KR20000039253A - 습식 인쇄기의 잉크 잔량 검출장치 - Google Patents

Abstract

잉크통 일측에 설치되고 잉크통과의 사이에 토너와 액상의 캐리어를 포함하여 된 잉크가 출입되는 통로가 마련된 측정용기와, 측정용기를 잉크통에 대해 개방된 공간과 고립된 공간으로 분리하도록 측정용기에 설치되며 잉크통내의 잉크 잔량에 따른 압력에 의해 통로를 통해 출입되는 잉크량 변화에 민감하게 변화되어 개방,고립 공간을 상대적으로 가변시키는 유연한 재질의 차단막과, 측정용기의 고립된 공간에 주입된 측정용 액체의 레벨을 측정하여 잉크의 잔량을 검출하는 레벨센서를 포함하는 습식 인쇄기의 잉크 잔량 검출장치가 개시되어 있다. 이 잉크 잔량 검출장치는 측정용 액체와 잉크통에 담긴 잉크를 공간적으로 분리하며 잉크 잔량에 따라 민감하게 가변하는 차단막을 구비하여, 잉크 잔량에 따른 상기 측정용 액체와 잉크의 압력차이에 의한 차단막의 변화에 따른 측정용 액체의 레벨을 측정하여 잉크 잔량 레벨을 검출하므로, 잉크 점도 등에 관계없이 잉크 잔량을 검출할 수 있어서 신뢰성이 확보된다.

Description

습식 인쇄기의 잉크 잔량 검출장치

본 발명은 잉크통에 담긴 잉크 잔량을 검출하는 습식 인쇄기의 잉크 잔량 검출장치에 관한 것이다.

일반적으로 잉크를 현상제로 사용하는 레이저 프린터나 복사기와 같은 습식 현상방식 인쇄기에는 적절한 시기에 잉크를 보충하여 인쇄작업도중에 생길 수 있는 잉크 고갈에 의한 인쇄작업의 오류를 방지할 수 있도록 잉크통에 담긴 잉크 잔량을 검출하는 장치가 필요하다. 여기서, 상기 잉크는 토너와 액상의 캐리어를 포함하며, 상기 토너에는 칼라 성분을 나타내는 안료가 포함되는데 이 안료로 인해 상기 잉크는 점도를 갖게 된다. 이때, 잉크의 점도는 안료의 종류에 따라 다르다.

잉크 잔량 검출장치에 액체량에 따른 부력에 의해 띄워져 액체의 레벨을 나타내는 부유체를 채용하는 경우, 잉크의 점도 때문에 부유체가 잉크 잔량에 따른 부력에 비례하여 띄워지지 않고, 또한 잉크의 점도 때문에 어느 정도 유동 가능하게 설치되는 부유체가 잉크통의 내벽에 부착되는 작동 불량이 발생할 수 있기 때문에 잉크 잔량 검출에 신뢰성이 떨어진다. 그러므로, 액체의 레벨을 측정하는데 통상적으로 사용되는 부유체를 잉크 잔량 검출장치에 채용하는 것은 적절치 못하다.

본 발명은 상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 잉크통에 담긴 액체의 잔량에 따라 그 레벨이 변하도록 된 측정용 액체의 레벨을 측정하여 잉크 잔량을 검출하는 신뢰성이 향상된 습식 인쇄기의 잉크 잔량 검출장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 습식 인쇄기의 잉크 잔량 검출장치를 개략적으로 보인 사시도,

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 잉크 잔량 검출장치의 작동 상태를 개략적으로 보인 도면,

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 습식 인쇄기의 잉크 잔량 검출장치를 개략적으로 보인 사시도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1...잉크통 5...통로

10...측정 용기 12a,12b...개방공간,고립공간

20...차단막 30,35...상,하한 레벨 광센서

50...부유체 60...위치센서

I...잉크 M...측정용 액체

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 습식 인쇄기의 잉크 잔량 검출장치는 잉크통 일측에 설치되고 상기 잉크통과의 사이에 토너와 액상의 캐리어를 포함하여 된 잉크가 출입되는 통로가 마련된 측정용기와; 상기 측정용기를 상기 잉크통에 대해 개방된 공간과 고립된 공간으로 분리하도록 상기 측정용기에 설치되며, 상기 잉크통내의 잉크 잔량에 따른 압력에 의해 상기 통로를 통해 출입되는 잉크량 변화에 민감하게 변화되어 상기 개방,고립 공간을 상대적으로 가변시키는 유연한 재질의 차단막과; 상기 측정용기의 고립된 공간에 주입된 측정용 액체의 레벨을 측정하여 상기 잉크의 잔량을 검출하는 레벨센서;를 포함하여, 상기 잉크통내의 잉크 잔량과 상기 측정용 액체의 압력차에 의해 상기 개방 공간에 출입되는 잉크량의 변화에 따른 상기 차단막의 변화에 연동되어 그 레벨이 변하는 상기 측정용 액체의 레벨을 측정하여 잉크의 잔량을 검출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징에 따르면, 상기 레벨센서는, 상기 잉크통내의 서로 다른 레벨에 대응되게 상기 측정용기의 일측에 각각 설치되며, 상기 측정용기에 광을 조사하고 상기 측정용기를 경유한 광을 수광하여 측정용 액체의 레벨을 측정하는 복수의 광센서이다.

여기서, 상기 측정용 액체는 상기 잉크보다 상대적으로 점도가 낮은 물질인 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 레벨센서는, 상기 측정용 액체의 부력에 의해 띄워지는 부유체와; 상기 부유체의 위치를 검출하는 위치센서;를 구비한다.

여기서, 상기 측정용 액체는 액상의 캐리어 또는 비중이 대략 0.75 내지 1인 비휘발성 물질인 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 습식 인쇄기의 잉크 잔량 검출장치를 개략적으로 보인 사시도이다.

도면을 참조하면, 잉크통(1) 일측에는 상기 잉크통(1)과의 사이에 잉크(I)가 출입되는 통로(5)가 마련된 측정용기(10)가 설치된다. 이 측정용기(10)에는 차단막(20)이 설치되어 측정용기(10)를 잉크통(1)에 대해 개방된 공간(12a)과 고립된 공간(12b)으로 분리한다. 상기 차단막(20)은 유연한 재질로 이루어져 상기 잉크통(1)으로부터 개방된 공간(12a)으로 유입되는 잉크(I)의 유량 변화에 민감하게 변화되어 상기 개방,고립 공간(12a)(12b)의 크기를 상대적으로 가변시킨다. 상기 차단막(20)은 고립 공간(12b) 또는 개방 공간(12a)의 크기를 가변할 수 있도록 도시된 바와 같이 주름상자 형상이거나 느슨하게 설치된 막형상일 수 있다. 상기 개방된 공간(12a)에 있는 잉크량의 변화는 상기 잉크통(1)에 담긴 잉크(I)의 잔량 레벨에 따른 압력에 의존한다.

여기서, 상기 측정용기(10)의 후술하는 레벨센서가 설치되는 상단부분(10a)은 후술하는 바와 같이 가는 관 형상으로 마련되며, 상기 차단막(20)이 설치되는 하단부분(10b)은 잉크(I) 잔량 변화에 따른 차단막(20)의 가변 공간을 확보할 수 있도록 상기 상단부분(10a)보다 상대적으로 굵은 관 형상으로 마련된다.

상기 측정용기(10)의 고립된 공간(12b)에는 측정용 액체(M)가 주입되며, 레벨센서가 상기 잉크통(1)에 담긴 잉크(I)의 잔량 레벨에 따른 상기 측정용 액체(M)의 레벨을 측정하여 상기 잉크통(1)에 담긴 잉크(I)의 잔량을 검출한다.

본 실시예에 있어서, 상기 레벨센서는 상기 잉크통(1)내의 서로 다른 레벨 예컨대, 상,하한 레벨(H)(L)을 포함하는 복수의 레벨에 대응되게 상기 측정용기(10)의 일측에 각각 설치되어 상기 측정용 액체(M)의 레벨을 측정하는 복수의 광센서(30)(35)이다. 바람직하게는 상기 광센서(30)(35)는 상기 잉크(I)의 상한 잔량 레벨(H)을 측정하는 제1광센서(30)와, 하한 잔량 레벨(L)을 측정하는 제2광센서(35)를 포함하여 적어도 2개 구비된다. 여기서, 상기 상,하한 레벨(H)(L)은 습식 인쇄기가 인쇄작업 오류없이 인쇄 작업을 수행하도록 하는 잉크(I) 잔량의 상,하한에 해당하는 레벨이다.

상기 광센서(30)(35)는 각각 상기 측정용기(10)에 광을 조사하는 광원(31)(36)과, 상기 측정용기(10)를 경유한 광을 수광하는 광검출기(33)(38)를 포함하여 구성된다.

상기 측정용기(10)의 상기 광원(31)(36)과 광검출기(33)(38) 사이의 광경로를 포함하는 적어도 일부가 광을 투과시키는 투명부재로 이루어지고, 상기 광원(31)(36) 및 광검출기(33)(38)는 상기 측정용기(10)의 양측에 서로 대향되게 배치될 수 있다. 도 2는 상기 측정용기(10)의 상단부분(10a)가 투명관으로 이루어진 예를 보여준다.

한편, 상기 광원(31)(36)에서 측정용기(10)에 입사되어 상기 고립 공간(12b)을 경유하고 반사된 다음 다시 고립 공간(12b)을 경유하여 상기 광검출기(33)(38)에서 검출되도록 상기 측정용기(10)를 내측 또는 외측 일부에 반사부재(미도시)를 구비한 반사 타입으로 마련하고, 이에 대응하여 상기 광원(31)(36) 및 광검출기(33)(38)를 배치하는 것도 가능하다.

본 실시예에 있어서, 상기 측정용 액체(M)로는 상기 잉크(I)의 구성요소인 액상의 캐리어 또는 잉크(I)보다 점도가 상대적으로 낮은 물 등을 구비할 수 있다. 이와 같이 점도가 낮은 액체를 사용하는 경우 측정용기(10)가 좁은 경우에도 잉크(I) 잔량 변화에 대응되게 그 액체 레벨이 변한다. 따라서, 상기 측정용기(10)의 레벨센서가 설치되는 상단부분(10a)은 도면에 도시된 바와 같이 가는 관으로 마련될 수 있어서, 컴팩트한 잉크(I) 잔량 검출장치를 구성할 수 있다.

여기서, 측정용 액체(M)로 액상의 캐리어 또는 물 등의 광을 투과시키는 투명 액체를 구비하는 경우 상기 측정용 액체(M)에 착색제를 첨가하는 것이 바람직하다. 이 경우, 측정용 액체(M)의 광 투과율이 저하되어 그 레벨 위치에 측정용 액체(M)가 있는 경우와 없는 경우 광검출신호의 차이가 크기 때문에 감도가 낮은 광센서로도 측정용 액체(M)의 레벨 및 이로부터 유추되는 잉크(I)의 잔량 레벨을 정확히 측정할 수 있어서 저렴한 장치를 구성할 수 있다.

한편, 측정용 액체(M)가 착색제가 첨가되지 않은 투명 액체인 경우에도 측정용 액체(M) 및 측정용기(10) 사이의 상대 굴절율과 공간(공기로 채워짐) 및 측정용기(10) 사이의 상대 굴절율의 차이 때문에 서로 다른 매질의 경계면에서 투과 및 반사율이 다르므로 측정용 액체(M)가 있는 경우와 없는 경우의 광검출신호에 차이가 있기 때문에 측정용 액체(M)의 레벨 측정이 가능하지만, 그 차이가 미소하므로 이 경우에는 감도가 좋은 광센서를 구비해야 한다.

상기한 바와 같은 잉크 잔량 검출장치는 다음과 같이 작동한다.

예를 들어, 잉크(I) 잔량 레벨이 상,하한 레벨(H)(L) 사이의 R- 레벨일 때 상기 차단막(20)이 도 1에 도시된 바와 같다면, 잉크통(1)에 잉크(I)가 채워짐에 따라 잉크(I) 잔량 레벨이 R-레벨보다 상한 레벨(H)쪽으로 올라간다. 이때, 잉크(I)에 의한 압력은 더 커지고 잉크(I)가 상기 통로(5)를 통해 개방공간(12a)으로 이동되고, 이 잉크(I)압에 의해 상기 차단막(20)은 도 2a에 도시된 바와 같이 고립 공간(12b)쪽으로 불룩해지고, 상기 측정용 액체(M)의 레벨이 올라간다.

습식 인쇄기의 인쇄작용에 의해 잉크(I)가 소모됨에 따라 잉크(I) 잔량 레벨이 R-레벨보다 하한 레벨(L)쪽으로 내려가면 잉크(I)압이 점점 작아지므로 상기 측정용 액체(M)의 압력에 의해 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 차단막(20)이 개방 공간(12a)쪽으로 불룩해지면서 상기 개방공간(12a)에 있던 잉크(I)는 잉크통(1)쪽으로 이동되고, 상기 측정용 액체(M)의 레벨은 내려간다.

이와 같이, 잉크통(1)내의 잉크(I) 잔량과 측정용 액체(M)의 압력 차이에 의해 차단막(20)이 가변됨에 따라 상기 개방공간(12a)의 크기가 변한다. 즉, 잉크(I) 잔량이 하한 레벨(L)쪽으로 이동되면 개방공간(12a)의 크기가 작아지면서 측정용 액체(M)의 레벨이 감소하고, 잉크(I) 잔량이 상한 레벨(H) 쪽으로 이동되면 개방공간(12a)의 크기는 커지면서 측정용 액체(M)의 레벨이 증가한다.

이와 같이, 측정용 액체(M)의 레벨을 측정하고 이 레벨 변화를 잉크(I) 레벨로 환산(이를 위한 데이터는 각 칼라별 잉크(I)에 대해 룩업테이블화할 수 있음)하면 잉크(I) 잔량을 알 수 있다. 따라서, 잉크통(1)내의 잉크(I) 잔량이 상,하한 레벨(H)(L) 사이로 적절히 유지되도록 적절한 시기에 잉크(I)를 보충할 수 있으므로, 인쇄작업도중 잉크(I) 고갈에 의한 인쇄작업의 오류를 방지할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 습식 인쇄기의 잉크 잔량 검출장치를 개략적으로 보인 사시도이다. 본 실시예는 상기 레벨센서로 상기 측정용기(10)의 고립 공간(12b)에 배치되어 상기 측정용 액체(M)의 레벨에 따른 부력에 의해 띄워지는 부유체(50)와, 상기 부유체(50)의 위치를 검출하는 위치센서(60)를 구비한 점에 그 특징이 있다. 여기서, 도 2와 동일 참조부호는 동일 부재를 나타낸다.

여기서, 상기 측정용 액체(M)로는 액상의 캐리어 또는 비중이 대략 0.75 내지 1인 비휘발성 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 측정용 액체(M)가 비중이 대략 1인 물인 경우, 상기 잉크(I) 잔량 변화에 따른 측정용 액체(M)의 레벨 변화와 상기 부유체(50)의 수직 방향 즉, 레벨 변화 방향으로의 이동량은 대략 같다.

상기 위치센서(60)로는 본 발명의 일 실시예서와 같은 광센서(도 1의 30,35)를 구비할 수 있다. 이 경우, 광경로 상에 부유체(50)가 위치되면, 광원에서 출사된 광이 부유체(50)에 의해 적어도 일부가 차단되어 광검출기에서 검출되는 광검출신호가 광경로 상에 부유체(50)가 위치되지 않은 경우의 광검출신호에 비해 감소된다.

한편, 상기 부유체(50)의 표면을 반사코팅하거나 측정 용기(10)의 내측 또는 외측 일부에 상기 광센서에 대응되게 반사부재(미도시)를 구비하고, 광을 조사하고 부유체(50) 또는 측정용기(10)에서 반사된 광을 검출하도록 상,하한 레벨(H)(L)을 포함하는 복수의 레벨에 복수의 광센서를 구비하는 것도 가능하다. 상기 부유체(50)의 표면이 반사코팅된 경우, 광센서가 설치된 레벨에 부유체가 위치하면 광센서는 반사신호를 검출하고, 그 외에는 광이 거의 검출되지 않으므로 측정용 액체(M)의 레벨을 측정할 수 있다. 또한, 상기 측정용기(10)에 반사부재가 구비된 경우에는, 광센서가 설치된 레벨에 부유체가 위치하면 광센서는 광을 거의 검출하지 않으며, 그 외에는 반사신호를 검출하게 되므로 마찬가지로 측정용 액체(M)의 레벨을 측정할 수 있다.

한편, 상기 부유체(50)에 자성체를 설치하고, 상기 위치센서(60)로 자기센서를 구비하여 측정용 액체(M)의 레벨을 측정하는 것도 가능하다.

상기한 바와 같이, 잉크(I) 잔량 변화에 따른 측정용 액체(M)의 레벨 변화에 따른 부력에 의해 수직 위치가 변하는 부유체(50)의 위치를 감지함에 의해 잉크(I) 잔량을 검출할 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 잉크 잔량 검출장치는 측정용 액체와 잉크통에 담긴 잉크를 공간적으로 분리하며 잉크 잔량에 따라 민감하게 가변하는 차단막을 구비하여, 잉크 잔량에 따른 상기 측정용 액체와 잉크의 압력차이에 의한 차단막의 변화에 따른 측정용 액체의 레벨을 측정하여 잉크 잔량 레벨을 검출하므로, 잉크 점도 등에 관계없이 잉크 잔량을 검출할 수 있어서 신뢰성이 확보된다. 따라서 본 발명에 따른 잉크 잔량 검출장치를 채용한 습식 인쇄기는 적절한 시기에 잉크를 보충할 수 있어서 잉크 고갈에 의한 인쇄작업의 오류가 방지된다.

한편, 본 발명에 따른 잉크 잔량 검출장치는 잉크 뿐만아니라 액체의 종류에 상관없이 잔량 검출이 가능하여, 여러 분야에 응용될 수 있다.

Claims (5)

1. 잉크통 일측에 설치되고 상기 잉크통과의 사이에 토너와 액상의 캐리어를 포함하여 된 잉크가 출입되는 통로가 마련된 측정용기와;

   상기 측정용기를 상기 잉크통에 대해 개방된 공간과 고립된 공간으로 분리하도록 상기 측정용기에 설치되며, 상기 잉크통내의 잉크 잔량에 따른 압력에 의해 상기 통로를 통해 출입되는 잉크량 변화에 민감하게 변화되어 상기 개방,고립 공간을 상대적으로 가변시키는 유연한 재질의 차단막과;

   상기 측정용기의 고립된 공간에 주입된 측정용 액체의 레벨을 측정하여 상기 잉크의 잔량을 검출하는 레벨센서;를 포함하여, 상기 잉크통내의 잉크 잔량과 상기 측정용 액체의 압력차에 의해 상기 개방 공간에 출입되는 잉크량의 변화에 따른 상기 차단막의 변화에 연동되어 그 레벨이 변하는 상기 측정용 액체의 레벨을 측정하여 잉크의 잔량을 검출하는 것을 특징으로 하는 습식 인쇄기의 잉크 잔량 검출장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 레벨센서는,

   상기 잉크통내의 서로 다른 레벨에 대응되게 상기 측정용기의 일측에 각각 설치되며, 상기 측정용기에 광을 조사하고 상기 측정용기를 경유한 광을 수광하여 측정용 액체의 레벨을 측정하는 복수의 광센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 습식 인쇄기의 잉크 잔량 검출장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 측정용 액체는 상기 잉크보다 상대적으로 점도가 낮은 물질인 것을 특징으로 하는 습식 인쇄기의 잉크 잔량 검출장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 레벨센서는,

   상기 측정용 액체의 부력에 의해 띄워지는 부유체와;

   상기 부유체의 위치를 검출하는 위치센서;를 구비하는 것을 특징으로 하는 습식 인쇄기의 잉크 잔량 검출장치.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 측정용 액체는 액상의 캐리어 또는 비중이 대략 0.75 내지 1인 비휘발성 물질인 것을 특징으로 하는 습식 인쇄기의 잉크 잔량 검출장치.