KR20200025352A - 현상 카트리지와 본체 간의 인터페이스를 통해 본체에 연결되는 토너 리필 카트리지 - Google Patents

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Abstract

화상 형성 장치는 본체, 본체에 착탈 가능한 현상 카트리지, 현상 카트리지에 형성된 토너 충전부, 및 제어부를 포함한다. 현상 카트리지는 토너 수용부에 수용된 토너를 감광체에 형성된 정전잠상에 공급하여 토너 화상을 형성하며, 본체에 착탈 가능하다. 토너 충전부는 현상 카트리지에 형성되어, 토너 수용부에 토너를 충전하기 위한 토너 리필 카트리지가 장착될 수 있다. 제어부는 본체에 장착되는 현상 카트리지 및 토너 충전부에 장착되는 토너 리필 카트리지와의 연결에 기초하여, 화상 형성 장치의 동작을 제어할 수 있다. 토너 충전부는 현상 카트리지와 본체 간의 인터페이스를 통해 토너 리필 카트리지를 본체에 연결할 수 있다.

Description

현상 카트리지와 본체 간의 인터페이스를 통해 본체에 연결되는 토너 리필 카트리지{Toner refill cartridge connected to main body through interface between development cartridge and main body}
전자사진방식을 이용하는 화상 형성 장치는, 감광체에 형성된 정전잠상에 토너를 공급하여 감광체 상에 가시적인 토너 화상을 형성하고, 이 토너 화상을 중간 전사 매체를 거쳐 또는 직접 인쇄 매체로 전사한 후, 전사된 토너 화상을 인쇄 매체에 정착시킨다.
현상 카트리지는 토너를 수용하며, 감광체에 형성된 정전잠상에 토너를 공급하여 가시적인 토너 화상을 형성한다. 현상 카트리지에 수용된 토너가 모두 소모되면, 현상 카트리지는 화상 형성 장치 본체로부터 탈거되며, 새로운 현상 카트리지가 본체에 장착될 수 있다.
도 1은 전자사진방식 화상 형성 장치의 일 실시예의 개략적인 외관 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전자사진방식 화상 형성 장치의 일 실시예의 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 전자사진방식 화상 형성 장치의 일 실시예에 채용된 현상 카트리지의 일 실시예의 사시도이다.
도 4는 토너 리필 카트리지의 일 실시예의 개략적인 부분 분해사시도이다.
도 5a 및 도 5b는 화상 형성 장치의 본체의 외관으로부터 연통부를 통해 토너 충전부에 액세스하는 토너 리필 카트리지를 설명하기 위한 도면이다.
도 6는 토너 리필 카트리지가 장착된 토너 충전부의 일 실시예의 사시도이다.
도 7은 토너 리필 카트리지의 연결 인터페이스와 토너 충전부의 제1 연결부 간의 전기적 연결을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 토너 리필 카트리지, 현상 카트리지에 형성된 토너 충전부, 및 제어부 간의 연결 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 토너 리필 카트리지가 현상 카트리지에 형성된 토너 충전부에 장착한 때, 토너 리필 카트리지, 토너 충전부, 및 제어부 간의 정보 전달을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 아울러 본 명세서 및 도면에서 실질적으로 동일한 기능 구성을 가진 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.
도 1은 전자사진방식 화상 형성 장치의 일 실시예의 개략적인 외관 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 전자사진방식 화상 형성 장치의 일 실시예의 개략적인 구성도이다. 도 3은 도 1에 도시된 전자사진방식 화상 형성 장치의 일 실시예에 채용된 현상 카트리지의 일 실시예의 사시도이다.
도 1, 도 2, 및 도 3을 참조하면, 화상 형성 장치는 본체(1)와, 본체(1)에 착탈 가능한 카트리지 형태의 현상 카트리지(2)를 구비할 수 있다. 본체(1)에는 도어(3)가 마련될 수 있다. 도어(3)는 본체(1)의 일부를 개폐할 수 있다. 도 1에는 본체(1)의 상부를 개방하는 도어(3)가 도시되어 있으나, 필요에 따라서 본체(1)의 측부 또는 전부를 개방하는 도어가 채용될 수도 있다. 사용자는 도어(3)를 열고, 현상 카트리지(2)를 본체(1)에 장착하거나, 본체(10)로부터 탈거할 수 있다. 본체(1)에는 현상 카트리지(2)가 본체(1)에 장착된 상태에서 본체(1)의 외부로부터 토너 충전부(10)에 액세스할 수 있도록 연통부(8)가 마련될 수 있다. 연통부(8)는 본체(1)의 전면부(1-2)에 가까운 위치에 마련될 수 있다. 전면부(1-2)는 사용자와 대향되므로, 사용자가 연통부(8)에 용이하게 액세스할 수 있다. 따라서, 토너 리필 카트리지(9)를 이용한 토너 재충전 작업이 연통부(8)를 통하여 용이하게 수행될 수 있다. 연통부(8)는 본체(1)의 상면(1-1)에 마련될 수 있다. 토너 충전부(10)는 연통부(8)의 하부에 위치할 수 있다. 연통부(8)와 토너 충전부(10)는 상하방향으로 정렬될 수 있다. 토너 리필 카트리지(9)는 본체(1)의 상방으로부터 연통부(8)를 통하여 토너 충전부(10)에 액세스할 수 있다.
감광드럼(21)은 정전잠상이 형성되는 감광체의 일 예로서, 원통형 금속 파이프와 그 외주에 형성되는 광도전성을 가지는 감광층을 포함할 수 있다. 대전롤러(23)는 감광드럼(21)의 그 표면을 균일한 전위로 대전시키는 대전기의 일 예이다. 대전롤러(23)에는 대전바이어스전압이 인가될 수 있다. 대전롤러(23) 대신에 코로나 대전기(미도시)가 사용될 수도 있다. 현상롤러(22)는 토너를 감광드럼(21)의 표면에 형성되는 정전잠상에 공급하여 현상시킬 수 있다.
공급롤러(24)는 토너를 현상롤러(22)에 부착시킬 수 있다. 공급롤러(24)에 토너를 현상롤러(22)로 부착시키기 위하여 공급바이어스전압이 인가될 수 있다.규제부재(25)는 현상롤러(22)의 표면에 부착되는 토너의 양을 규제할 수 있다. 규제부재(25)는 예를 들어 그 선단이 현상롤러(22)에 소정의 압력으로 접촉되는 규제 블레이드일 수 있다. 클리닝 부재(26)는 대전 전에 감광드럼(21)의 표면으로부터 잔류토너 및 이물질을 제거하할 수 있다. 클리닝 부재(26)는 예를 들어 그 선단이 감광드럼(21)의 표면에 접촉되는 클리닝 블레이드일 수 있다. 한편, 이하에서는 감광드럼(21)의 표면으로부터 제거된 이물질을 폐토너로 지칭한다.
광주사기(4)는 화상정보에 따라 변조된 광을 균일한 전위로 대전된 감광드럼(21)의 표면에 주사할 수 있다. 광주사기(4)로서, 예를 들면 레이저 다이오드로부터 조사되는 광을 폴리곤미러를 이용하여 주주사방향으로 편향시켜 감광드럼(21)에 주사하는 LSU(laser scanning unit)가 채용될 수 있다.
전사롤러(5)는 감광드럼(21)과 대향되게 위치되어 전사닙을 형성하는 전사기의 일 예이다. 전사롤러(5)에는 감광드럼(21)의 표면에 현상된 토너화상을 인쇄매체(P)로 전사시키기 위한 전사바이어스전압이 인가될 수 있다. 전사롤러(5)대신에 코로나 전사기가 사용될 수도 있다.
전사롤러(5)에 의하여 인쇄매체(P)의 표면으로 전사된 토너화상은 정전기적 인력에 의하여 인쇄매체(P)의 표면에 유지될 수 있다. 정착기(6)는 토너화상이 열과 압력을 가하여 인쇄매체(P)에 정착시킴으로써 인쇄매체(P)에 영구적인 인쇄화상을 형성할 수 있다.
본 실시예에 따른 현상 카트리지(2)는 감광드럼(21)과 현상롤러(22)가 설치된 현상부(210)와, 감광드럼(21)으로부터 제거된 폐토너가 수용되는 폐토너 수용부(220)와, 현상부(210)와 연결되고 토너가 수용되는 토너 수용부(230)를 구비할 수 있다. 토너 수용부(230)에 토너를 재충전하기 위하여, 현상 카트리지(2)는 토너 수용부(230)와 연결된 토너 충전부(10)를 구비할 수 있다. 토너 충전부(10)는 후술하는 토너 리필 카트리지(9)와 현상 카트리지(2) 간의 인터페이스를 제공한다. 현상 카트리지(2)는 현상부(210)와, 폐토너 수용부(220)와, 토너 수용부(230)와, 토너 충전부(10)를 구비하는 일체형 현상 카트리지일 수 있다.
감광드럼(21)의 외주의 일부분은 하우징의 외부로 노출될 수 있다. 감광드럼(21)의 노출된 부분에 전사롤러(5)가 접촉되어 전사닙을 형성할 수 있다. 현상부(210)에는 토너를 현상롤러(22) 쪽으로 운반하는 하나 이상의 운반 부재가 설치될 수 있다. 운반부재는 토너를 휘저어 토너를 소정 전위로 대전시키는 역할을 겸할 수 있다.
폐토너 수용부(220)는 현상부(210)의 상측에 위치할 수 있다. 폐토너 수용부(220)는 현상부(210)로부터 상방으로 이격되어 그 사이에 광 통로(250)를 형성시킬 수 있다. 클리닝 부재(26)에 의하여 감광드럼(21)으로부터 제거된 폐토너는 폐토너 수용부(220)에 수용될 수 있다. 감광드럼(21)의 표면으로부터 제거된 폐토너는 하나 이상의 폐토너 이송부재(221)(222)(223)에 의하여 폐토너 수용부(220)의 내부로 이송될 수 있다. 폐토너 이송부재의 형태와 갯수는 특별히 제한되지 않는다. 폐토너 수용부(220)의 용적이나 형태를 감안하여 효과적으로 폐토너를 폐토너 수용부(220) 내부에 분산시킬 수 있는 적절한 위치에 적절한 수의 폐토너 이송부재가 설치될 수 있다.
토너 수용부(230)는 토너 충전부(10)와 연결되어 토너를 수용할 수 있다. 토너 수용부(230)는 도 2에 점선으로 도시된 바와 같이 토너 공급부(234)에 의하여 현상부(210)와 연결될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 토너 공급부(234)는 폐토너 수용부(220)를 상하 방향으로 관통하여 현상부(210)에 연결될 수 있다. 토너 공급부(234)는 광주사기(4)에 의하여 주주사 방향으로 주사되는 노광 광(L)과 간섭되지 않도록 노광 광(L)의 유효 폭의 외측에 위치할 수 있다.
토너 수용부(230)에는 토너를 토너 공급부(234)를 통하여 현상부(210)로 공급하기 위한 하나 이상의 토너 공급부재(231)(232)(233)가 설치될 수 있다. 토너 공급 부재의 형태와 갯수는 특별히 제한되지 않는다. 토너 수용부(230)의 용적이나 형태를 감안하여 효과적으로 토너를 현상부(210)로 공급하기 위하여 토너 수용부(230)에는 적절한 위치에 적절한 수의 토너 공급부재가 설치될 수 있다. 토너 공급부재(233)는 토너를 토너 공급부(234)로 전달할 수 있다.
상술한 구성에 의한 화상형성과정을 간략히 설명한다. 대전롤러(23)에 대전바이어스가 인가되고, 감광드럼(21)은 균일한 전위로 대전될 수 있다. 광주사기(4)는 화상정보에 대응되어 변조된 광을 감광드럼(21)으로 주사하여, 감광드럼(21)의 표면에 정전잠상을 형성시킬 수 있다. 공급롤러(24)는 토너를 현상롤러(22)의 표면에 부착시킬 수 있다. 규제부재(25)는 현상롤러(22)의 표면에 균일한 두께의 토너층을 형성시킬 수 있다. 현상롤러(22)에는 현상바이어스전압이 인가될 수 있다. 현상롤러(22)가 회전됨에 따라 현상닙으로 운반된 토너는 현상바이어스전압에 의하여 감광드럼(21)의 표면에 형성된 정전잠상으로 이동되어 부착되어 감광드럼(21)의 표면에는 가시적인 토너화상이 형성될 수 있다. 픽업롤러(71)에 의하여 적재수단(7)으로부터 인출된 인쇄매체(P)는 이송롤러(72)에 의하여 전사롤러(5)와 감광드럼(21)이 대면된 전사닙으로 이송될 수 있다. 전사롤러(5)에 전사바이어스전압이 인가되면, 정전기적 인력에 의하여 토너화상은 인쇄매체(P)로 전사될 수 있다. 인쇄매체(P)로 전사된 토너화상이 정착기(6)로부터 열과 압력을 받아 인쇄매체(P)에 정착됨으로써 인쇄가 완료될 수 있다. 인쇄매체(P)는 배출롤러(73)에 의하여 배출된다. 인쇄매체(P)로 전사되지 않고 감광드럼(21)의 표면에 잔류되는 토너는 클리닝 부재(26)에 의하여 제거될 수 있다.
본 실시예의 화상 형성 장치에 따르면, 현상 카트리지(2)를 본체(1)로부터 탈거하지 않고, 현상 카트리지(2)가 본체(1)에 장착된 상태에서 토너를 현상 카트리지(2)에 재충전할 수 있도록, 현상 카트리지(2)는 토너 충전부(10)를 구비할 수 있다. 토너 충전부(10)는 현상 카트리지(2)와 일체로 형성되어 현상 카트리지(2)와 함께 본체(1)에 착탈될 수 있다.
도 4는 토너 리필 카트리지(9)의 일 실시예의 개략적인 사시도이다. 도 5a 및 도 5b는 화상 형성 장치의 본체(1)의 외관으로부터 연통부(8)를 통해 토너 충전부(10)에 액세스하는 토너 리필 카트리지(9)를 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 토너 리필 카트리지(9)가 장착된 토너 충전부(10)의 일 실시예의 사시도이다. 도 7은 토너 리필 카트리지(9)의 연결 인터페이스(96)와 토너 충전부(10)의 제1 연결부(146) 간의 전기적 연결을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 토너 리필 카트리지(9)는 내부에 토너가 수용되며 토너 배출부(940)를 구비하는 몸체(91)와, 몸체(91)에 길이방향(A)으로 이동가능하게 결합되어 토너를 몸체(91)의 외부로 밀어내는 플런저(plunger)(93)를 구비하는 주사기형(syringe) 토너 리필 카트리지일 수 있다. 토너 배출부(940)는 몸체(91)의 선단부(91-3)에 마련될 수 있다. 배출 셔터(95)는 토너 배출부(940)를 선택적으로 개폐할 수 있다. 몸체(91)의 선단부(91-3)에는 부분적으로 외측으로 돌출된 돌출부(912)가 마련될 수 있다.
몸체(91)는 외측 몸체(91-1)와, 외측 몸체(91-1)의 내부에 위치되고 토너가 수용된 내측 몸체(91-2)를 구비할 수 있다. 토너 배출부(940)는 내측 몸체(91-2)에 마련된다. 플런저(93)는 내측 몸체(91-2)에 삽입되어 길이방향(A)으로 이동될 수 있다. 플런저(93)는 상사 위치(Q1)로부터 하사 위치(Q2)로 이동될 수 있다. 배출 셔터(95)는 몸체(91)의 선단부(91-3)에 대하여 독립적으로 회전될 수 있게 설치될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 배출 셔터(95)는 토너 배출부(940)를 막는 폐쇄 위치에 위치될 수 있다. 또한, 배출 셔터(95)는 몸체(91)에 대하여 180도 회전되어 토너 배출부(940)를 개방하는 배출 위치에 위치될 수 있다. 배출 셔터(95)는 제1회전축(C1)에 대하여 회전될 수 있다. 제1 회전축(C1)은 예를 들어 원통형 선단부(91-3)의 중심축일 수 있다.
토너 리필 카트리지(9)에는 토너의 주입 완료를 검출하는데 이용되는 토너 주입 완료 신호 발생부(92)가 마련될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 실시예를 참조하면, 토너 주입 완료 신호 발생부(92)는 외측 몸체(91-1)와 내측 몸체(91-2) 사이에 마련되는 한 쌍의 전극(921)(922)을 포함할 수 있다. 한 쌍의 전극(921)(922)은 전기 접점(961b)(961c)과 각각 연결될 수 있다. 한 쌍의 전극(921)(922)의 전기적 접촉 상태는 플런저(93)의 위치에 따라 변할 수 있다. 한 쌍의 전극(921)(922)의 전기적 접촉 상태는 플런저(93)가 하사 위치(Q2)에 도달되면, 제1 상태에서 제2 상태로 변할 수 있다. 예를 들어, 제1 상태와 제2 상태는 각각 전기적 개방 상태(electrically open state)와 전기 단락 상태(electrical short state)일 수 있으며, 그 반대일 수도 있다. 한 쌍의 전극(921)(922)의 전기적 접촉 상태 변화를 위해, 외측 몸체(91-1)와 내측 몸체(91-2) 사이에 길이 방향(A)으로 이동 가능한 작동 레버(923)가 마련될 수 있다. 플런저(93)에는 하사 위치(Q2)에 도달된 때에 작동 레버(923)를 밀어 한 쌍의 전극(921)(922)을 서로 접촉 또는 이격시키는 가압 돌기(pushing protrusion)(931)가 마련될 수 있다.
몸체(91)의 선단부(91-3)에는 연결 인터페이스(96)가 마련될 수 있다. 토너 리필 카트리지(9)가 토너 충전부(10)에 장착되면, 연결 인터페이스(96)는 본체(1)와 전기적으로 연결되어 토너 리필 카트리지(9)의 정보를 본체(1)로 전달할 수 있다. 본 실시예에서는, 연결 인터페이스(96)는 토너 충전부(10)에 마련된 제1 연결부(146)를 경유하여 본체(1)와 전기적으로 연결될 수 있다. 본체(1), 예를 들어, 본체(1)에 마련된 제어부는 연결 인터페이스(96)와의 전기적 연결 여부, 예를 들어 연결 인터페이스(96)와의 통신 가능 여부에 따라서 토너 리필 카트리지(9)의 장착 여부를 판단할 수 있다.
연결 인터페이스(96)는 토너 리필 카트리지(9)의 정보를 관리하기 위한 회로부(962)와, 본체(1)와의 연결을 위한 전기 접점부(961)를 포함할 수 있다. 회로부(962)는 본체(1)와의 사이에서 인증 및/또는 암호화 데이터 통신 중 적어도 하나를 수행하는 프로세서를 포함하는 CRUM(customer replaceable unit monitor)부가 될 수 있다. 회로부(962)는 메모리를 더 포함할 수 있다. 메모리는 토너 리필 카트리지(9)에 대한 다양한 유형의 정보가 저장될 수 있다. 예를 들어, 메모리에는 제조사에 대한 정보, 제조일시에 대한 정보, 일련 번호, 모델 명 등과 같은 고유 정보, 각종 프로그램, 전자 서명 정보 및 사용 상태(예를 들어, 현재까지 몇 매를 인쇄하였는지, 인쇄 가능한 잔여 매수가 얼마인지, 토너 잔량이 얼마인지 등)에 대한 정보 등이 저장될 수 있다. 또한, 메모리에는 토너 리필 카트리지(9)의 수명, 셋업 메뉴 등에 대한 정보까지 저장될 수 있다. 이외에도 회로부(962)는 본체(1)와의 통신, 인증, 암호화 등을 위한 다양한 기능을 수행할 수 있는 기능블록을 포함할 수 있다. 회로부(962)는 프로세서 및/또는 메모리를 포함하는 칩(chip)의 형태, 또는 칩 및 다양한 기능 블록을 구현하기 위한 회로소자들이 실장된 인쇄회로기판 어셈블리(Printed Circuit Board Assembly, PBA)의 형태로 구현될 수 있다.
전기 접점부(961)는, 도전성 패턴 형태, 모듈러 잭(modular jack) 형태, 탄력 단자 형태 등, 본체(1)와의 전기적 접속이 가능한 다양한 형태를 가질 수 있다. 도 4에 도시된 본 실시예의 전기 접점부(961)는 도전성 패턴인 경우이다. 전기 접점부(961)는 돌출부(912)에 마련된 개구부(912-1)를 통하여 몸체(91)의 외부로 노출될 수 있다.
일 예로서, 전기 접점부(961)는 세 개의 전기 접점(961a)(961b)(961c)을 구비할 수 있다. 제1 전기 접점(961a)은 회로부(962)의 메모리에 저장된 정보를 화상 형성 장치의 본체(1)로 전달하기 위한 것일 수 있다. 제2 전기 접점(961b)은 토너 리필 카트리지(9)가 토너 충전부(10)에 장착되었는지 여부에 관한 신호를 화상 형성 장치의 본체(1)로 전달하기 위한 것일 수 있다. 제3 전기 접점(961c)은 토너 주입 완료 신호 또는 토너 리필 카트리지(6)의 제거 요청 신호를 화상 형성 장치의 본체(1)로 전달하기 위한 것일 수 있다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 토너 리필 카트리지(9)는 화상 형성 장치의 본체(1)의 외관으로부터 연통부를 통해 토너 충전부(10)에 장착될 수 있다. 도 5a는 토너 리필 카트리지(9)가 연통부(8)로 액세스할 때, 토너 리필 카트리지(9)의 전방 측에서 본 모습을 도시하고 있다. 도 5b는 토너 리필 카트리지(9)가 연통부(8)로 액세스할 때, 토너 리필 카트리지(9)의 후방 측에서 본 모습을 도시하고 있다. 토너 리필 카트리지(9)를 본체(1)의 상방으로부터 연통부(8)에 삽입하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 토너 리필 카트리지(9)가 토너 충전부(10)에 장착될 수 있다. 토너 리필 카트리지(9)가 토너 충전부(10)에 장착된 상태에서 토너 리필 카트리지(9)의 플런저(93)를 몸체(91)의 길이 방향(A)으로 누르면, 몸체(91)에 수용된 토너가 토너 배출부(940)를 통하여 배출되어 토너 충전부(10)를 통하여 현상 카트리지(2)의 토너 수용부(230)로 공급될 수 있다. 토너 리필 카트리지(9)는 토너 주입 완료 후에는 연통부(8)로부터 탈거될 수 있다.
토너 리필 카트리지(9)가 화상 형성 장치의 토너 충전부(10)에 장착 시, 토너 리필 카트리지(9)의 연결 인터페이스(96)는 토너 충전부(10)의 소정의 부분에 위치한 제1 연결부(146)와 전기적으로 연결될 수 있다. 토너 리필 카트리지(9)의 연결 인터페이스(96)는 토너 충전부(10)에 마련된 제1 연결부(146) 및 제2 연결부(127)을 통하여 본체(1), 예를 들어, 본체(1)에 마련된 제어부와 전기적으로 연결될 수 있다. 토너 리필 카트리지(9)가 상부 몸체(13)의 삽입부를 통하여 장착부(11)에 장착되면, 제1 연결부(146)는 연결 인터페이스(96)의 전기 접점부(961)와 직접 연결될 수 있다. 제1 연결부(146)는 프렉시블 케이블에 의하여 제2 연결부(127)와 연결될 수 있고, 제2 연결부(127)는 본체(1)에 마련된 제어부와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 연결 인터페이스(96)의 전면에 세 개의 전기 접점(961a)(961b)(961c)을 포함하는 전기 접점부(961)가 마련될 수 있고, 연결 인터페이스(96)의 후면에 토너 리필 카트리지(9)에 관한 정보를 저장하는 메모리를 포함하는 회로부(962)가 구현될 수 있다. 제1 연결부(146)에는 네 개의 전기 접점(146a)(146b)(146c)(146d)이 마련될 수 있다. 제1 연결부(146)의 네 개의 전기 접점(146a)(146b)(146c)(146d)은 연결 인터페이스(96)의 세 개의 전기 접점(961a)(961b)(961c)에 대응될 수 있다. 예를 들어, 연결 인터페이스(96)의 제1 전기 접점(961a)은 제1 연결부(146)의 제1 전기 접점(146a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 연결 인터페이스(96)의 전기 접점(961b)는 제1 연결부(146)의 제2 전기 접점(146b) 및/또는 제3 전기 접점(146c)와 전기적으로 연결될 수 있다. 연결 인터페이스(96)의 제3 전기 접점(961c)은 제1 연결부(146)의 제4 전기 접점(146d)과 전기적으로 연결될 수 있다. 네 개의 전기 접점(146a)(146b)(146c)(146d)은 플렉시블 케이블에 의하여 장착부(11), 예를 들어, 하부 몸체(12)에 마련된 제2 연결부(127)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 의하여, 제1 연결부(146)와 제2 연결부(127) 간의 안정적인 전기적 연결이 유지될 수 있다. 제2 연결부(127)는 전기 접점부(126)를 포함하고, 전기 접점부(126)는 네 개의 전기 접점(126a)(126b)(126c)(126d)으로 구성될 수 있다. 제1 연결부(146)의 네 개의 전기 접점(146a)(146b)(146c)(146d) 각각은 플렉시블 케이블에 의하여 제2 연결부(127)의 네 개의 전기 접점(126a)(126b)(126c)(126d) 각각에 전기적으로 연결될 수 있다. 결과적으로, 제2 연결부(127)는 토너 리필 카트리지(9)가 장착부(11)에 장착되면, 토너 충전부(10)의 제1 연결부(146)를 통해 토너 리필 카트리지(9)의 연결 인터페이스(96)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 8은 토너 리필 카트리지(9), 현상 카트리지(2)에 형성된 토너 충전부(10), 및 제어부(300) 간의 연결 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 9는 토너 리필 카트리지(9)가 현상 카트리지(2)에 형성된 토너 충전부(10)에 장착한 때, 토너 리필 카트리지(9), 토너 충전부(10), 및 제어부(300) 간의 정보 전달을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 현상 카트리지(2)와 본체(1) 간의 인터페이스를 통해 화상 형성 장치의 본체(1)에 연결되는 토너 리필 카트리지(9)와 화상 형성 장치 간의 연결 구조 및 동작을 알 수 있다. 현상 카트리지(2)와 토너 리필 카트리지(9)는 화상 형성 장치에 착탈 가능한 소모품으로서, 현상 카트리지(2)에 형성된 토너 충전부(10)는 현상 카트리지(2)와 토너 리필 카트리지(9)를 화상 형성 장치의 본체(1)에 연결하기 위해 동일한 인터페이스를 활용할 수 있다.
화상 형성 장치는 본체(1), 본체(1)에 착탈 가능한 현상 카트리지(2), 현상 카트리지에 형성된 토너 충전부(10), 및 제어부(300)를 포함할 수 있다. 현상 카트리지(2)는 토너 수용부(230)에 수용된 토너를 감광체에 형성된 정전잠상에 공급하여 토너 화상을 형성하며, 본체(1)에 착탈 가능하다. 토너 충전부(10)는 현상 카트리지(2)에 형성되어, 토너 수용부(230)에 토너를 충전하기 위한 토너 리필 카트리지(9)가 장착될 수 있다. 제어부(300)는 본체(1)에 장착되는 현상 카트리지(2) 및 토너 충전부(10)에 장착되는 토너 리필 카트리지(9)와의 연결에 기초하여, 화상 형성 장치의 동작을 제어할 수 있다. 토너 충전부(10)는 현상 카트리지(2)와 본체(1) 간의 인터페이스를 통해 토너 충전부(10)에 장착된 토너 리필 카트리지(9)를 본체(1)에 연결할 수 있다. 토너 충전부(10)는 현상 카트리지(2)와 일체로 형성된 것일 수 있다.
토너 충전부(10)는 토너 충전부(10)에 장착된 토너 리필 카트리지(9)와 전기적으로 연결되는 제1 연결부(146)와 본체(1)에 마련된 제어부(300)와 전기적으로 연결되는 제2 연결부(127)를 포함할 수 있다. 제2 연결부(127)는 현상 카트리지(2)에 관한 정보를 관리하는 회로부(128)를 구비하고, 제1 연결부(146)를 통해 획득한 토너 리필 카트리지(9)에 관한 정보와 회로부(128)로부터 획득한 현상 카트리지(2)에 관한 정보를 제어부(300)로 전달할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제1 연결부(146)와 제2 연결부(127)는 플렉시블 플랫 케이블(flexible flat cable)로 연결될 수 있다. 플렉시블 플랫 케이블로 연결된 제1 연결부(146)와 제2 연결부(127)는 하나의 어셈블리 형태로 구성되어 토너 충전부(10)에 마련될 수 있다. 회로부(128)는 제2 연결부(127)에서, 본체(1)와 전기적으로 연결되는 전기 접점부(126)가 형성된 접촉면과 반대쪽 면에 배치될 수 있다. 제1 연결부(146)에 구비된 복수 개의 전기 접접들(146a)(146b)(146c)(146d) 각각은 제2 연결부(127)에 구비된 복수 개의 전기 접접들(126a)(126b)(126c)(126d) 각각에 서로 대응하여 연결될 수 있다.
토너 충전부(10)는 토너 충전부(10)에 장착된 토너 리필 카트리지(9)와 본체(1)에 전기적으로 연결되고, 토너 리필 카트리지(9)에 관한 정보와 현상 카트리지(2)에 관한 정보를 현상 카트리지(2)와 본체(1) 간의 인터페이스를 통해 제어부(300)로 전달할 수 있다. 토너 리필 카트리지(9)에 관한 정보는 토너 리필 카트리지(9)의 인증을 위한 정보를 포함하고, 현상 카트리지(2)에 관한 정보는 현상 카트리지(2)의 인증을 위한 정보를 포함할 수 있다.
제어부(300)는 토너 충전부(10)에 구비된 제2 연결부(127)와 제1 연결부(146)를 통하여 토너 리필 카트리지(9)와 연결될 수 있다. 제어부(300)는 제2 연결부(127)에 구비된 복수 개의 전기 접점(126a)(126b)(126c)(126d)을 통해 수신되는 신호 또는 정보에 기초하여, 화상 형성 장치의 동작을 제어할 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 화상 형성 장치는 토너 리필 카트리지(9)가 토너 충전부(10)에 장착되었는지를 검출하는 전기적 구조를 구비할 수 있다. 예를 들어, 토너 충전부(10)의 제1 연결부(146)는 토너 리필 카트리지(9)가 토너 충전부(10)의 장착부(11)에 장착되면 토너 리필 카트리지(9)의 연결 인터페이스(96)에 마련된 전기 접점(961b)과 전기적으로 연결되는 전기 접점(146c)을 포함할 수 있고, 제1 연결부(146)의 전기 접접(146c)은 제2 연결부(127)의 전기 접점(126c)을 통해 제어부(300)와 연결될 수 있다. 제어부(300)는 연결 인터페이스(96)의 전기 접점(961b)과 제1 연결부(146)의 전기 접접(146c) 및 제2 연결부(127)의 전기 접점(126c)의 전기적 연결 여부를 검출함으로써 토너 리필 카트리지(9)가 토너 충전부(10)에 장착이 완료되었는지를 검출할 수 있다. 예를 들어, 토너 리필 카트리지(9)가 토너 충전부(10)에 장착되면, 연결 인터페이스(96)의 전기 접점(961b)이 제1 연결부(146)의 전기 접접(146c)을 거쳐서 제2 연결부(127)의 전기 접점(126c)과 전기적으로 연결될 수 있다.
토너 충전부(10)에 토너 리필 카트리지(9)의 장착 여부, 즉, 연결 인터페이스(96)와 제1 연결부(146) 간의 연결 여부는 기준 전압(VDD)과 두 저항(R1)(R3)를 포함하는 회로에 의하여 판단할 수 있다. 예를 들어, 토너 충전부(10)에 토너 리필 카트리지(9)가 장착되지 않은 경우, 제2 연결부(127)의 전기 접점(126c)을 통과하는 회로에 전류가 흐르지 않으므로, 제2 연결부(127)의 전기 접점(126c)과 연결된 제어부(300)의 제1 입력 포트에는 기준 전압(VDD), 예를 들어 3.3V가 그대로 걸린다. 반대로, 토너 충전부(10)에 토너 리필 카트리지(9)가 장착된 경우, 제2 연결부(127)의 전기 접점(126c)을 통과하는 회로는 저항(R1)과 저항(R3)가 병렬로 연결된 회로가 될 수 있다. 이때, 저항(R1)과 저항(R3)의 저항값이 동일하다면, 제어부(300)의 제1 입력 포트에는 예를 들어 1.65V의 전압이 걸릴 수 있다. 다시 말해서, 제어부(300)는 제어부(300)로 인가되는 기준 전압(VDD)에 대하여, 토너 리필 카트리지(9)의 장착 여부에 따라 제 2 연결부(127)를 통해 흐르는 전압의 변화에 기초하여 토너 리필 카트리지(9)의 토너 충전부(10)에의 장착 여부를 검출할 수 있으며, 검출 결과에 따라 화상 형성 장치를 제어할 수 있다.
토너 리필 카트리지(9)가 토너 충전부(10)에 장착된 경우, 토너 리필 카트리지(9)의 연결 인터페이스(96)에 구비된 회로부(962)는 연결 인터페이스(146)의 전기 접점(961a), 제1 연결부(146)의 전기 접점(146a), 및 제2 연결부(127)의 전기 접점(126a)을 통하여 제어부(300)의 데이터 입력 포트와 연결될 수 있다. 제어부(300)는 토너 리필 카트리지(9)의 연결 인터페이스(96)에 구비된 회로부(962)로부터 토너 리필 카트리지(9)에 관한 정보를 읽어들일 수 있다. 토너 리필 카트리지(9)에 관한 정보는 토너 리필 카트리지(9)의 인증을 위한 정보를 포함할 수 있다. 한편, 현상 카트리지(10)가 화상 형성 장치의 본체(1)에 장착된 경우, 토너 충전부(10)의 제2 연결부(127)에 구비된 회로부(128)는 제2 연결부(127)의 전기 접점(126a)을 통하여 제어부(300)의 데이터 입력 포트와 연결될 수 있다. 제어부(300)는 토너 충전부(10)의 제2 연결부(127)에 구비된 회로부(128)로부터 현상 카트리지(2)에 관한 정보를 읽어들일 수 있다. 현상 카트리지(2)에 관한 정보는 현상 카트리지(2)의 인증을 위한 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 제어부(300)는 토너 리필 카트리지(9)에 관한 정보와 현상 카트리지에(2) 관한 정보를 현상 카트리지(2)와 본체(1) 간의 인터페이스를 통해 전달받을 수 있다.
한편, 토너 충전부(10)는 토너 충전부(10)에 장착된 토너 리필 카트리지(9)의 회전에 따라 장착된 토너 리필 카트리지(9)가 소정의 위치에 도달함을 검출하는 회전 검출 센서(148)를 포함할 수 있다. 회전 검출 센서(148)는 토너 리필 카트리지(9)의 회전 검출 결과에 따라, 전기적 접속 상태가 변하는 한 쌍의 전극(148-1)(148-2)을 포함할 수 있다. 토너 충전부(10)는 회전 검출 센서(148)의 검출 결과에 기초하여, 장착된 토너 리필 카트리지(9)가 회전에 따라 소정의 위치에 도달하였는지를 제2 연결부(127)를 통해 제어부(300)로 전달할 수 있다.
예를 들어, 회전 검출 센서(148)는 토너 충전부(10)의 장착부(11)에 마련된 유입 셔터(미도시)가 토너 리필 카트리지(9)의 회전에 연동하여 회전함에 따라 소정의 위치에 도달하면 한 쌍의 전극(148-1)(148-2)의 전기적 접촉 상태를 변화시킬 수 있다. 한 쌍의 전극(148-1)(148-2) 중 어느 한 전극은 고정 전극이며, 다른 전극은 고정 전극에 대하여 탄력적으로 접촉/이격가능한 탄력 전극일 수 있다. 한 쌍의 전극(148-1)(148-2)은 제2 연결부(127)에 마련된 전기 접점(126c)을 통하여 제어부(300)와 연결될 수 있다. 한 쌍의 전극(148-1)(148-2)의 전기적 접촉 상태는 토너 충전부(10)에 장착된 토너 리필 카트리지(9)의 회전에 연동하여 회전하는 유입 셔터(미도시)가 소정의 위치에 도달하면, 제1상태에서 제2상태로 변할 수 있다. 제1상태와 제2상태는 각각 전기적 개방 상태(electrically open state)와 전기 단락 상태(electrical short state)일 수 있으며, 그 반대일 수도 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 제어부(300)에 인가되는 기준 전압 3.3V이고 저항(R1)과 저항(R3)의 저항값이 동일하다면, 토너 리필 카트리지(9)가 토너 충전부(10)에 장착된 경우, 제2 연결부(127)를 통해 흐르는 전압에 의해 제어부(300)에는 1.65V의 전압이 걸릴 수 있다. 여기서, 토너 충전부(10)에 장착된 토너 리필 카트리지(9)가 회전하는 경우, 토너 충전부(10)에 마련된 한 쌍의 전극(148-1)(148-2)이 개방 상태에서 전기 단락 상태로 전기적 접촉 상태가 변경되어, 제어부(300)의 제1 입력 포트에는 0V의 전압이 걸릴 수 있다. 따라서, 제어부(300)는 제어부(300)로 인가되는 기준 전압(VDD)에 대하여, 토너 리필 카트리지(9)의 회전 여부에 따라 제 2 연결부(127)를 통해 흐르는 전압의 변화에 기초하여 토너 리필 카트리지(9)의 회전 여부를 검출할 수 있고, 검출 결과에 따라 화상 형성 장치를 제어할 수 있다.
토너 리필 카트리지(9)를 회전시켜 토너 리필 카트리지(9)에 수용된 토너를 화상 형성 장치의 토너 수용부(230)로 주입할 수 있는 상태가 되면, 사용자는 플런저(93)를 눌러 토너를 토너 충전부(10)를 통하여 토너 수용부(230)에 충전할 수 있다. 토너 주입 완료 여부는 토너 주입 완료 신호 발생부(92)에 의하여 검출될 수 있다. 플런저(93)가 하사 위치(Q2)에 도달되면, 가압 돌기(931)가 작동 레버(923)를 밀어서 한 쌍의 전극(921)(922)을 서로 접촉시킬 수 있다. 한 쌍의 전극(921)(922) 중 어느 한 전극은 고정 전극이며, 다른 전극은 고정 전극에 대하여 탄력적으로 접촉/이격가능한 탄력 전극일 수 있다. 이에 따라, 토너의 주입이 완료되기 전까지 기준전압 3.3V가 인가되던 제어부(300)의 제2 입력 포트에는 0V(볼트) 인가될 수 있다. 즉, 제어부(300)의 제1 입력 포트와 제2 입력 포트 모두 0V가 걸리게 될 수 있다. 따라서, 제어부(300)는 제어부(300)로 인가되는 기준 전압(VDD)에 대하여, 토너 리필 카트리지(9)의 토너 주입 완료 여부에 따라 제 2 연결부(127)를 통해 흐르는 전압의 변화에 기초하여 토너 리필 카트리지(9)의 토너 주입 완료 여부를 검출할 수 있고, 검출 결과에 따라 화상 형성 장치를 제어할 수 있다.
토너 리필 카트리지(9)의 탈거를 위하여, 토너 리필 카트리지(9)를 토너 충전부(10)에 장착 후 회전시킨 방향과 반대 방향으로 회전킬 수 있다. 이에 따라, 토너 리필 카트리지(9)의 회전에 연동하여 함께 회전하였던 유입 셔터(미도시)가 원래 위치로 복귀될 수 있다. 제어부(300)의 제1 입력 포트는 OV에서 다시 1.65V가 인가될 수 있다. 토너 리필 카트리지(9)로부터 토너의 주입이 완료되고, 토너 리필 카트리지를 토너 충전부(10)에 장착 후 회전시킨 방향과 반대 방향으로 회전시켜 토너 리필 카트리지의 잠금이 해제된 경우, 사용자는 토너 리필 카트리지(9)를 토너 충전부(10)로부터 분리시킬 수 있다. 이에 따라, 제어부(300)의 제1 입력 포트에는 다시 3.3V의 신호가 입력될 수 있다.
본 개시는 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 본체;
    토너 수용부에 수용된 토너를 감광체에 형성된 정전잠상에 공급하여 토너 화상을 형성하며, 상기 본체에 착탈 가능한 현상 카트리지;
    상기 현상 카트리지에 형성되어, 상기 토너 수용부에 토너를 충전하기 위한 토너 리필 카트리지가 장착되는 토너 충전부; 및
    상기 본체에 장착되는 현상 카트리지 및 상기 토너 충전부에 장착되는 토너 리필 카트리지와의 연결에 기초하여, 화상 형성 장치의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 토너 충전부는,
    상기 현상 카트리지와 상기 본체 간의 인터페이스를 통해 상기 토너 리필 카트리지를 상기 본체에 연결하는, 화상 형성 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 토너 충전부는,
    상기 장착된 토너 리필 카트리지와 전기적으로 연결되는 제1 연결부; 및
    현상 카트리지에 관한 정보를 관리하는 회로부를 구비하고, 상기 제1 연결부를 통해 획득한 토너 리필 카트리지에 관한 정보와 상기 회로부로부터 획득한 상기 현상 카트리지에 관한 정보를 상기 제어부로 전달하는 제2 연결부;
    를 포함하는, 화상 형성 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부는 플렉시블 플랫 케이블(flexible flat cable)로 연결되는, 화상 형성 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 플렉시블 플랫 케이블로 연결된 상기 제1 연결부와 제2 연결부는 하나의 어셈블리 형태로 구성되어 상기 토너 충전부에 마련된 것인, 화상 형성 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 회로부는,
    상기 제2 연결부에서, 상기 본체와 전기적으로 연결되는 전기 접점부가 형성된 접촉면과 반대쪽 면에 배치되는, 화상 형성 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 연결부에 구비된 복수 개의 전기 접접들 각각은 상기 제2 연결부에 구비된 복수 개의 전기 접접들 각각에 서로 대응하여 연결되는, 화상 형성 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제어부로 인가되는 기준 전압에 대하여, 상기 토너 리필 카트리지의 장착 여부에 따라 상기 제 2 연결부를 통해 흐르는 전압의 변화에 기초하여, 상기 토너 리필 카트리지의 상기 토너 충전부에의 장착 여부를 검출하고, 상기 검출 결과에 따라 상기 화상 형성 장치를 제어하는, 화상 형성 장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 토너 충전부는,
    상기 장착된 토너 리필 카트리지의 회전에 따라 상기 장착된 토너 리필 카트리지가 소정의 위치에 도달함을 검출하는 회전 검출 센서를 더 포함하고,
    상기 제어부로 인가되는 기준 전압에 대하여, 상기 토너 리필 카트리지의 회전 여부에 따라 상기 제 2 연결부를 통해 흐르는 전압의 변화에 기초하여, 상기 토너 리필 카트리지의 회전 여부를 검출하고, 상기 검출 결과에 따라 상기 화상 형성 장치를 제어하는, 화상 형성 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제어부로 인가되는 기준 전압에 대하여, 상기 토너 리필 카트리지의 토너 주입 완료 여부에 따라 상기 제 2 연결부를 통해 흐르는 전압의 변화에 기초하여, 상기 토너 리필 카트리지의 토너 주입 완료 여부를 검출하고, 상기 검출 결과에 따라 상기 화상 형성 장치를 제어하는, 화상 형성 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 토너 충전부는,
    상기 토너 충전부에 장착된 토너 리필 카트리지와 상기 본체에 전기적으로 연결되고, 토너 리필 카트리지에 관한 정보와 현상 카트리지에 관한 정보를 상기 현상 카트리지와 상기 본체 간의 인터페이스를 통해 상기 제어부로 전달하는, 화상 형성 장치.
  11. 제 13 항에 있어서,
    상기 토너 리필 카트리지에 관한 정보는 상기 토너 리필 카트리지의 인증을 위한 정보를 포함하고, 상기 현상 카트리지에 관한 정보는 상기 현상 카트리지의 인증을 위한 정보를 포함하는, 화상 형성 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 토너 충전부는 상기 현상 카트리지와 일체로 형성되는, 화상 형성 장치.
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