KR20140102507A - 잉크레벨 감지장치 - Google Patents

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Abstract

잉크통과, 잉크통 내의 잉크잔량에 따라 상하 이동되도록 설치되는 마그네틱부재와, 잉크통의 하부에 설치되어 마그네틱부재에서 발생되는 자기장값을 감지하는 감지센서 및, 감지센서에서의 측정값을 근거로 잉크통 내의 잉크잔량을 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크레벨 감지장치가 개시된다.

Description

잉크레벨 감지장치{AN APPARATUS FOR SENSING INK LEVE}
본 발명은 잉크레벨 감지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프린터의 외부에 별도로 구비되는 외부 잉크통의 잉크레벨을 감지하여 관리할 수 있는 잉크레벨 감지장치에 관한 것이다.
일반적으로 잉크젯 프린터에서, 잉크 탱크에 담겨진 잉크는 소정의 잉크 공급 경로를 통해 잉크 분사 헤드를 갖는 잉크 토출 유닛으로 공급되고, 상기 잉크 분사 헤드를 통해 미세한 액적 상태로 분사된다. 따라서, 프린터가 인쇄를 진행함에 따라서 잉크 탱크 내의 잉크 레벨이 점차 낮아진다.
잉크젯 프린터에서 잉크 탱크 내의 잉크 잔량, 즉 잉크 레벨에 관하여는 비교적 정확한 측정이 요구된다. 특히, 잉크 레벨이 바닥에 가까워져서 잉크 잔량이 부족할 경우에는 사용자에게 이를 알리고, 새로운 페이지의 인쇄를 중지시킬 필요가 있다. 그 이유는 다음과 같다.
첫째, 잉크가 고갈될 때까지 잉크 분사가 계속되면, 분사 헤드가 손상될 수 있기 때문이다. 잉크 헤드에서 잉크를 분사하는 방법의 보편화된 예로서, 잉크 셀 내에 수용된 잉크에 발열 요소로부터 급격히 열을 가하여 팽창시키는 열적 방법이 있는데, 상기 잉크 셀 내에 잉크가 없는데도 상기 발열 요소가 발열할 경우 발열 요소 자체 또는 그 주변 요소들이 손상될 위험이 있다. 따라서, 잉크 헤드의 손상을 막는 최저 잉크 레벨을 신뢰성 있게 검지할 필요가 있다.
둘째, 페이지의 인쇄 도중 잉크가 고갈되어 인쇄가 중단될 경우, 부분적으로 인쇄된 용지와 그만큼의 잉크는 버려질 것이기 때문이다. 따라서, 적어도 한 페이지 분량의 잉크가 남아있는지를 검지할 필요가 있다. 특히 컬러 인쇄를 할 경우에는 마젠타(magenta), 옐로(yellow), 시안(cyan), 블랙(black) 네 가지 잉크를 각각 수용하는 잉크통(카트리지)을 사용하게 되는데, 이 중에서 어느 하나의 컬러잉크가 소진될 경우에 원하는 정상적인 컬러인쇄가 이루어지지 않는 문제점이 있다. 따라서 각각의 잉크통(카트리지) 내의 잉크잔량을 독립적으로 검지하여 관리할 필요가 있다.
종래의 잉크레벨 감지장치로서 대한민국 공개특허 제10-2007-0005139호(2007. 01. 10)에는 잉크탱크 내부에 잉크 잔량이 줄어듦에 따라 높이가 낮아지는 검지판을 설치하고, 검지판의 하강경로를 따라서 소정 간격으로 레벨센서를 설치하여 하강하는 검지판의 접촉시 전기적 신호를 발생하도록 하는 기술이 개시된 바 있다. 그런데 이러한 종래의 기술은 검지판을 검지하기 위한 레벨센서를 잉크통 내부에 복수 설치해야 하므로, 구조가 복잡해지고, 부품 수가 많아져서 비용이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 검지판이 잉크레벨에 따라서 하강하게 되는데, 흔들림이나 충격에 의해 검지판이 뒤집히거나 자세가 불안정해질 경우 정확한 수평상태가 아닌 자세에서도 레벨센서를 접촉하게 되므로, 정확한 잉크레벨을 감지하지 못하고 잘못 감지된 정보를 얻을 수 있는 문제점이 있다. 따라서 잉크레벨 검지의 신뢰성이 낮아지게 된다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 간단한 구성에 의해 잉크레벨을 정확하게 감지할 수 있는 잉크레벨 감지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 잉크레벨 감지장치는, 잉크통과; 상기 잉크통 내의 잉크잔량에 따라 상하 이동되도록 설치되는 마그네틱부재와; 상기 잉크통의 하부에 설치되어 상기 마그네틱부재에서 발생되는 자기장값을 감지하는 감지센서; 및 상기 감지센서에서의 측정값을 근거로 상기 잉크통 내의 잉크잔량을 판단하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 잉크통은 내부에 모서리부를 가지는 다각형의 통 구조를 가지며, 상기 마그네틱부재는 상기 잉크통 내부의 모서리부를 따라 상하로의 이동이 가이드 되도록 상기 모서리부에 대응되는 형상의 가이드부가 단부에 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 마그네틱부재는, 상기 가이드부를 가지며, 상기 잉크통 내부의 잉크 표면에 부유하는 플레이트형의 부유체와; 상기 부유체의 중앙부분에 설치되는 마그네틱부;를 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 잉크통은 컬러별 또는 프린터별 또는 사무실별로 복수 구비되며, 상기 컬러별 또는 프린터별 또는 사무실별로 설치되는 잉크통의 마그네틱부재는 서로 다른 자기장값을 갖도록 설정되는 것이 좋다.
또한, 상기 잉크통의 잉크잔량 정보를 출력하는 출력부를 더 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 제어부로부터 상기 잉크통 내의 잉크잔량 정보를 전달받고, 전달받은 잉크통별 잉크잔량정보를 관리자단말기로 전송하여 잉크통의 교체가 이루어지도록 하는 관리서버를 더 포함하는 것이 좋다.
본 발명의 잉크레벨 감지장치에 따르면, 잉크통 내에서 잉크레벨에 따라서 상하 이동하는 마그네틱부재에 잉크통의 모서리부를 따라 상하 가이드 되도록 하는 가이드부를 형성함으로써, 마그네틱부재가 잉크통의 흔들림이나 자세변경 등에 상관없이 안정적인 자세를 유지할 수 있게 된다.
따라서 마그네틱부재가 잉크잔량에 따라 정확하게 위치이동 할 수 있게 되고, 그 위치이동된 마그네틱부재의 자기장값을 측정하는 감지센서에는 신뢰성 있는 감지정보를 획득할 수 있게 된다.
따라서 잉크통의 잉크잔량을 정확하게 측정하여 잉크통의 잉크관리를 보다 효율적으로 할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 잉크레벨 감지장치를 나타내 보인 개략적인 구성도이다.
도 2a 는 도 1에 도시되 잉크통을 보인 부분 단면 사시도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 잉크통의 평면도이다.
도 3은 도 1의 잉크통에서 잉크가 소진된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 컬러별 복수의 잉크통에 적용된 잉크레벨 감지장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 사무실별 잉크레벨 감지장치가 작용된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 잉크레벨 감지장치를 자세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 2b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 잉크레벨 감지장치는, 잉크통(10)과, 잉크통(10) 내부에서 잉크잔량에 따라서 수직으로 이동되도록 설치되는 마그네틱부재(20)와, 상기 잉크통(10)의 하부에 설치되어 마그네틱부재(20)의 접근시 발생되는 자기장의 변화를 감지하는 감지센서(30)와, 감지센서(30)로부터의 감지신호를 근거로 잉크통(10) 내의 잉크잔량을 판단하는 제어부(40)를 구비한다.
상기 잉크통(10)은 잉크통 본체(11) 내부에 일정량의 잉크(1)가 수용되어 있고, 외측에는 프린터(50)로 잉크(1)를 잉크를 공급하기 위한 잉크토출부(12)가 설치된다. 잉크토출부(12)는 잉크통 장착베이스(2)와 프린터(50)를 연결하는 잉크 공급관(51)에 연결되어 잉크를 프린터(50)로 공급할 수 있다. 여기서 잉크통 장착베이스(2)에는 잉크통(10)을 정위치에 장착하기 위한 장착부(2a)가 구비된다.
잉크통 본체(11)는 그 평면형상이 도 2b와 같이 4각형 구조를 가지는 4각 통형상을 가지며, 그 내부에는 상기 마그네틱부재(20)가 설치된다. 마그네틱부재(20)는 잉크(1)의 상부에 부유된 상태로 잉크(1)의 잔량에 따라서 잉크통 본체(11) 내부에서 상하로 이동된다. 이를 위해 마그네틱부재(20)는 부유체(21)와, 부유체(21)의 하부에 결합되는 마그네틱부(23)를 구비한다. 부유체(21)는 잉크(1) 표면상에 부유된 상태를 유지할 수 있도록 잉크(1)보다 작은 밀도를 가지는 물질 즉, 부유물질로 형성된다. 또한, 부유체(21)는 잉크통 본체(11) 내부의 모서리부(13)를 따라서 수직방향으로만 가이드되어 이동될 수 있도록 모서리부(13)에 대응되는 형상의 가이드부(21a)가 양단에 각각 대칭되게 형성된다. 이와 같이 부유체(21)의 가이드부(21a)가 잉크통 본체(11)의 모서리부(13)를 따라서 상하 방향으로만 가이드되어 이동되도록 구성됨으로써, 부유체(21)가 잉크통 본체(11) 내부에서 외부의 충격 등에 의해서 또는 잉크통(10)의 이동과정에서의 자세변경 등으로 인하여 뒤집히거나, 자세가 변경되는 것을 근본적으로 방지할 수 있게 된다. 그리고 잉크(1)의 잔량에 따라서 부유체(21)가 자연스럽게 잉크통 본체(11) 내부에서 상하로 이동될 수 있도록 모서리부(13)와 가이드부(21a) 사이에는 일정한 여유 갭이 마련되어 마찰 등에 의해 부유체(21)의 움직임이 방해되는 것을 근본적으로 방지할 수 있도록 하는 것이 좋다.
상기 부유체(21)에는 마그네틱부(23)가 결합된다. 마그네틱부(23)는 바람직하게는 부유체(21)의 하부의 중앙부분에 설치되어 부유체(21)의 좌우균형이 흐트러지지 않도록 설치되는 것이 좋다. 이러한 마그네틱부(23)는 고유의 자기장값(가우스값)을 가지도록 제작된다. 따라서 마그네틱부(23)는 잉크통(10)에 수용된 잉크(1)의 컬러별로 서로 다른 고유의 자기장값을 가지도록 형성됨으로써, 컬러별로 잉크통(10)의 잉크잔량을 구분하여 감지할 수 있게 된다.
상기 감지센서(30)는 잉크통(10)의 하부에 위치하여 잉크통(10) 내부의 잉크잔량을 감지하기 위한 것으로서, 구체적으로는 잉크(1)의 소진시 도 3에 도시된 바와 같이, 마그네틱부재(20)가 하강하여 잉크통 본체(11)의 내부 바닥으로 가라앉게 되면, 그 가까워진 상태에서의 자기장값(가우스값)의 변화를 감지함으로써 잉크(1)의 소진 내지 잔량을 감지할 수 있게 된다. 즉, 도 1과 같이, 잉크통(1) 내에 잉크(1)가 충진된 상태에서는 마그네틱부재(20)가 감지센서(30)로부터 멀리 이격되어 있기 때문에 감지센서(30)에서 감지되는 자기장값(가우스값)은 약하게 감지된다. 그리고 잉크(1)를 사용하여 도 3과 같이 완전히 소진되는 경우에는 마그네틱부재(20)가 잉크통(10) 내부의 바닥으로 내려오게 되므로, 감지센서(30)에서 감지되는 가기장값(가우스값)은 강하게 감지된다. 따라서 이와 같이 감지센서(30)에서의 감지강도에 따라서 잉크(1)의 잔량을 감지할 수 있으며, 잉크(1) 컬러별로 고유의 가우스값이 다르게 설정되므로, 잉크의 컬러별로 잔량을 감지할 수도 있다.
상기 감지센서(30)는 바람직하게는 잉크통(10)의 하부에 위치하도록 장착부(2a)에 설치되는 것이 바람직하며, 감지신호를 상기 제어부(40)로 전달한다.
여기서 상기 감지센서(30)는 잉크통(10)의 하부에 결합되어 하나의 유닛으로 제조되어 공급될 수도 있고, 잉크통(10)과는 별개로 잉크통 장착부(2a)에 설치될 수도 있다. 감지센서(30)가 잉크통(10)에 결합된 구성인 경우에는, 잉크통(10)을 잉크통 장착부(2a)에 장착시 제어부(40)와 전기적으로 접속될 수 있으며, 이러한 접속방법은 일반적인 접속단자의 접속방법에 의해 쉽게 이해될 수 있는 것이므로, 자세한 설명은 생략한다.
상기 제어부(40)는 감지센서(30)로부터 전달된 감지신호를 분석하여 잉크통(10) 내의 잉크 잔량을 확인하고, 확인된 결과에 따라서 후속조치를 취할 수 있도록 확인결과 정보를 원격의 관리서버(60) 또는 프린터(50)로 전달할 수 있다. 즉, 제어부(40)는 감지센서(30)에서 측정된 자기장값(가우스값) 및 측정강도를 분석하여 미리 설정된 기준값과 비교하여 잉크(1)의 소진 내지 잔량정도를 판단할 수 있게 된다. 여기서 기준값은 미리 실험을 통해 룩업테이블 형태로 메모리(70) 등에 저장되어 제공될 수도 있다.
또한, 제어부(40)는 잉크 잔량정보를 해당 잉크통(10)에 연결된 프린터(50)로 전송함으로써, 잉크잔량 소진시 프린터(50)의 인쇄동작이 정지되고 알람신호가 발생될 수 있도록 하여 불필요한 인쇄동작이 수행되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제어부(40)는 잉크 잔량정보는 출력부(80)로 전달하여 관리자나 프린터 사용자가 잉크 잔량정보를 확인할 수 있도록 제공할 수 있다. 여기서 출력부(80)는 화면을 통해 잉크 잔량정보를 제공하는 디스플레이부(81)와, 잉크 잔량정보를 오디오신호로 출력하는 오디오 출력부(82)를 구비한다.
상기 관리서버(60)에서는 제어부(40)로부터 전달된 잉크통(10)의 잉크 잔량정보를 근거로 하여 잉크통을 관리하는 관리자 단말기(90)로 잉크통(10)의 정보 및 잔량정보를 전송함으로써 잉크통(10)을 즉시 교환장착할 수 있도록 할 수 있다.
여기서 상기 잉크통(10) 별로 자기장값(가우스값)이 별도로 설정되되, 구체적으로는 프린터별로 또는 사무실별로 구분하여 설정될 수 있다. 따라서 관리서버(60)에서는 관리자 단말기(90)로 교환해야 할 잉크통(10)의 위치정보 내지 식별정보와 함께 잔량정보를 관리자별로 할당하여 전달함으로써, 잉크통(10)을 보다 효과적으로 관리할 수 있게 된다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 컬러프린터에 컬러별 잉크를 공급할 수 있도록 마젠타(magenta), 옐로(yellow), 시안(cyan), 블랙(black) 컬러잉크별로 저장된 Y 잉크통(10a), M 잉크통(10b), C 잉크통(10c) 및 K 잉크통(10d)이 마련될 경우, 각각의 잉크통(10a,10b,10c,10d)의 하부에는 감지센서(30a,30b,30c,30d)가 설치된다. 그리고 각각의 감지센서(30a,30b,30c,30d)에서 감지된 자기장값(가우스값)은 제어부(40)로 전달됨으로써, 제어부(40)는 잉크통별 잉크잔량을 판단할 수 있게 된다.
그리고 제어부(40)는 감지센서(30a,30b,30c,30d)로부터 전달받은 정보를 판단한 결과를 앞서 도 1 내지 도 2b를 통해 설명한 바와 같이, 출력부(80), 관리서버(60)로 전달하고, 관리서버(60)에서는 관리자 단말기(90)로 잉크통별 잉크잔량정보 및 교체정보를 제공하여 관리되도록 하고, 관리 이력정보를 저장하여 지속적으로 관리하게 된다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 관리서버(60)는 각 사무실(101,102,103,104) 별로 설치되는 제어부(40)로부터 사무실(101,102,103,104) 별 사용되는 잉크통이 잉크잔량정보를 수집하고, 수집된 정보를 관리자단말기(90)로 전달함으로써, 관리자는 사무실(101,102,103,104) 별로 잉크잔량을 확인하여 효과적으로 관리할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 실시예에 따른 잉크레벨 감지장치는 잉크통(10) 내에서 상하로만 이동될 수 있도록 마그네틱부재(20)를 설치하고, 그 마그네틱부재(20)의 승강위치에 따른 자기장값(가우스값)의 강도를 감지센서(30)에서 측정함으로써 잉크잔량을 간단하면서도 정확하게 측정할 수 있게 된다.
또한, 프린터별로, 컬러별로, 사무실별로 구분될 수 있도록 잉크통(10) 내의 마그네틱부재(20)의 가우스값을 다르게 설정하여 제조함으로써, 감지센서(30)에서의 감지정보를 근거로 하여 관리서버(60)에서는 잉크잔량이 소진된 잉크통(10)의 위치를 용이하게 파악하여 즉시 교환장착할 수 있도록 하여 효율적으로 관리할 수 있게 된다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
10..잉크통 20..마그네틱부재
30..감지센서 40..제어부
50..프린터 60..관리서버
70..메모리 80..출력부
90..관리자 단말기

Claims (6)

  1. 잉크통과;
    상기 잉크통 내의 잉크잔량에 따라 상하 이동되도록 설치되는 마그네틱부재와;
    상기 잉크통의 하부에 설치되어 상기 마그네틱부재에서 발생되는 자기장값을 감지하는 감지센서; 및
    상기 감지센서에서의 측정값을 근거로 상기 잉크통 내의 잉크잔량을 판단하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크레벨 감지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 잉크통은 내부에 모서리부를 가지는 다각형의 통 구조를 가지며,
    상기 마그네틱부재는 상기 잉크통 내부의 모서리부를 따라 상하로의 이동이 가이드 되도록 상기 모서리부에 대응되는 형상의 가이드부가 단부에 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크레벨 감지장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 마그네틱부재는,
    상기 가이드부를 가지며, 상기 잉크통 내부의 잉크 표면에 부유하는 플레이트형의 부유체와;
    상기 부유체의 중앙부분에 설치되는 마그네틱부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크레벨 감지장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 잉크통은 컬러별 또는 프린터별 또는 사무실별로 복수 구비되며, 상기 컬러별 또는 프린터별 또는 사무실별로 설치되는 잉크통의 마그네틱부재는 서로 다른 자기장값을 갖도록 설정되는 것을 특징으로 하는 잉크레벨 감지장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 잉크통의 잉크잔량 정보를 출력하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크레벨 감지장치.
  6. 제1항 내지 제4항 주 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부로부터 상기 잉크통 내의 잉크잔량 정보를 전달받고, 전달받은 잉크통별 잉크잔량정보를 관리자단말기로 전송하여 잉크통의 교체가 이루어지도록 하는 관리서버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크레벨 감지장치.
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