KR20080054740A - 화상형성기기의 현상제 잔량 감지장치 - Google Patents

Abstract

현상카트리지 내부의 현상제 잔량을 항시 정확하게 감지할 수 있는 화상형성기기의 현상제 잔량 감지장치가 개시된다. 개시된 본 발명에 의한 화상형성기기의 현상제 잔량 감지장치는, 현상제가 수용되는 현상카트리지; 상기 현상카트리지 내부에 회전 가능하게 설치되는 교반유닛; 상기 교반유닛을 자유낙하 및 구동시키는 구동유닛; 및 상기 교반유닛이 상기 현상제 수용면까지 자유낙하하여 상기 구동유닛의 구동력으로 구동되기 이전까지의 대기시간으로 상기 현상카트리지 내부의 현상제 잔량을 감지하는 감지유닛;을 포함한다.

현상제, 카트리지, 토너, 잔량, 감지, 측정, 가변저항, 자유낙하

Description

화상형성기기의 현상제 잔량 감지장치{TONER REMAINING DETECTING DEVICE OF IMAGE FORING APPARATUS}

도 1은 일반적인 화상형성기기의 현상제 잔량 감지장치를 개략적으로 나타낸 단면도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성기기의 현상제 잔량 감지장치를 개략적으로 나타낸 사시도,

도 3은 도 2의 현상제 잔량 감지장치의 분해 사시도,

도 4는 교반유닛이 상사점에 위치한 상태를 개략적으로 나타낸 단면도,

도 5는 도 4의 교반유닛이 현상제 수용면까지 자유낙하한 상태를 개략적으로 나타낸 단면도,

도 6은 도 5의 교반유닛이 구동유닛에 의해 회전하는 상태를 개략적으로 나타낸 단면도, 그리고,

도 7은 교반유닛이 적은양의 현상제 수용면까지 자유낙하한 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10: 현상카트리지 20: 교반유닛

30: 구동유닛 31: 가압돌기

40: 감지유닛 41: 간섭부재

42: 가변저항부재 43: 전류측정부

44: 감지부

본 발명은 화상형성기기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 현상 카트리지 내부의 현상제 잔량을 감지하는 화상형성기기의 현상제 잔량 감지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 레이저 빔 프린터, 복사기, 팩스밀리 및 이들의 기능을 하나의 기기로 구현하는 복합기와 같은 화상형성기기는 정전잠상이 형성되는 감광매체에 현상제를 공급하여 가시화상으로 현상시키는 현상수단을 구비한다. 이러한 현상수단의 일 예가 도 1에 도시된다.

도 1을 참고하면, 일반적인 화상형성장치의 현상수단은 현상제(T)가 수용되는 현상카트리지(1), 현상제(T)를 감광매체로 부착시키는 현상롤러(2), 현상롤러(2)로 현상제(T)를 공급하는 공급롤러(3) 및 현상카트리지(1)의 현상제(T)를 교반시키는 교반부재(4)를 포함한다.

한편, 상기와 같은 현상수단은 상기 현상카트리지(1)에 수용되는 현상제(T)의 잔량을 감지하기 위한 현상제 잔량 감지장치를 구비한다. 그 일 예로써, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 현상카트리지(1) 내부에 광센서(5)가 설치된다. 상기 광센 서(5)는 일정 높이 이하로 현상제(T)의 잔량이 줄어듬을 감지한다.

그런데, 상기와 같은 광센서(5)는 상기 현상카트리지(1) 내부의 현상제(T)가 일정량 이하로 줄어든 경우에만 이를 센싱하여 사용자에게 알려줄 수 있다. 이로 인해, 사용자가 항시 현상제(T)의 잔량을 알 수 없다는 단점이 있다.

또한, 상기와 같은 광센서(5)에 의해 현상제(T) 잔량을 감지하는 방법 이외에 감광매체를 노광시키는 노광수단의 빔 도트(Beam dot) 수를 계산하는 방법이 있다. 그러나, 이 경우에도 실험에 의해 추정된 값으로 사용자에게 현상제(T)의 잔량을 알려줌으로써, 실제 사용조건에 따라 가변되는 현상제(T)의 잔량을 정확하게 알 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 현상카트리지에 수용된 현상제의 잔량을 항시 정확하게 감지할 수 있도록 구조가 개선된 화상형성기기의 현상제 잔량 감지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 화상형성기기의 현상제 잔량 감지장치는, 현상제가 수용되는 현상카트리지; 상기 현상카트리지 내부에 회전 가능하게 설치되는 교반유닛; 상기 교반유닛을 자유낙하 및 구동시키는 구동유닛; 및 상기 교반유닛이 상기 현상제 수용면까지 자유낙하하여 상기 구동유닛의 구동력으로 구동되기 이전까지의 대기시간으로 상기 현상카트리지 내부의 현상제 잔량을 감지하는 감지유닛;을 포함하며, 상기 구동유닛의 구동속도는 상기 교반유닛의 자유 낙하 속도보다 느리다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 감지유닛은, 상기 교반유닛의 회전에 연동하며 소정 전류가 흐르는 간섭부재; 상기 간섭부재와 접촉되며, 길이방향으로 저항이 가변되는 가변저항부재; 상기 간섭부재와 가변저항부재가 접촉될 때의 전류를 측정하는 전류측정부; 및 상기 전류측정부에 의해 측정된 전류로 상기 현상카트리지의 현상제 잔량을 감지하는 감지부;를 포함하는 것이 좋다.

상기 가변저항부재는 상기 현상제의 최대 수용면으로부터 최소 수용면까지 길이방향으로 연장된 것이 좋다.

상기 구동유닛은 상기 교반유닛을 회전 방향으로 가압하는 가압돌기를 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 화상형성기기의 현상제 잔량 감지장치를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성기기의 현상제 잔량 감지장치는 현상카트리지(10), 교반유닛(20), 구동유닛(30) 및 감지유닛(40)을 포함한다.

상기 현상카트리지(10)는 도 4에 도시된 바와 같이, 내부에 현상제(T)가 수용된다. 이 현상카트리지(10)의 일측에는 도시되지 않은 감광매체와 마주하여 현상제(T)를 부착시키는 현상롤러(11)와 이 현상롤러(11)로 현상제(T)를 공급하는 공급롤러(12)가 설치된다.

상기 교반유닛(20)은 상기 현상카트리지(10) 내부에 회전 가능하게 설치되 어, 수용된 현상제(T)를 교반시킨다. 이러한 교반유닛(20)은 도 3에 도시된 바와 같이, 회전축(21), 제 1 및 제 2 교반부재(22)(23)를 포함한다.

상기 회전축(21)은 상기 교반유닛(20)의 회전중심을 제공하며, 상기 제 1 교반부재(22)는 상기 회전축(21)에 소정 간격 이격되어 복수개 설치된다. 상기 제 2 교반부재(23)는 상기 복수의 제 1 교반부재(22)에 설치되어 회전축(21)과 함께 회전한다. 여기서, 상기 제 2 교반부재(23)는 필름과 같은 얇은 재질로 형성됨이 바람직하다.

상기 구동유닛(30)은 상기 교반유닛(20)을 자유낙하 및 회전 구동시킨다. 이를 위해, 상기 구동유닛(30)은 상기 교반유닛(20)을 가압하는 가압돌기(31)를 구비한다.

여기서, 상기 가압돌기(31)는 상기 복수의 제 1 교반부재(22) 중 구동유닛(30) 인근의 제 1 교반부재(22)를 가압하도록 상기 구동유닛(30)의 일면으로부터 돌출 형성된다. 이 같은 구성에 의해, 상기 구동유닛(30)은 상기 교반유닛(20)의 회전축(21)을 회전 가능하게 지지하나, 교반유닛(20)을 A방향으로 회전시키는 회전력은 상기 가압돌기(31)를 통해 전달된다.

상기 구동유닛(30)은 상기 교반유닛(20)이 상사점에 위치할 때 가압돌기(31)가 교반유닛(20)을 A방향으로 가압함으로써, 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 교반유닛(20)을 자유낙하시킨다. 이때, 상기 구동유닛(30)의 구동속도는 상기 교반유닛(20)이 자유낙하할 때의 회전 속도보다 느림으로써, 상기 교반유닛(20)이 자유낙하한 후 소정 시간 이후에 상기 구동유닛(30)으로부터 구동력을 전달받게 된 다.

이러한 구동유닛(30)은 일반적인 구동모터와 같은 구동수단 중 어느 하나가 채용된다.

상기 감지유닛(40)은 상기 현상카트리지(10) 내부의 현상제(T) 잔량을 감지한다. 이 감지유닛(40)은 상기 교반유닛(20)이 상사점에서 현상제(T)의 수용면(f)까지 자유낙하한 후 구동유닛(30)에 의해 회전되기까지의 대기시간으로 현상카트리지(10) 내부의 현상제(T) 잔량을 감지한다. 이를 위해, 상기 감지유닛(40)은 간섭부재(41), 가변저항부재(42), 전류측정부(43) 및 감지부(44)를 포함한다.

상기 간섭부재(41)는 상기 교반유닛(20)의 회전축(21)에 설치되어 상기 교반유닛(20)의 회전에 연동한다. 또한, 상기 간섭부재(41)에는 소정 전류가 흐르도록 전원공급부(41a)와 연결된다. 이때, 상기 간섭부재(41)는 상기 현상카트리지(10) 외부로 연장된 회전축(21)에 설치됨으로써, 상기 현상카트리지(10) 외부에 설치됨이 바람직하다.

상기 가변저항부재(42)는 상기 간섭부재(41)와 접촉되며, 길이방향으로 저항값이 가변된다. 이러한 가변저항부재(42)는 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 현상제(T)의 최대 수용면(f1)으로부터 최소 수용면(f2)까지 길이방향으로 연장된다.

또한, 상기 가변저항부재(42)는 상기 회전축(21)에 설치되어 회전되는 간섭부재(41)의 회전반경과 동일한 반경을 가지는 C자형상으로 형성됨으로써, 상기 회전하는 간섭부재(41)와 접촉된다. 또한, 상기 가변저항부재(42)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 현상카트리지(10)의 외부에 설치된 간섭부재(41)에 대응되는 위치의 현상카트리지(10) 외면에 부착되어 설치된다.

이러한 가변저항부재(42)의 가변저항값은 상기 간섭부재(41)와의 접촉을 기준으로, 초기 접촉위치에서 후기 접촉위치로 갈수록 점차 저항값이 증가되도록 설정됨이 바람직하다.

한편, 상기 간섭부재(41)와 가변저항부재(42)가 현상카트리지(10)의 외부에 설치됨으로써, 상기 현상카트리지(10) 내부의 현상제(T)에 의해 간섭되지 않는다. 이로 인해, 상기 간섭부재(41)와 가변저항부재(42)가 상기 현상제(T)에 의해 오염되어 접촉 불량이 발생됨이 방지된다. 그러나, 꼭 이를 한정하는 것은 아니며, 상기 간섭부재(41)와 가변저항부재(42)가 별도의 보호수단에 의해 현상제(T)로부터 보호되어 현상카트리지(10) 내부에 설치될 수 있음은 당연하다.

상기 전류측정부(43)는 상기 간섭부재(41)와 가변저항부재(42)가 접촉할 때의 전류를 측정한다. 상기 전류측정부(43)에 측정되는 전류값은 상기 간섭부재(41)가 구동유닛(30)의 구동력에 의해 회전될 때에는 상기 가변저항부재(42)의 가변저항값에 의해 가변되나, 상기 교반유닛(20)이 자유낙하하여 구동유닛(30)에 의해 구동되기 이전까지의 대기시간에서는 소정 전류값을 유지한다.

여기서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 현상카트리지(10) 내부에 다량의 현상제(T)가 수용된 상태일 경우에 상기 전류측정부(43)에 의해 측정되는 전류값은 도 7에 도시된 바와 같이 소량의 현상제(T)가 수용된 상태일 경우보다 낮다. 즉, 상기 현상카트리지(10) 내부의 현상제(T)의 잔량이 줄어들수록, 가변저항값이 감소 되어 측정된 전류값이 증가하게 되는 것이다.

상기 감지부(44)는 상기 전류측정부(43)에 의해 측정된 전류값으로 현상카트리지(10)의 현상제(T) 잔량을 감지한다. 구체적으로, 상기 감지부(44)는 가변되지 않고 소정시간 유지되는 전류값으로 현상제(T)의 잔량을 감지한다.

상기와 같은 구성을 가지는 화상형성기기의 현상제 잔량 감지장치의 현상제 잔량 감지방법을 도 4 내지 도 7을 참고하여 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 교반유닛(20)이 상사점에 위치할 때, A방향으로 회전하는 구동유닛(30)의 가압돌기(31)가 제 1 교반유닛(20)을 A방향으로 밀어낸다. 이로 인해, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 교반유닛(20)은 상기 현상제(T)의 수용면(f1)까지 자유낙하한다. 이때, 상기 구동유닛(30)의 회전 속도가 상기 교반유닛(20)의 자유낙하 속도보다 느리기 때문에, 상기 교반유닛(20)은 상기 현상제(T)의 수용면(f1)에 소정시간 회전동작 없이 대기하게 된다.

이로 인해, 상기 교반유닛(20)에 설치된 간섭부재(41)와 가변저항부재(42) 사이의 접촉시간이 소정시간 유지되어, 상기 전류측정부(43)에 의해 측정되는 전류값도 일정시간 유지된다.

상기 감지부(44)는 상기 전류측정부(43)에서 측정된 전류값으로 현상제(T)의 잔량을 감지한다. 예컨대, 상기 전류측정부(43)에서 5A의 전류값이 소정시간 측정된 경우, 상기 감지부(44)는 이를 근거로 현상카트리지(10) 내부에 대략 90%의 현상제(T)가 수용되었음을 감지하는 것이다.

이 후, 상기 구동유닛(30)이 회전하여 다시 가압돌기(31)가 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 교반부재(22)를 가압하여 A방향으로 회전시킨다. 이로 인해, 상기 현상카트리지(10) 내부의 현상제(T)가 교반된다. 이때, 상기 간섭부재(41)가 교반유닛(20)과 함께 회전함으로써, 상기 간섭부재(41)와 가변저항부재(42) 사이의 접촉에 의한 전류값이 가변된다. 또한, 상기 교반유닛(20)이 하사점을 지남으로써 상기 간섭부재(41)와 가변저항부재(42) 사이의 접촉력이 해제되어 단락된다.

상기와 같은 과정이 계속 반복됨으로써, 상기 감지부(44)는 상기 교반유닛(20)의 1회 회전 시마다 가변되는 전류측정부(43)에서 측정되는 전류값으로 현상제(T)의 잔량을 감지할 수 있게 된다.

이 후, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 현상카트리지(10) 내부의 현상제(T) 잔량이 거의 소모된 상태에서는 상기 교반유닛(20)이 자유낙하하여 구동유닛(30)의 구동력을 전달받기까지 대기하는 시간이 길어지며, 그 대기시간동안 유지되는 전류값은 도 4의 전류값보다 높은 예컨대, 대략 20A 정도이다. 이 측정된 전류값으로 상기 감지부(44)는 상기 현상카트리지(10) 내의 현상제(T) 잔량이 대략 10% 미만임을 감지하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 교반유닛이 현상제의 수용면까지 자유낙하한 후 구동유닛에 의해 구동되기 까지의 대기시간 동안에 가변저항부재와 간섭부재 사이의 전류를 측정함으로써, 교반유닛의 매 회전시마다 현상제의 잔량을 감지할 수 있게 된다. 이로 인해, 사용자는 현상제의 잔량을 수시로 확인하여 현상제 교환시기를 미리 예측하여 대처할 수 있게 된다. 뿐만 아니라, 정확한 현상제의 잔량을 감지함으로써 폐기되는 현상제의 양을 최소화할 수 있게 된다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (5)

1. 현상제가 수용되는 현상카트리지;

   상기 현상카트리지 내부에 회전 가능하게 설치되는 교반유닛;

   상기 교반유닛을 자유낙하 및 구동시키는 구동유닛; 및

   상기 교반유닛이 상기 현상제 수용면까지 자유낙하하여 상기 구동유닛의 구동력으로 구동되기 이전까지의 대기시간으로 상기 현상카트리지 내부의 현상제 잔량을 감지하는 감지유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성기기의 현상제 잔량 감지장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 구동유닛의 구동속도는 상기 교반유닛의 자유낙하 속도보다 느린 것을 특징으로 하는 화상형성기기의 현상제 잔량 감지장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 감지유닛은,

   상기 교반유닛의 회전에 연동하며 소정 전류가 흐르는 간섭부재;

   상기 간섭부재와 접촉되며, 길이방향으로 저항이 가변되는 가변저항부재;

   상기 간섭부재와 가변저항부재가 접촉될 때의 전류를 측정하는 전류측정부; 및

   상기 전류측정부에 의해 측정된 전류로 상기 현상카트리지의 현상제 잔량을 감지하는 감지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성기기의 현상제 잔량 감지장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 가변저항부재는 상기 현상제의 최대 수용면으로부터 최소 수용면까지 길이방향으로 연장된 것을 특징으로 하는 화상형성기기의 현상제 잔량 감지장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 구동유닛은 상기 교반유닛을 회전 방향으로 가압하는 가압돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성기기의 현상제 잔량 감지장치.

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