KR102030343B1

KR102030343B1 - 잉크 스틱 식별시스템

Info

Publication number: KR102030343B1
Application number: KR1020140063131A
Authority: KR
Inventors: 데블유. 애즈노 브라이언; 알. 존스 브렌트
Original assignee: 제록스 코포레이션
Priority date: 2013-06-13
Filing date: 2014-05-26
Publication date: 2019-10-10
Also published as: US20140368564A1; RU2641451C2; CN104228338B; CA2852339C; CA2852339A1; BR102014012803A2; EP2815884A1; EP2815884B1; KR20140145543A; RU2014123644A; US9039158B2; MX2014006948A; CN104228338A

Abstract

고체 잉크 스틱 식별시스템으로 고체 잉크 이미지화 장치에서 정확하고 효율적인 고체 잉크 스틱 식별이 가능하다. 고체 잉크 식별 시스템은 광원 및 광센서 중 하나를 다수의 예정 위치들 사이로 이동시키도록 구성된 구동기를 포함한다. 광원은 잉크 스틱의 면을 향하여 빛을 방출하고 광센서는 수신된 반사광량에 상당하는 신호를 발생한다. 제어기는 광원 및 광센서 중 하나가 다수의 예정 위치들 사이로 이동될 때의 신호들에 기초하여 고체 잉크 스틱의 형상을 식별한다.

Description

잉크 스틱 식별시스템{INK STICK IDENTIFICATION SYSTEM}

본 발명은 일반적으로 상변화 잉크젯 이미지화 장치, 더욱 상세하게는, 이러한 이미지화 장치에서 잉크 스틱들을 식별하는 시스템에 관한 것이다.

고체 잉크 또는 상변화 잉크 프린터는 복사기 및 다중-기능성 장치를 포함한 다양한 이미지화 장치를 포괄한다. 이들 프린터는 다른 유형의 이미지 생성장치, 예컨대 레이저 및 수성 잉크젯 이미지화 장치에 비하여 여러 이점들을 제공한다. 고체 잉크 또는 상변화 잉크 프린터는 통상 펠렛 또는 잉크 스틱의 고체 형태 잉크를 수용한다. 칼라 프린터는 전형적으로 4종의 칼라 잉크 (시안, 마젠타, 노랑 및 검정, "CMYK"라고도 칭함)를 사용한다.

이하 고체 잉크, 스틱, 또는 잉크 스틱으로도 칭하는 고체 잉크 펠렛 또는 잉크 스틱은, 전형적으로 잉크 로더와 연결되고 고체 잉크를 액체로 전환시키는 용융장치로 이송된다. 전형적인 잉크 로더는 다중 공급 채널들을 포함하며, 각 채널은 프린터에 사용되는 각각의 칼라 잉크에 해당된다. 각각의 공급 채널은 채널 내 고체 잉크를 채널 말단에 위치하는 용융장치로 안내한다. 공급 채널 말단에서 고체 잉크는 용융장치와 접촉하여 용융됨으로써 액체 잉크가 형성되고 이는 프린트헤드로 이송된다. 프린트헤드 잉크젯 분사기는 발사신호에 의해 작동되어 잉크를 이미 지 수용부재 표면에 분사한다.

일부 프린터에서, 각각의 공급 채널은 특정 칼라 잉크 스틱이 놓이는 개별 삽입구를 가지고 이후 스틱은 기계적 컨베이어, 중력, 또는 양자에 의해 공급 채널을 따라 용융장치로 이송된다. 다른 고체 잉크 프린터에서, 모든 칼라의 고체 잉크 스틱들이 단일 삽입 포트에 적재되고, 여기에서 기계적 센서는 잉크 스틱의 식별 표시부와 물리적으로 접촉하여 잉크 스틱을 식별한다. 이후 잉크 이송 시스템은 잉크 스틱을 잉크 스틱이 삽입되어야 하는 적절한 공급 채널로 이송한다. 일부 프린터는 잉크 스틱 식별용 광 검출 시스템을 포함한다. 이러한 프린터는 잉크 스틱들의 식별 형상들을 검출하기 위하여 각각의 공급 채널에 고정되는 다중 광원들 및/또는 다중 광센서들을 가진다.

그러나, 다중 광원들 및 센서들을 제공하고 연결하는 것은 고가이고 빛과 센서의 가변성으로 식별 특징부에 대한 오류가 발생된다. 따라서, 개선된 잉크 스틱 식별화가 요망된다.

잉크 스틱 검출 시스템은 상이한 잉크 스틱들에 있는 식별 형상들을 단일 검출기로 검출하도록 구성된다. 본 시스템은 이미지화 장치에 지지되는 고체 잉크 스틱의 제1 면을 향하여 발광하는 광원, 고체 잉크 스틱의 제1 면에서 반사되는 빛을 수용하도록 배향되고 수신된 반사광량에 상당하는 신호들을 발생시키도록 구성된 광센서, 광원 및 광센서 중 하나에 작동적으로 연결되어 광원 및 광센서 중 하나를 다수의 예정 위치들로 이동시키는 구동기, 및 구동기 및 광센서에 작동적으로 연결되어 광센서에 의해 발생되는 신호들로부터 고체 잉크 스틱 형상을 식별하도록 구성된 제어기를 포함한다.

도 1은 잉크 스틱 표면에 있는 식별 형상 검출을 위한 광원 및 광센서에 작동적으로 연결되는 구동기를 가지는 일 예시적 잉크 스틱 식별 시스템의 측면도이다.
도 2는 잉크 스틱 표면에 있는 식별 형상 검출을 위한 광센서 및 광원에 작동적으로 연결되는 구동기를 가지는 다른 예시적 잉크 스틱 식별 시스템의 측면도이다.
도 3은 도 2의 잉크 스틱 식별 시스템의 편심 작동 구동기의 배면도이다.
도 4는 아치 경로로 광센서를 이동시켜 잉크 스틱 표면에 있는 식별 형상을 검출하기 위한 광원 및 광센서에 작동적으로 연결되는 기어 작동 구동기를 가지는 일 예시적 잉크 스틱 식별 시스템의 측면도이다.
도 5는 고체 잉크 스틱의 형상 식별을 위한 처리 흐름도이다.

도 1은 고체 잉크 프린터 (180)용 고체 잉크 스틱 식별 시스템 (100)을 도시한 것이다. 시스템 (100)은 프린터 (180)에서 잉크 스틱 지지체 (188) 및 삽입 포트 (192)를 가지는 잉크 로더 (184)에 내장된다. 고체 잉크 스틱 (150)은 삽입 포트 (192)를 통해 프린터 (180) 내로 삽입되고 잉크 스틱 지지체 (188)에 정착된다. 잉크 스틱 (150)은 잉크 스틱 식별 시스템 (100)이 식별하도록 구성된 식별 형상, 예를들면 표면 (158)을 포함한다. 도 1의 고체 잉크 스틱 (150)은 식별 형상 (158)이 더욱 명확하게 보이도록 척도를 고려하지 않고 도시된다.

잉크 스틱 식별 시스템 (100)은 광원 (104), 광센서 (108), 구동기 (120), 및 제어기 (140)를 포함한다. 광원 (104)은 고체 잉크 스틱 (150)의 면 (154)을 향하고 잉크 스틱 (150)의 식별 형상, 예컨대 표면 (158)을 향하여 발광하도록 구성된다. 일 실시태양에서, 광원은 확산 광을 방출하고, 예를들면, 2 밀리미터의 발광 다이오드 (LED)이다. 다른 실시태양들에서, 광원은 집중광원이고, 예를들면 2 밀리미터의 LED 레이저이다. 추가 실시태양들에서, 광원은 임의의 적합한 크기 및 유형의 광원을 포함한다. 도시된 실시태양에서, 광원 (104)은 스프링 (106)에 의해 도 1의 위치로 하향 편향된다.

광센서 (108)는 고체 잉크 스틱 (150) 면 (154)을 향하고 고체 잉크 스틱 (150) 식별 형상들로부터 반사되는 빛을 수용하도록 구성된다. 광센서 (108)는 센서 (108)에 의한 수광량에 해당하는 전기 신호들을 발생시킨다. 또한 센서 (108)는 제어기 (140)에 작동적으로 연결되어 광센서 (108) 전기 신호들은 제어기 (140)로 송신된다. 일 실시태양에서, 광센서는 2 밀리미터의 포토트랜지스터이지만, 다른 실시태양들에서 다른 크기 및 유형의 광센서들이 적용될 수 있다.

도 1의 실시태양에서, 광원 (104) 및 광센서 (108)는 잉크 스틱 (150) 면 (154)을 향하여 배향되고, 스틱이 프린터 내부로 삽입되면, 면 (154)은 프린터 (180) 삽입 포트 (192) 대향 면이 아닌 면에 놓인다. 삽입구에 대한 삽입물 제공 및 공급 방향은 잉크 로더 구성에 따라 다르므로, 잉크 스틱 감지 형상들은 특정 잉크 로더에 적합하게 배향된다. 하기 설명을 단순화하기 위하여, 삽입구 "반대"의 임의의 잠재적 감지 형상 면이란 감지 형상 면이 삽입 포트와 마주보는 면이 아닌 잉크 스틱 면을 의미한다. 광원 (104) 및 광센서 (108)를 잉크 스틱 (150) 뒤 및 잉크 스틱 지지체 (188) 위에 배치하면 외래 입자들 및 파편으로부터의 광원 (104) 및 광센서 (108) 오염을 감소시킬 수 있다. 또한, 잉크 스틱 식별 시스템 (100)을 잉크 로더 (180) 뒤에 위치시키면 더욱 소형의 잉크 로더 (180) 및 식별 시스템 (100)이 가능하다. 그러나, 다른 실시태양들에서, 광원 및 광센서는 잉크 스틱 근위의 적합한 지점에 놓일 수 있다. 본원에 사용되는, “검출기”란 잉크 스틱의 감지 면에 있는 감지 형상을 검출하기 위하여 함께 작동되는 광원 및 광센서의 구성을 의미한다.

구동기 (120)는 광센서 (108)에 작동적으로 연결되는 리드 스크루 드라이브 (124)를 포함한다. 구동기 (120)는 리드 스크루 드라이브 (124)를 이동시키고, 이에 따라 광센서 (108)는 다수의 위치들, 예를들면 위치들 (108A, 108B, 108C)로 이동되도록 작동한다. 도시된 실시태양에서, 구동기 (120)는 광센서 (108)를 수직하게 이동시키지만 다른 실시태양들에서 구동기는 광센서를 수평으로, 대각선으로, 아치 경로, 또는 수직, 수평, 대각선 및 아치 경로의 임의의 조합으로 이동시킬 수 있다. 구동기 (120)는 제어기 (140)에 작동적으로 연결되어 제어기 (140)는 구동기 (120)를 작동시켜 광센서 (108)를 본원에서 “다수의 위치들”로 칭하는 경로 한계 내의 이동 범위를 따라 이동시키고, 이때 상기 범위 내의 위치들 개수는 반드시 한정될 필요는 없다. 도시되지는 않지만, 구동기는 하나 이상의 검출기들 (광원 및 광센서)을 동시에 이동시킬 수 있다.

광센서 (108)가 다수의 위치들로 이동하면, 각각의 위치에서 광센서 (108)는 고체 잉크 스틱 (150)로부터 반사되고 광센서 (108)에 의해 수신되는 광량에 상응하는 전기 신호들을 발생시킨다. 광원 (104)이 발광하면, 반사광의 세기 및 궤도는 실질적으로 일정하다. 따라서 광센서 (108)에 의해 수신되는 빛은 광센서 (108) 위치 및 각각의 위치에 수신되는 반사광량에 따라 다르다. 광센서 (108)는 잉크 스틱 (150) 형상 (158)으로부터의 가장 직접 반사되는 빛을 수신하는 광센서 (108) 위치에서 수신광량에 상응하는 신호를 발생시킨다. 제어기 (140)는 최대 수신광량에 상응하는 신호가 발생될 때의 구동기 (120), 및 따라서 광센서 (108) 위치에 기초하여 고체 잉크 스틱 (150) 형상 (158)을 식별한다.

잉크 스틱 (150) 면 (154)은 유각 (angled) 식별 표면 (158)을 포함한다. 일부 실시태양들에서, 유각 표면 (158)은 잉크 스틱 면 (154) 일부만을 횡단하는 잉크 스틱 (150) 함몰부에 위치한다. 다른 실시태양들에서, 유각 표면 (158)은 잉크 스틱 면 전폭에 걸쳐 연장된다. 유각 표면 (158)은 광원 (104)에서 방출되는 빛을 광센서 (108) 방향으로 반사하도록 구성된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 잉크 스틱 (150)은 잉크 스틱 면 (154)에 여러 다른 깊이로, 예를들면 158A 및 158B의 유각 표면을 가지도록 구성되어, 상이한 지점들에서 유각 표면들을 가지는 잉크 스틱들에 대하여 광원 (104)에서 방출되는 빛은 주로 상이한 위치들로 반사된다. 도 1의 실시태양에서, 표면 (158)은 수직선에 대하여 대략 15도이다. 다른 실시태양들에서, 잉크 스틱은 상이한 수직각의 위치에서 형상 표면을 가지고, 잉크 스틱 형상들이 광센서 경로 일부를 향하여 빛을 반사한다면 형상 표면은 수평 유각, 또는 만곡 형상 표면일 수 있다.

잉크 로더의 다양한 부시스템, 부품 및 기능의 작동 및 제어는 제어기 (140) 조력으로 수행된다. 제어기 (140)는 프로그램 명령을 실행하는 범용 또는 특수 목적의 프로그램 가능한 처리기로 구현된다. 프로그램화 기능을 수행하기에 필요한 명령 및 데이터는 처리기 또는 제어기와 관련된 메모리에 저장된다. 처리기, 메모리 및 인터페이스 회로는 제어기 (140)를 구성하여 처리기가 메모리에 저장된 프로그램화 명령을 실행하고 인터페이스 회로를 통해 처리기와 연결되는 전자 부품을 작동시키면 상기 기능 및 상기 과정을 수행한다. 이들 부품은 인쇄 회로 카드에 제공되거나 주문형 반도체 (ASIC) 회로로 제공된다. 각각의 회로는 별도의 처리기로 구현되거나 다중 회로가 하나의 처리기로 구현될 수 있다. 대안으로, 회로들은 개별 부품들로 구현되거나 VLSI 회로에 제공될 수 있다. 또한, 본원에 기재된 회로들은 처리기, ASIC, 개별 부품들, 또는 VLSI 회로 조합으로 구현될 수 있다.

작동에 있어서, 사용자는 고체 잉크 스틱 (150)을 삽입 포트 (192)을 통하여 잉크 로더 (184)로 삽입하고 잉크 스틱 지지체 (188)에 정치시킨다. 도 1에 도시된 실시태양에서, 광센서 (108)는 위치 108A에 놓이고, 광센서 (108)는 광원 (104)와 접촉하여 광원 (104)을 스프링 (106) 힘에 대항하여 위치 104A에 유지시킨다. 위치 104A에서, 광원 (104)은 빛을 방출하고 이는 표면 (154)에서 위치 108A에 있는 광센서 (108)로 반사된다. 잉크 스틱 (150)이 잉크 로더 (184)에 존재하면 위치 104A의 광원 (104)에 의해 방출된 빛은 위치 108A의 광센서 (108)로 반사되고, 센서 (108)는 전기 신호를 발생시키고 이는 제어기 (140)로 전송되어 잉크 스틱 (150)이 잉크 로더 (184)에 존재한다는 것을 나타낸다. 다른 실시태양들에서, 잉크 로더는 개별 검출기를 포함하고 이는 제어기에 잉크 스틱이 잉크 로더에 존재한다는 신호를 보낸다. 잉크 스틱 삽입 전후의 잉크 로더 상태의 차이는 광 검출기로 직접 반사되는 것과 같은 높은 신호 세기를 필요로 하지 않으므로, 이동성 이 없는 “정지” 광 검출기의 간단한 구성이 비용 절감 관점에서 고려될 수 있다. 높은 삽입 검출 신호 세기를 보장하는 대안이 도 1에 도시되고 이하 설명된다. 광원은 잉크 로더의 출입문 또는 커버가 올려질 때 온 또는 펄스가 인가될 수 있어, 잉크 스틱이 삽입될 때 또는 다중 공급 채널들의 프린터 경우, 어떤 채널에 잉크 스틱이 삽입될 때를 검출할 수 있다.

잉크 스틱 (150)이 잉크 로더 (184)에 배치되면, 제어기 (140)는 광원 (104)을 작동시켜 잉크 스틱 (150) 표면 (154)으로 빛을 방출한다. 광원 (104)이 표면 (154)에 빛을 방출하면, 제어기 (140)는 구동기 (120)를 작동시켜 광센서 (108)를 다수의 위치들 (108A - C)로 이동시킨다. 도 1에서, 광원 (104)은 스프링 (106)에 의해 하향 편향되고, 광센서 (108)는 위치 108A로부터 하향 이동하므로, 광원 (104)은 도 1에 도시된 위치로 이동하여 유지된다. 광센서 (108)는 계속하여 도 1의 위치로 하향 이동된 후 이어 위치들 108B 및 108C로 이동하고 센서 (108)는 상이한 위치들에서 센서 (108)가 수신한 반사광량에 상당하는 전기 신호들을 발생시킨다. 일 실시태양에서, 광센서는 예정 위치들에서만 신호들을 발생시키고, 다른 실시태양들에서 광센서는 광센서가 이동할 때 실질적으로 계속하여 전기 신호들을 발생시킨다.

도 1에 도시된 바와 같이, 잉크 스틱 (150)은 식별 표면 (158)을 포함하여, 광원 (104)에 의해 방출된 빛은 도 1에 도시된 위치에 있는 광센서 (108)를 향하여 반사된다. 광센서 (108)는 따라서 센서 (108)가 도 1의 위치에 있을 때 최대 수신광량을 나타내는 신호를 발생시킨다. 구동기 (120)가 광센서 (108)를 위치들 108B 및 108C로 하향 이동시키면, 센서 (108)는 약한 반사광을 수신하고, 센서 (108)에 의해 발생되는 신호들은 이에 따라 감소되어 수신광량이 감소된다. 제어기 (140)는 광센서 (108)에 의해 발생되는 최대 신호를 식별하고, 최대 신호가 발생된 광센서 (108) 위치와 최대 신호를 상관시킨다. 이후 제어기 (140)는 최대 신호가 발생된 광센서 (108) 위치에 기반하여 고체 잉크 스틱 (150)가 형상 표면 (158)을 가진다는 것을 식별한다. 구동기 (120)는 스텝 모터일 수 있어 센서 위치는 모터 카운트와 상관될 수 있다. 운동 메카니즘에서 위치들 결정은 공지된 프로세스이고 본원에 기재되지 않은 다양한 공지 방법으로 달성될 수 있다.

다른 잉크 스틱들은 표면 (158) 대신 고체 잉크 스틱들의 다른 특성을 나타내는 식별 표면들 (158B, 158C)을 포함할 수 있다. 식별 표면 (158B)를 가지는 잉크 스틱은 빛을 주로 위치 (108B)로 반사시켜, 광센서 (108)는 위치 108B에서 최대 반사 수광에 상당하는 신호를 발생시킨다. 유사하게, 식별 표면 (158C)을 가지는 잉크 스틱은 주로 빛을 위치 (108C)로 반사시키고, 광센서 (108)는 위치 (108C)에서 최대 반사 수광에 해당하는 신호를 발생시킨다. 결과적으로, 광센서 (108)를 이동시키는 구조체로 인하여 잉크 스틱 식별 시스템 (180)은 단일 삽입 포트에서 상이한 식별 형상들을 가지는 잉크 스틱들을 식별할 수 있다.

도 1의 실시태양에서 3종의 식별 표면이 도시되지만, 독자는 잉크 스틱 식별 시스템이 다른 위치들 또는 배향들의 식별 표면들을 가지는 잉크 스틱들을 수용하도록 프린터에서 활용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 잉크 스틱 식별 시스템은 임의의 적합한 개수의 예정 위치들로 광센서를 이동시켜 다른 위치들 또는 배향들에 있는 형상 표면들을 식별하도록 구성된다. 또한, 구동기는 광센서를 이동시키므로, 잉크 스틱 식별 시스템 (100)은 상이한 프린터 모델에서 상이한 형태들 및 크기들을 가지는 잉크 스틱들에서 형성된 형상들을 식별하기 위하여 다양하게 사용될 수 있다. 일부 프린터는 단일 잉크 로더에 장착되는 다중 식별 시스템들을 포함하여 잉크 스틱에 있는 더 많은 형상들을 식별할 수 있다.

잉크 스틱 식별 시스템 (100)은 고체 잉크 스틱들 (150)에 대한 식별력을 개선시킬 수 있다. 시간 경과에 따라, 외래 입자들로 인한 오염 및 통상의 마모로 인하여 광원은 신품 광원보다 더 세기가 낮아진다. 또한, 오염 및 일반적인 센서 가변성은 광센서에 의해 발생되는 신호 크기에 영향을 준다. 일부 시스템들, 예를들면 다중 광원들 또는 광센서들을 가지는 시스템들은, 한계값 보다 큰 값의 센서 신호를 식별함으로써 잉크 스틱들을 식별한다. 그러나, 광원들 및 센서들의 가변성으로 인하여 센서는 한계값보다 큰 신호를 발생시키지 못하고, 따라서 잉크 스틱을 식별하지 못한다 고체 잉크 스틱 식별 시스템 (180)은 단일 광원 (104) 및 광센서 (108) 쌍에 의해 발생되는 최대 크기로부터 잉크 스틱을 식별한다. 시스템 (180)의 광원 (104) 및 광센서 (108) 오염 또는 가변성과는 무관하게 센서 (108)를 향하여 잉크 스틱 (150)에서 최대로 직접 반사되는 위치에서 광센서 (108)에 의해 최대 신호는 언제나 발생된다.

잉크 스틱 식별 시스템 (180)에 의해 식별되는 잉크 스틱들은 단순하고도 경제적으로 제조될 수 있다. 잉크 스틱 제작 과정에서 잉크 스틱들을 제조하는 잉크 스틱 몰드에 절삭 공구 이송대를 상이한 위치로 이동시켜 잉크 스틱들은 상이한 형상 표면들 (158, 158B, 158C)을 가지도록 제작될 수 있다.

일부 프린터는 프린터에 의해 활용되는 각각의 칼라 잉크 스틱에 대한 개별 잉크 로더를 포함한다. 이러한 프린터는 각각의 잉크 로더에 대한 개별 잉크 스틱 식별 시스템을 포함할 수 있다. 기타 프린터는 각각의 잉크 로더에 대한 광원 및 센서를 포함하고, 잉크 로더들 중 임의의 하나에 삽입될 때 모든 광센서들을 이동시키는 단일 구동기에 광센서들이 작동적으로 연결된다.

도 2는 고체 잉크 프린터 (180)용 또 다른 고체 잉크 스틱 식별 시스템 (200)을 도시한 것이다. 시스템 (200)은 잉크 로더 (184) 내부 및 잉크 스틱 (150) 근위에 위치하고, 이들은 도 1을 참조하여 설명되는 잉크 로더 (184) 및 잉크 스틱 (150)과 유사한 방식으로 광학적으로 기능하지만, 삽입구는 도 2에서 로더의 다른 면에 배치된다.

잉크 스틱 식별 시스템 (200)은 광원 (204), 광센서 (208), 구동기 (220), 및 제어기 (240)를 포함한다. 광원 (204)은 고체 잉크 스틱 (150)의 면 (154)을 향하고 잉크 스틱 (150)의 식별 형상, 예를들면 표면 (158)에 향하는 빛을 방출한다.

광센서 (208)는 고체 잉크 스틱 (150)의 면 (154)을 향하도록 배향되고 고체 잉크 스틱 (150)의 식별 형상들로부터 반사되는 빛을 수신하도록 구성된다. 광센서 (208)는 센서 (208)에 의해 수신되는 광량에 상당하는 전기 신호들을 발생시킨다. 또한 센서 (208)는 제어기 (140)에 작동적으로 연결되어 광센서 (208)는 발생되는 전기 신호들 제어기 (140)로 전송할 수 있다.

구동기 (220)는 광원 (204)과 작동적으로 연결되어 이를 이동시킨다. 도 3에 도시된 바와 같이, 구동기 (220)는 편심 드라이브 (222), 선회부재 (224), 연장부재 (228), 및 마운트 (232)를 포함한다. 편심 드라이브 (222)는 구동기 (220) 부품들을 광원 (204)의 위치 204B 및 구동기 (220) 부품들은 위치들 222A, 224A, 228A, 및 232A에 있고 광원 (204)은 도 2의 위치에 있는 상부 위치에 상당하는 도 3에 도시된 위치 사이로 이동시키도록 작동한다.

광원 (204)이 다수의 위치들 사이에서 이동될 때, 광센서 (208)는 각각의 위치에서 고체 잉크 스틱 (150)으로부터 수신되는 반사광량에 상당하는 전기 신호들을 발생시킨다. 반사광의 강도는 실질적으로 일정하지만, 반사광 궤도는 광원 (204) 이동에 따라 변한다. 따라서 광센서 (208)에 의해 수신되는 빛은 광원 (204) 위치의 함수이다. 광센서 (208)는 빛이 잉크 스틱 (150) 형상 (158)으로부터 광센서 (208)를 향하여 최대로 직접 반사되는 위치에 광원 (204)이 있을 때 최대 수신광량에 상당하는 신호를 발생시킨다. 제어기 (240)는 최대 수신광량에 상당하는 신호가 발생될 때 구동기 (220), 따라서 광원 (204) 위치에 기반하여 고체 잉크 스틱 (150) 형상 (158)을 식별한다.

잉크 스틱 (150)의 면 (154)은 유각 식별 표면 (158)을 포함하고, 광원 (204)에서 방출되는 빛은 광센서 (208) 방향으로 반사된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 잉크 스틱 (150)은 잉크 스틱 면 (154)에서 여러 상이한 깊이들로, 예를들면 158A 및 158B의 유각 표면을 가지도록 구성되어, 상이한 형상 깊이들을 가지는 잉크 스틱들은 광원 (204)의 상이한 위치들에서 광센서 (208)를 향하여 대부분 빛을 반사한다.

작동에 있어서, 사용자는 삽입 포트 (192)를 통해 고체 잉크 스틱 (150)을 잉크 로더 (184)로 완전히 끼우고 잉크 스틱 (150)을 잉크 스틱 지지체 (188)에 정치한다. 제어기 (240)는 센서 시스템 또는 잉크 스틱 존재를 검출하는 다른 메카니즘으로부터 신호를 수신하여 제어기 (240)에게 잉크 스틱 (150)이 잉크 로더 (184)에 삽입된 것을 표시한다.

잉크 스틱 (150)이 잉크 로더 (184)에 놓이면, 제어기 (240)는 광원 (204)을 작동시켜 잉크 스틱 (150) 표면 (154)에 빛을 방출시킨다. 광원 (204)이 표면 (154)에 발광하면, 제어기 (240)는 편심 드라이브 (222)를 작동시킨다. 도 3의 위치에서, 편심 드라이브 (222)는 가장 좌측에 있어, 선회부재들 (224)은 수직에 대하여 각을 이룬다. 따라서 연장부재 (228)는 하부에 놓이고, 부착 마운트 (232) 또한 하부에 배치된다. 마운트 (232)에 부착되거나 이동 가능하게 접촉되는 광원 (204) (도 2) 역시 하부 위치 204B에 놓인다. 편심 드라이브 (222)가 위치 222A를 향하여 이동하면, 선회부재 (224)는 수직 위치 224A로 움직이고, 연장부재 (228) 및 마운트 (232)를 각각 위치들 (228A, 232A)로 이동시킨다. 구동기 (220)는 236으로 표기된 총 수직거리만큼 광원 (204)을 도 2에 도시된 다수의 위치들 사이로 이동시키도록 구성된다. 최신 제품에서 저렴한 메카니즘이 핵심이다. 도 2에서 단지 하나의 검출기만이 보이지만, 추가 검출기들이 도시된 것들 바로 뒤 또는 앞에 위치할 수 있다. 도 3의 예시적 메카니즘에 도시된 연장부재 (228)는 다수의 잉크 로더 칼라 채널들 (미도시)을 횡단하여 동시에 및 효과적으로 다중 검출기들을 이동시키는 개연성 있는 구성을 도시한 것이다. 다중 검출기 배열에 있어서, 검출기들은 칼라 채널들과 정렬되고 부재 (228) 폭을 따라 균등하거나 불균등한 간격으로 위치할 수 있다.

광원 (204)이 이동할 때, 광센서 (208)는 다양한 광원 (204) 위치들에서 센서 (208)에 의해 수신되는 반사광량에 상당하는 전기 신호들을 발생시킨다. 도 2에 도시된 바와 같이, 잉크 스틱 (150)은 식별 표면 (158)를 포함하므로, 광원 (204)에 의해 방출되는 빛은 광원 (204)이 도 2에 도시된 위치에 있을 때 광센서 (208)를 향하여 최대로 반사된다. 따라서 광센서 (208)는 광원 (204)이 도 2의 위치에 있을 때 최대 수신광량을 나타내는 신호를 발생시킨다. 구동기 (220)가 광원 (204)을 위치들 204B 및 204C로 이동시킬 때, 센서 (208)는 반사광을 덜 수신하고, 센서 (208)에 의해 발생되는 신호들은 수신광량이 약하다는 것을 나타낸다. 제어기 (240)는 광센서 (208)에 의해 발생되는 최대 신호를 식별하고, 최대 신호 발생의 광원 (204) 위치와 최대 신호를 상관시킨다. 이후 제어기 (240)는 최대 신호 발생의 광원 (204) 위치에 기초하여 고체 잉크 스틱 (150)이 형상 표면 (158)를 포함한다는 것을 식별한다.

고체 잉크 프린터용 또 다른 예시적 고체 잉크 스틱 식별 시스템 (300)이 도 4에 도시된다. 시스템 (300)은 프린터에서 잉크 로더 내부에 위치하고 잉크 로더에 있는 잉크 스틱 (350)의 면 (354)을 향한다. 면 (354)은 잉크 스틱 식별 시스템 (300)이 식별하는 식별 형상, 예를들면 표면 (358)을 포함한다.

잉크 스틱 식별 시스템 (300)은 광원 (304), 광센서 (308), 구동기 (320), 및 제어기 (340)를 포함한다. 광원 (304)은 고체 잉크 스틱 (350) 면 (354)을 향하고 식별 형상인, 잉크 스틱 (350) 표면 (358)을 향하여 빛을 방출하도록 구성된다.

광센서 (308)는 고체 잉크 스틱 (350) 면 (354)을 향하고 고체 잉크 스틱 (350) 식별 형상들로부터 반사되는 빛을 수신한다. 광센서 (308)는 센서 (308)에 의해 수신되는 광량에 상당하는 전기 신호들을 발생시킨다. 또한 센서 (308)는 제어기 (340)에 작동적으로 연결되어 발생된 전기 신호들을 제어기 (340)로 전송한다.

구동기 (320)는 광센서 (308)가 장착된 아치형 랙 기어 (328)와 물리는 피니언 기어 (324)를 포함한다. 구동기 (320)는 제어기 (340)에 의해 발생된 제어신호에 대한 응답으로 피니언 기어 (324)를 회전시키고, 이는 랙 기어 (328) 및 광센서 (308)를 다수의 위치들, 예를들면 위치들 (308A, 308B) 사이로 아치 경로를 따라 이동시킨다. 구동기 (320)는 제어기 (340)에 작동적으로 연결되어 제어기 (340)는 구동기 (320)를 작동시켜 광센서 (308)를 다수의 위치들 사이로 이동시킬 수 있다.

광센서 (308)가 다수의 위치들 사이로 이동할 때, 광센서 (308)는 각각의 위치에서 고체 잉크 스틱 (350)으로부터 수신되는 반사광량에 상당하는 전기 신호들을 발생시킨다. 광원 (304)이 빛을 발생시키면, 반사광의 세기 및 궤도는 실질적으로 일정하다. 따라서 광센서 (308)에 의해 수신되는 빛은 반사광에 대한 광센서 (308) 위치에 따라서만 변동된다. 광센서 (308)는 잉크 스틱 (350) 형상 (358)에서 가장 직접 반사되는 빛을 광센서 (308)가 수신하는 위치에서 최대 수신광량에 해당하는 신호를 발생한다. 제어기 (340)는 최대 수신광량에 상당하는 신호가 발생될 때 구동기 (320), 따라서 광센서 (308) 위치에 기초하여 고체 잉크 스틱 (350) 형상 (358)을 식별한다.

잉크 스틱 (350) 면 (354)은 돌출 유각의 식별 표면 (358)을 포함한다. 유각 표면 (358)은 광원 (304)에 의해 방출되는 빛을 광센서 (308) 방향으로 반사하도록 구성된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 잉크 스틱 (350)은 대안적 형상 표면들 (358A, 358B)로 도시된 바와 같이 수직선에 대하여 상이한 각도의 유각 표면을 가지도록 구성되어, 광원 (308)에서 방출되는 빛은 상이한 각들의 형상 표면들을 가지는 잉크 스틱들의 상이한 지점에서 주로 반사된다. 유각 표면 형상은 도 4에 도시된 바와 같이 일반적인 잉크 스틱 형상에서 다양한 잠재적 각도로 외향 돌출부 또는 함몰부 또는 이들의 조합 형상들로 구성될 수 있다.

작동에 있어서, 사용자는 고체 잉크 스틱 (350)을 프린터의 잉크 로더에 삽입한다. 잉크 로더에 있는 센서 시스템은 잉크 스틱이 잉크 로더에 존재한다는 신호들을 제어기에 송신한다. 잉크 스틱 (350)이 잉크 로더에 존재하면, 제어기 (340)는 광원 (304)을 작동시켜 잉크 스틱 (350) 표면 (354)에 빛을 방출한다. 광원 (304)이 표면 (354)에 빛을 방출하면, 제어기 (340)는 구동기 (320)를 작동시켜 광센서 (308)를 다수의 위치들 (308A - 308B) 사이로 이동시킨다. 광센서 (308)는 도 4 위치인 위치 (308A) 및 만곡 랙 기어 (328)에 의해 형성되는 아치 경로에 있는 위치 (308B) 사이로 이동하고 센서 (308)는 각각의 위치들에서 센서 (308)에 의해 수신되는 반사광량에 상당하는 전기 신호들을 발생시킨다.

도 4에 도시된 바와 같이, 잉크 스틱 (350)은 광원 (304)에 의한 빛을 도 4의 위치에 도시된 광센서 (308)로 반사시키는 식별 표면 (358)을 포함한다. 따라서 광센서 (308)는 센서 (308)가 도 4의 위치에 있을 때 최대 수신광량을 나타내는 신호를 발생한다. 구동기 (320)가 광센서 (308)를 위치들 (308A, 308B) 사이로 이동함에 따라, 센서 (308)는 약해진 반사광을 수신하고, 위치들 (308A, 308B)에 있는 센서 (308)에 의해 발생된 신호들은 약해진 수신광량을 나타낸다. 제어기 (340)는 광센서 (308)에 의해 발생되는 최대 신호를 식별하고, 최대 신호 발생 광센서 (308) 위치와 최대 신호를 상관시킨다. 이후 제어기 (340)는 최대 신호가 발생되는 광센서 (308) 위치에 기초하여 고체 잉크 스틱 (350)이 형상 표면 (358)을 포함하고 있다는 것을 식별한다.

잉크 스틱 지지체에 놓이는 다른 잉크 스틱들은 표면 (358) 대신 식별 표면들 (358A, 358B)을 포함하여 고체 잉크 스틱들의 상이한 특성을 나타낸다. 식별 표면 (358A)을 가지는 잉크 스틱은 빛을 주로 위치 (308A)로 반사하여, 광센서 (308)는 위치 308A에 있을 때 최대 수신광량에 상당하는 신호를 발생한다. 유사하게, 식별 표면 (358B)를 가지는 잉크 스틱은 위치 308B를 향하여 주로 반사하고, 센서 (308)는 위치 308B에 있을 때 최대 수신광량에 해당하는 신호를 발생시킨다.

도 5에서 예컨대 도 1 - 도 4에 기재된 잉크 스틱 식별 시스템을 가지는 고체 잉크 프린터에서 고체 잉크 스틱을 식별하는 방법 (500)이 도시된다. 본 방법을 기술함에 있어서, 일부 기능을 수행하거나 일부 작용을 수행하는 설명은 이러한 기능 또는 작용을 수행하도록 프로그램화 명령을 실행하는 제어기 또는 하나 이상의 전기적 또는 전기기계적 부품을 작동시켜 기능 또는 작용을 수행하도록 신호를 발생하는 제어기를 언급하는 것이다.

프로세스는 잉크 스틱이 프린터 잉크 로더에 존재한다는 것을 나타내는 신호를 제어기가 수신하는 것으로부터 개시된다 (블록 510). 신호는 식별 시스템의 광센서에 의해 잉크 로더에 있는 잉크 스틱으로부터 반사되는 빛의 수신에 대한 응답으로 발생되거나 신호는 잉크 로더에 있는 고체 잉크 스틱을 검출하도록 구성된 또 다른 센서 시스템 또는 기타 메카니즘에 의해 발생될 수 있다.

일단 신호가 수신되면, 제어기는 광원을 작동시켜 잉크 로더에 있는 잉크 스틱의 면에 빛을 방출한다 (블록 520). 구동기는 광센서 및 광원 중 하나를 다수의 위치들 사이로 이동하도록 구성된다. 광원이 잉크 스틱의 면에 연속, 펄스 또는 시간/위치 방식으로 빛을 방출하는 동안, 제어기는 구동기를 작동시켜 광원 및 광센서 중 하나를 예정 위치로 이동시킨다 (블록 530). 광원 또는 광센서가 예정 위치로 이동하면, 광센서는 고체 잉크 스틱으로부터 광센서로의 반사광량에 해당하는 전기 신호를 발생시킨다 (블록 540). 일부 실시태양들에서, 구동기가 위치들 사이로 작동되는 동안 광센서는 신호들을 연속적으로 발생시킨다. 이후 제어기는 센서 또는 광원이 추가적인 예정 위치들로 이동할지를 판단한다 (블록 550). 추가적인 예정 위치들이 존재하면, 프로세스는 블록 530에서 계속된다.

광원 및 광센서 중 하나가 모든 예정 위치들로 이동된 후, 제어기는 광원 또는 센서의 다양한 위치들에서 광센서로 수신된 신호들을 평가하여 고체 잉크 스틱 형상을 식별한다 (블록 560). 제어기는 광센서에 의해 수신된 최대 반사광량에 상당하는 센서에 의한 신호를 식별한다. 제어기는 최대 반사광량에 상당하는 신호가 수신될 때의 광원 및 광센서 중 하나의 위치를 판단하고, 최대 값이 발생될 때 최대 신호 발생 시점의 광원 및 광센서 중 하나의 위치에 기초하여, 제어기는 고체 잉크 스틱에 존재하는 형상을 식별함으로써 잉크 로더내부의 고체 잉크 스틱을 식별한다. 상기 감지 동작은 특정 잉크 로더 및 잉크 스틱 삽입구들에서 하나 이상의 삽입 위치들 또는 공급 채널들에 대하여 수행될 수 있다. 예를들면, 검정 및 노랑색 잉크 스틱이 동시에 다중 삽입구를 가지는 로더에 삽입될 수 있다. 이러한 경우, 잉크 스틱 식별 방법은 하나의 스틱에 대하여 달성된 후 다른 것에 대하여 달성되거나 또는 동시에 수행될 수 있다.

Claims

고체 잉크 이미지화 장치용 잉크 스틱 검출 시스템으로서:
이미지화 장치 내에서 지지되는 고체 잉크 스틱의 제1 면을 향하여 빛을 방출하도록 배향된 광원;
상기 고체 잉크 스틱의 제1 면에서 반사되는 빛을 수신하도록 배향되고 수신된 반사광량에 상응하는 신호들을 발생시키도록 구성된 광센서;
상기 광원 및 상기 광센서 중 하나에만 작동적으로 연결되고, 및 다수의 예정 위치들 사이로 상기 광센서 및 상기 광원 중 하나를 이동시키도록 구성된 구동기; 및
상기 구동기 및 상기 광센서에 작동적으로 연결되고, 상기 광센서에 의해 발생되는 신호들로부터 상기 고체 잉크 스틱의 형상 (feature) 을 식별하도록 구성된 제어기를 포함하는, 잉크 스틱 검출 시스템.
제1항에 있어서,
상기 구동기는 광원에 작동적으로 연결되고 다수의 예정 위치들 사이로 상기 광원을 이동시키도록 구성되고;
상기 제어기는 상기 광센서에 의해 발생되는 최대 신호를 식별하고 상기 광센서에 의해 발생되는 상기 최대 신호에 응하여 상기 광원의 상응하는 위치로부터 상기 고체 잉크 스틱의 형상을 식별하도록 추가로 구성된, 잉크 스틱 검출 시스템.
제1항에 있어서,
상기 구동기는 상기 광센서에 작동적으로 연결되고 다수의 예정 위치들 사이로 상기 광센서를 이동시키도록 구성되고;
상기 제어기는 상기 광센서에 의해 발생되는 최대 신호를 식별하고 광센서에 의해 발생되는 상기 최대 신호에 응하여 광센서의 상응하는 위치로부터 상기 고체 잉크 스틱의 형상을 식별하도록 추가로 구성된, 잉크 스틱 검출 시스템.
제1항에 있어서,
상기 고체 잉크 스틱이 상기 이미지화 장치로 삽입되는 삽입구를 추가로 포함하고;
상기 광원 및 상기 광센서는 상기 고체 잉크 스틱이 상기 이미지화 장치 내에서 지지될 때 상기 삽입구 반대의 상기 고체 잉크 스틱의 측을 향하여 배향되는, 잉크 스틱 검출 시스템.
제1항에 있어서,
상기 구동기를 상기 광원 및 상기 광센서 중 하나에 작동적으로 연결하는 기어 드라이브 (gear drive)를 추가로 포함하는, 잉크 스틱 검출 시스템.
제1항에 있어서,
상기 구동기를 상기 광원 및 상기 광센서 중 하나에 작동적으로 연결하는 편심 드라이브를 추가로 포함하는, 잉크 스틱 검출 시스템.
제1항에 있어서,
상기 구동기를 상기 광원 및 상기 광센서 중 하나에 작동적으로 연결하는 리드 스크루 드라이브를 추가로 포함하는, 잉크 스틱 검출 시스템.
제1항에 있어서,
상기 광원은 LED를 포함하는, 잉크 스틱 검출 시스템.
제1항에 있어서,
상기 광원은 LED 레이저를 포함하는, 잉크 스틱 검출 시스템.
제1항에 있어서,
광센서는 포토트랜지스터를 포함하는, 잉크 스틱 검출 시스템.
고체 잉크 스틱을 식별하는 방법으로서:
이미지화 장치 내에서 지지되는 고체 잉크 스틱의 제1 면을 향하여 빛을 방출하도록 배향된 광원을 작동시키는 단계;
다수의 위치들 사이에서 광센서 및 상기 광원 중 하나만을 이동시키도록 구동기를 작동시키는 단계;
상기 광원 및 상기 광센서 중 하나가 상기 다수의 위치들의 각각에 존재할 때에 상기 광센서에 의해 수신된 반사광량에 상응하여 상기 광센서로써 신호를 발생시키는 단계; 및
상기 다수의 위치들의 각각에서 상기 광센서에 의해 발생된 상기 신호로부터 상기 고체 잉크 스틱의 형상을 식별하는 단계를 포함하는, 고체 잉크 스틱을 식별하는 방법.
제11항에 있어서,
상기 고체 잉크 스틱의 형상을 식별하는 단계는:
상기 광센서에 의해 발생되는 최대 신호를 식별하는 것: 및
상기 최대 신호가 발생될 때에 상기 광원 및 상기 광센서 중 하나의 상응하는 위치로부터 상기 고체 잉크 스틱의 형상을 식별하는 것을 추가로 포함하는, 고체 잉크 스틱을 식별하는 방법.
제11항에 있어서,
상기 구동기를 작동시키는 단계는:
상기 다수의 위치들 사이에서 상기 광원을 이동시키는 상기 구동기를 작동시키는 것을 추가로 포함하는, 고체 잉크 스틱을 식별하는 방법.
제11항에 있어서,
상기 구동기를 작동시키는 단계는:
상기 다수의 위치들 사이에서 상기 광센서를 이동시키도록 상기 구동기를 작동시키는 것을 추가로 포함하는, 고체 잉크 스틱을 식별하는 방법.
제11항에 있어서,
상기 구동기를 작동시키는 단계는:
상기 다수의 위치들 사이에서 상기 광센서 및 상기 광원 중 하나를 이동시키도록 기어 드라이브를 작동시키는 것을 추가로 포함하는, 고체 잉크 스틱을 식별하는 방법.
제11항에 있어서,
상기 구동기를 작동시키는 단계는:
상기 다수의 위치들 사이에서 상기 광센서 및 상기 광원 중 하나를 이동시키도록 편심 드라이브를 작동시키는 것을 추가로 포함하는, 고체 잉크 스틱을 식별하는 방법.
제11항에 있어서,
상기 구동기를 작동시키는 단계는:
상기 다수의 위치들 사이에서 상기 광센서 및 상기 광원 중 하나를 이동시키도록 리드 스크루 드라이브를 작동시키는 것을 추가로 포함하는, 고체 잉크 스틱을 식별하는 방법.
제11항에 있어서,
상기 광원을 작동시키는 단계는:
상기 고체 잉크 스틱의 제1 면을 향하여 빛을 방출하도록 배향된 LED 를 작동시키는 것을 추가로 포함하는, 고체 잉크 스틱을 식별하는 방법.
제11항에 있어서,
상기 광원을 작동시키는 단계는:
상기 고체 잉크 스틱의 상기 제1 면을 향하여 빛을 방출하도록 배향된 LED 레이저를 작동시키는 것을 추가로 포함하는, 고체 잉크 스틱을 식별하는 방법.
제11항에 있어서,
상기 신호를 발생시키는 단계는:
포토트랜지스터에 의해 수신되는 반사광량에 상응하여 포토트랜지스터로써
상기 신호를 발생시키는 것을 추가로 포함하는, 고체 잉크 스틱을 식별하는 방법.