 토너사용 뒤 내부공간의 공기를 흡입하여 토너를 이송하는 장치로 토너이송 뒤 토너카트리지에서의 압력상승을 원천적으로 방지하고 토너이송 전에 토너저장부에서 공기를 용매로 토너를 충분히 비산시켜 유동저항 없이 토너를 토너통으로부터 토너카트리지에 원활하게 이송하는 장치이다. 본 발명은 외부의 공기 사용시 필요한 공기필터 및 제습필터나 토너카트리지내부의 압력상승 방지를 위한 통공 및 분진필터 등 여러 장치들이 필요없어 매우 단순하고 제작 및 설치가 용이하며 제작비용도 적게 드는 토너이송장치를 제공하는데 목적이 있다..

본 발명은 토너는 초미립자이며 공기중 비산이 매우 용이하므로 토너통 하부의 토너저장부를 소규모의 싸이클론발생유닛으로 형성하고 토너카트리지일단에 호스를 연결하여 토너카트리지 내부의 공기를 공급받아 싸이클론발생유닛에 공급, 싸이클론발생유닛에서 토너를 충분히 비산시킨 뒤 토너공급호스를 통해 비산된 토너를 유동저항없이 원활히 토너카트리지 내부로 이송하는 장치이다. 또한 토너의 고척화를 완화시키로 비산을 용이롭게 하는 장치인 토너피더를 토너통과 싸이클론발생유닛 사이에 설치하여 토너통의 토너가 하부의 싸이클론발생유닛으로 원활히 공급되는 장치를 포함하는 발명이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 레이저프린터 및 복사기의 토너파우더 자동공급장치는 전원(100)과, 토너카트리지 하부에 장착된 토너센서(200)와, 토너잔량을 감지하여 보내주는 신호에 따라 작동하는 제어수단(300)과, 상기 토너카트리지(20)에 토너를 공급하기 위한 토너를 저장한 토너통(400)과, 토너통(400)의 하부에 장착되어 토너통(400)의 토너를 하방으로 용이롭게 이송하는 장치인 토너피더(500)와 토너피더(500)를 통해 공급된 토너를 소량의 공기로 비산시키는 싸클론발생유닛(600)과, 싸이클론발생유닛(600)에 호스로 연결하여 공기를 공급하는 에어펌프(700)와, 토너카트리지(20)에 연결되어 토너카트리지 내부의 공기를 흡입, 에어펌프(700)에 공기를 공급하는 공기흡입호스(720)와, 충전이 완료된 다음 토너카트리지(20) 내부의 공기부족을 감지하여 작동되는 압력센서 혹은 압력저하시 작동되는 마이크로스위치와 같은 압력감지부(800)로 구성된다.
싸이클론발생유닛(600)의 전면 일단에는 토너이송호스(610)을 연결하여 토너카트리지(20)의 내부로 연결한다. 싸이클론발생유닛(600) 내부에는 모터로 작동되는 프로펠러로 구성된 싸이클론발생기(620)룰 설치하여 에어펌프(700)에서 공급된 공기를 이용하여 토너통(400)에서 공급된 토너를 비산시키고 싸이클론의 발생시 일부의 공기는 토너피터(500)를 통해 상부로 이동하여 토너피더(400) 및 토너통(400)에서 토너를 비산시켜 하부로 원활히 이송한다. 공기흡입호스(720)의 토너카트리지(20) 연결부 일단에는 토너필터(721)를 설치하여 에어펌프(700) 작동시 에어펌프(700)로의 토너유입을 방지한다.

토너공급호스(610)와 공기흡입호스(720)는 공기흡입호스(720)의 내경보다 작은 외경의 토너공급호스(610)를 삽입한 이중구조호스(30)로 제조하여 외관을 간단 미려하게하고 설치를 용이하게 한다.

토너피더(500)는 다중깔대기(510, 520, 530...) 구조로서 깔대기 하부는 토너(511)로 채워지고 상부는 공기(512)로 채워져 있어 보관중 토너의 밀도상승과 고착화 정도를 완화시키며 싸이클론 발생시 공기의 상승을 용이롭게 할 뿐만 아니라 소량의 공기 주입으로도 깔대기 상부의 공기(512)와 합쳐져 깔대기(510) 하부 토너(511)를 용이롭게 비산시켜 하부의 싸이클론발생유닛(600)으로 원활히 이송한다.

공기흡입호스(720) 하단에는 압력센서 혹은 압력의 저하로 작동되는 마이크로스위치와 같은 압력감지부(800)를 설치하여 충전이 충분히 이루어져 토너카트리지 내부의 공기량이 충분히 못할 경우 작동하여 충전을 완료한다.

본 발명은 레이저프린터 및 복사기의 토너카트리지에 토너를 자동으로 공급하기 위한 장치로 토너이송시 요구되는 공기를 토너카트리지 내부에서 공급받아 토너이송에 따른 토너카트리지의 내부압력상승을 원천적으로 방지하여 토너이송에 따른 토너비산의 문제를 근본적으로 제거하였으며 외부공기 사용시 공기오염과 수분제거에 필요한 공기필터, 제습필터 및 통공필터 등아 필요없어 매우 간단하고 설치가 용이로운 장치로서 제작에 드는 비용을 절감하는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 주요발명인 싸이클론발생유닛(600)은 소량의 공기로도 토너를 충분히 비산시켜 유동저항없이 토너카트리지(20)로 이송하며 싸이클론발생시 일부의 공기는 상부의 토너피더(500)로 이동하여 내부의 토너를 비산시켜 보관으로 인한 토너밀도증가와 고착화시에도 유동저항 없이 토너를 하방으로 공급토록 하는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 주요발명인 토너피더(500)는 다중깔대기(510, 520, 530) 구조로서 토너의 상부에 공기층을 형성하여 보관중 토너의 고착을 완화시키로 하부로부터 공기유입시 공기층과 합쳐져 토너를 용이롭게 비산하여 하부로 원활히 공급하는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 압력센서 혹은 압력저하로 작동되는 마이크로 스위치와 같은 압력감지부(800)는 토너가 토너카트리지에 충분히 충전되었을 토너카트리지 내부 공기의 체적이 줄어들고 이에 따라 에어펌프(700)로의 공기 공급이 부족하여 토너카트리지 및 에어공급호스의 압력이 저하되면 자동으로 전원을 차단하여 작동을 멈추게 하는 구조로서 매우 단순하면서도 적정충전을 가능케 하는 장점이 있다.

도 1은 종래기술의 토너카트리지의 토너 자동공급장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 전체구성도,
도 3은 본 발명의 상세도,
도4의 (1)(2)는 본 발명에 따른 토너피더와 분리개략도,
도 5는 본 발명에 따른 싸이클론발생유닛의 상세도,
도 6은 본 발명에 따른 이중구조호스의 개략도,

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 레이저프린터의 자동충전장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2에 예시된 것과 같이, 본 발명의 레이저프린터 및 복사기의 토너자동 공급장치는 전원(100)과, 토너카트리지 하부에 장착된 토너센서(200)와 토너잔량을 감지하여 보내주는 신호에 따라 에어펌프(700)를 작동하는 제어수단(300)과, 상기 토너카트리지에 토너를 공급하기 위한 토너를 저장한 토너통(400)과, 토너통(400)의 하부에 장착된 토너피더(500)와, 토너피더(500)를 통해 공급된 토너를 비산하여 이송하는 싸이클론발생유닛(600)과, 싸이클론발생유닛(600)에 호스로 연결하여 공기를 공급하는 에어펌프(700)와, 토너충전완료시 작동하는 압력센서 혹은 압력저하시 작동되는 마이크로스위치와 같은 압력감지부(800)로 구성된다.
싸이클론발생유닛(600)에는 토너이송호스(610)를 연결하여 토너카트리지(20)의 내부로 연결한다. 에어펌프(700)의 에어토출구에는 공기공급호스(710)를 연결하여 싸이클론발생유닛(600)으로 공기를 공급한다. 싸이클론발생유닛(600) 내부에는 모터로 연결된 프로펠러로 작동하는 싸이클론발생기(620)를 설치한다. 에어펌프(700)의 공기흡입구는 공기흡입호스(720)로 연결되어 토너카트리지(20) 내부로 연결하여 에어펌프(700) 작동시 토너카트리지(20) 내부의 공기를 공급받는다.

도 3을 참고하면, 싸이클론발생유닛(600) 내부의 싸이클론발생기(620)는 에어펌프(700)로 부터 공급되는 적은 양의 공기로도 싸이클론을 발생, 토너를 비산시켜 토너이송호스(610)를 통해 토너카트리지(20) 내부로 토너를 이송한다.

다음으로 도 4를 참고하면, 토너피더(500)는 다중깔대기(510, 520, 530...) 구조로 깔대기 하부는 토너(511)로 채워지고 상부는 공기(512)로 채워져 있어 보관중 토너의 밀도상승과 고착화 정도를 완화시키며 싸이클론 발생시 하방으로 부터의 공기유입을 용이롭게 할 뿐만 아니라 소량의 공기 유입으로도 깔대기(510) 상부공기(512)와 섞여 하부토너(511)를 용이롭게 비산시켜 하부로의 토너이송을 원활히 한다. 상부의 깔대기(520, 530...)에서도 동일한 과정이 형성되며 공급되는 토너만큼의 공기는 토너통의 상부로 이송하여 균형을 이루게 된다.

또한 공기흡입호스(720)의 하단 압력센서 혹은 압력저하시 작동되는 마이크로스위치와 같은 압력감지부(800)를 설치하여 토너충전이 완료되어 토너카트리지(20) 내부로 부터 공기 공급이 어려울 경우 저하된 압력을 감지하고 제어부(300)에 신호를 보내어 충전을 완료하게 된다.

상기 토너통(400)은 상부가 원통이고 하부는 토너가 아래로 쉽게 내려갈 수 있는 콘(410)으로 이루어지고 콘(410) 하단에는 고무 혹은 스폰지 재질의 토너통마개(420)로 구성하여 메인바디(10)로 부터 토너통(400) 분리시 토너가 외부로 비산되는 것을 방지한다.

메인바디(10) 내부에는 토너통(400)이 장착될 수 있는 가이드(11)로 구성되고 가이드(11)는 토너통(400)을 하방으로 압력을 가하면 자동으로 고정되는 구조이고 가이드(11)에는 상하부를 관통하는 금속성이며 바늘 모양의 토너배출관(12)을 설치하여 토너통(400) 장착시 토너통마개(420)를 뚫고 들어가 토너가 배출될 수 있는 구조이다.

가이드(11) 하부에는 다중 깔대기 모형의 토너피더(500)가 장착되어 싸이클론발생유닛(600)으로의 토너이동을 용이롭게 한다.

이하 본 발명을 예시도에 의거 상세히 설명한다.

토너센서(200)으로 부터 토너충전 신호를 받은 제어부(300)는 에어펌프(700)를 작동시켜 싸이클론발생유닛(600)에 공기를 공급하며 싸이클론발생유닛(600)의 싸이클론발생기(620)는 소량의 공기로 토너를 충분히 비산시킨 뒤 공급받은 공기와 함께 토너이송호스(610)을 통해 프린터에 장착된 토너카트리지(20)에 토너를 공급한다.

싸이클론발생시 소량의 공기는 상승하여 토너피더(500)의 1차 깔대기(510)에 도달하고 1차깔대기(510)상부의 공기(512)와 합쳐져 1차 깔대기(510) 하부의 토너(511)룰 비산시켜 하부의 싸이클론발생유닛(600)에 이송한다. 상부 깔대기(520, 530)에서도 동일한 비산과 하부로의 이송이 이루어지며 이송된 토너 체적과 동량의 공기는 토너통(400) 상층부에 이르러 균형을 이루게 된다.

본 발명으로 토너충전시 토너이송호스(610)를 내경 1미리 이하의 PVC 재질의 호스를 사용한 경우 수직상승과 곡선을 겸비한 길이 1미터 이상에서도 원활히 충전되는 것을 수많은 실험을 통해 확인할 수 있었다.

또한, 이 장치로 충전을 완료한 후 싸이클론발생유닛(600) 및 토너이송호스(610)의 토너를 제거하지 않은 체 보관한 뒤 토너가 충분히 고착화되었을 것으로 예상하여 시행한 보관일 10일, 보관일 20일, 보관일 30일 후의 작동 실험에서도 유동성 저항없이 토너가 원활히 공급되는 것을 확인 할 수 있었다.

다만, 토너이송호스(610)에 토너를 제거하지 않은 체 장기보관시 고착화 정도가 심화되는 경우를 예상하여 충전 완료 뒤 싸이클론발생유닛(600) 및 토너이송호스(610)에서 잔존 토너를 제거함이 바람직하며 이를 위해 토너피더(500) 하부에 토너차단기(540)를 설치하고 충분히 토너가 충전되어 토너카트리지 내부의 공기가 대부분 소진되어 토너카트리지(20)내부의 압력이 저하될 경우 압력감지부(800)가 작동하여 제어부(300)에 전달하고 제어부(300)는 2~3초간 토너차단장치(510)를 작동하여 토너 공급을 차단, 싸이클론발생유닛(600) 및 토너이송호스(600)의 잔존토너를 제거한 뒤 전원(100)을 차단하여 충전을 완료한다.

인쇄도구로 가장 보편적으로 사용되고 있는 레이저프린터 및 복사기는 기기내에 토너를 내장한 토너카트리지를 장착하는 형태로 사용되고 있다. 토너카트리지는 구조가 복잡하고 매우 고가이지만 프린터 내부에 장착하는 구조이므로 내부 용적이 작아 대부분 5000매 이하의 인쇄에 그치고 있는 실정이다. 또한 그 구조가 복잡하고 인쇄에 사용되는 토너가 초미립자여서 전문적인 기술과 도구 없이 취급이 어려워 1회 사용뒤 버려지고 있다. 전문기술을 갖춘 재제조업체들이 이를 재활용하여 효용을 창출하고 있지만 고비용 구조로 인해 대중화에 어려움이 따르고 있다. 본 발명 레이저프린터 및 복사기의 자동충전장치는 누구나 간단히 한번 장착하면 토너카트리지의 분리와 충전 등 별도의 수고로움 없이 토너카트리지의 기타의 부품이 소모될 때까지 무한히 사용할 수 있는 장점이 있으므로 레이저프린터나 복사기를 사용하는 곳이면 어느 곳에서도 활용 가능하다.

본 발명 레이저프린터 및 복사기의 자동공급장치는 한번 장착하면 토너카트리지의 토너사용 완료시 자동으로 충전되어 토너카트리지의 교체 등의 번거로움이 없이 연속 사용 가능하며 자동공급장치의 토너사용 완료시에는 간단히 토너통만 교환하면 연속 사용 가능하다. 또한 제작비용이 매우 저렴하고 구조가 간단하여 전문기술 없이도 누구나 간단히 장착할 수 있어 레이저 프린터 및 복사기 사용자 대부분이 널리 사용하여 경제적 효용을 누릴 수 있다.

10 : 메인바디
11 : 가이드
12 : 토너배출관
20 : 토너카트리지
30 : 이중구조호스
100 : 전원
200 : 토너센서
300 : 제어판
400 : 토너통
410 : 콘
420 : 토너통마게
500 : 토너피더
510 : 깔데기1
511 : 토너
512 : 공기
520 : 깔데기2
530 : 깔데기3
540 : 토너차단기
600 : 싸이클론발생유닛
610 : 토너이송호스
620 : 싸이클론발생기
700 : 에어펌프
710 : 공기공급호스
720 : 공기흡입호스
721 : 토너필터
800 : 압력감지부

Claims (6)

1. 전원부(100)와;
   토너가 저장되는 토너카트리지(20)의 토너잔량을 검출하는 토너센서(200)와;
   상기 토너카트리지(20)에 공급될 토너가 저장되는 토너통(400)과;
   상기 토너통(400) 하부에 장착되어 토너의 배출이 이루어지는 토너피더(500)와;
   상기 토너피더(500)를 통해 상기 토너통(400) 내에 공기를 주입하여 토너를 비산시키게 되는 싸이클론발생유닛(600)과;
   에어펌프(700)와;
   상기 토너카트리지(20) 내부의 압력저하를 감지하는 압력감지부(800)와;
   상기 싸이클론발생유닛(600)의 배출단과 상기 토너카트리지(20)를 연결하는 토너이송호스(610)와;
   상기 토너카트리지(20)와 상기 에어펌프(700)의 입력단을 연결하되, 상기 토너카트리지(20)와 연결되는 적어도 일부 구간은 유격을 갖고 상기 토너이송호스(610)에 외삽된 이중호스 구조를 갖는 공기흡입호스(720)와;
   상기 토너센서(200)와 상기 압력감지부(800)의 검출 신호에 따라서 상기 전원부(100)에서 상기 에어펌프(700)로 공급되는 전원을 제어하는 제어수단(300);을 포함하는 레이저프린터 및 복사기의 토너파우더 자동공급장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 토너피더(500)는 토너상층부에 공기층을 형성하는 구조로 이루어진 다중깔데기(510, 520, 530) 형상으로 이루어져 보관중 토너고착화 정도를 완화시키고 하방으로부터의 공기유입시 공기층의 공기와 함께 토너비산을 용이롭게 하는 레이저프린터 및 복사기의 토너파우더 자동공급장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 싸이클론발생유닛(600)은 유닛내부에 모터로 작동되는 프로펠러를 장착하여 적은 양의 공기로도 충분히 토너를 비산시키는 레이저프린터 및 복사기의 토너파우더 자동공급장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서, 상기 토너피더(500)는 상기 제어수단(300)에 의해 제어가 이루어져 토너의 배출을 차단하게 되는 토너차단장치(540)를 더 포함하는 레이저프린터 및 복사기의 토너파우더 자동공급장치.
   

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