KR20200143115A - 토너 리필 카트리지에서의 토너 주입량 검출 - Google Patents

토너 리필 카트리지에서의 토너 주입량 검출 Download PDF

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KR20200143115A
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refill cartridge
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forming apparatus
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성철 안
성호 정
병노 정
우진 김
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휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
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Abstract

토너 리필 카트리지는 몸체, 플런저, 감지부, 및 연결 인터페이스를 포함한다. 몸체는 토너를 수용한다. 플런저는 몸체에 삽입되어 몸체의 길이방향으로 이동 가능하게 결합되고, 토너를 몸체의 외부로 밀어낸다. 토너 주입량 검출부는 플런저의 이동에 따라 플런저의 복수의 이동 위치 각각을 검출한다. 연결 인터페이스는 화상 형성 장치와 연결되어, 검출된 이동 위치에 대응되는 신호를 화상 형성 장치에 전달한다.

Description

토너 리필 카트리지에서의 토너 주입량 검출{DETECTING TONER INJECTION AMOUNT OF TONER REFILL CARTRIDGE}
프린터, 복합기 등과 같은 화상 형성 장치는 감광체에 형성된 정전잠상에 현상 카트리지에 수용된 토너를 공급하여 가시적인 토너 화상을 형성할 수 있다. 현상 카트리지에 수용된 토너가 소진되면, 토너가 소진된 현상 카트리지를 새로운 현상 카트리지로 교체하거나, 현상 카트리지에 토너를 리필할 수 있다.
도 1은 화상 형성 장치가 토너 리필을 위해 토너 리필 카트리지와 연결되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 2는 화상 형성 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 화상 형성 장치에 채용된 현상 카트리지와 현상 카트리지에 연결된 토너 충전부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 화상 형성 장치의 본체의 외관으로부터 연통부를 통해 토너 충전부에 액세스하는 토너 리필 카트리지를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 토너 리필 카트리지의 개략적인 사시도이다.
도 6a, 도 6b, 및 도 6c는 토너 주입량 검출부를 구성하는 복수 개의 스위치들과 이동 부재의 구조 및 동작 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 토너 리필 카트리지에서 토너 주입량 검출부를 구성하는 복수 개의 스위치들의 전기적 접촉 상태 변화에 따라 화상 형성 장치가 토너의 주입된 정도를 확인하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 화상 형성 장치가 토너 리필 카트리지의 플런저의 복수의 이동 위치 각각에 대응되는 신호를 감지하여, 감지된 신호의 전압 레벨에 대응되는 토너가 주입된 정도를 확인하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 토너 리필 카트리지의 개략적인 사시도이다.
도 10은 화상 형성 장치가 토너의 주입된 정도를 확인하여 토너의 충전 정도를 판단하는 다양한 예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 토너 리필 카트리지가 복수의 화상 형성 장치들에 토너를 나누어 주입한 경우, 각각의 화상 형성 장치에서 토너의 충전 정도를 판단하는 다양한 예들을 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 화상 형성 장치(1000)가 토너 리필을 위해 토너 리필 카트리지(9)와 연결되는 모습을 나타낸 도면이다. 도 2는 화상 형성 장치(1000)의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 화상 형성 장치(1000)에 채용된 현상 카트리지(2)와 현상 카트리지(2)에 연결된 토너 충전부(10)를 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 화상 형성 장치(1000)의 본체(1)의 외관으로부터 연통부(8)를 통해 토너 충전부(10)에 액세스하는 토너 리필 카트리지(9)를 설명하기 위한 도면이다.
화상 형성 장치(1000)는 인쇄, 스캔 또는 팩스 등의 화상 형성 작업을 수행할 수 있다. 화상 형성 장치(1000)는 전자 사진 방식, 잉크젯 방식, 열전사 방식 및 감열 방식 등 다양한 인쇄 방식에 의하여 인쇄용지와 같은 인쇄매체에 화상을 형성할 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 화상 형성 장치(1000)는 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. 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. 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. 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)는 예를 들어 LSU(laser scanning unit)일 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)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 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.
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.
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.
도 4는 토너 리필 카트리지(9)가 연통부(8)로 액세스할 때의 모습을 도시하고 있다. 토너 리필 카트리지(9)를 본체(1)의 상방으로부터 연통부(8)에 삽입하면, 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 상부에 압력을 가하면, 몸체(91)에 수용된 토너가 몸체(91)의 외부로 배출되고, 배출된 토너는 토너 충전부(10)를 통하여 현상 카트리지(2)의 토너 수용부(230)로 공급될 수 있다. 토너 리필 카트리지(9)는 토너 주입 후 연통부(8)로부터 탈거될 수 있다
도 5는 토너 리필 카트리지(9)의 개략적인 사시도이다.
도 5를 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 몸체(91)의 길이방향(A)으로 이동 가능하게 결합되고, 토너를 몸체(91)의 외부로 밀어낼 수 있다. 플런저(93)는 제1 위치(Q1)로부터 제2 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 5에 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 플런저(93)의 이동에 따라, 플런저(93)의 복수의 이동 위치 각각을 검출하는 토너 주입량 검출부(92)가 마련될 수 있다. 이와 같은 검출된 플런저(93)의 이동 위치에 대응되는 신호는 토너가 주입된 정도를 나타낼 수 있다. 도 5를 참조하면, 토너 주입량 검출부(92)는 외측 몸체(91-1)와 내측 몸체(91-2) 사이에 마련되는 복수 개의 스위치들(921)을 포함할 수 있다. 복수 개의 스위치들(921)은 연결 인터페이스(96)와 연결될 수 있다. 복수 개의 스위치들(921)의 전기적 접촉 상태는 플런저(93)의 이동 위치에 따라 변할 수 있다. 복수 개의 스위치들(921) 각각의 전기적 접촉 상태는 플런저(93)의 이동 위치에 따라, 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. 복수 개의 스위치들(921)의 전기적 접촉 상태 변화를 위해, 외측 몸체(91-1)와 내측 몸체(91-2) 사이에 길이 방향(A)으로 이동 가능한 이동 부재(923)가 마련될 수 있다. 이동 부재(923)는 플런저(93)가 토너를 몸체(91)의 외부로 밀어내는 방향으로만 이동할 수 있다. 플런저(93)가 소정의 위치에 도달한 때부터 이동 부재(923)를 밀어 복수 개의 스위치들(921) 각각을 개폐할 수 있도록, 플런저(93)에는 가압 돌기(pushing protrusion)(931)가 마련될 수 있다.
토너 주입량 검출부(92)는 연결 인터페이스(96)에 연결된 복수 개의 스위치들(921) 및 플런저(93)에 의해 몸체의 길이방향으로 이동하여 복수 개의 스위치들(921)의 전기적 접촉 상태를 변화시키는 이동 부재(923)를 포함할 수 있다. 이동 부재(923)는 플런저(93)가 소정의 위치에 도달하기 전까지 이동 부재(923)에 구비된 걸림부(924)가 몸체(91)에 형성된 돌출부(미도시)에 구속되어 고정될 수 있다.
예를 들어, 토너 리필 카트리지(9)가 토너 주입을 하기 전 복수 개의 스위치들(921)은 모두 닫힌 상태를 유지할 수 있다. 플런저(93)가 길이방향(A)으로 이동하여 소정의 위치에 도달하면, 이동 부재(923)가 이동할 수 있다. 이동 부재(923)는 플런저(93)가 소정의 위치에 도달한 때부터 플런저(93)에 마련된 가압 돌기(931)에 밀려, 이동 부재(923)의 이동 경로 상의 닫힌 복수 개의 스위치들(921)을 순차적으로 개방시킬 수 있다.
다른 예를 들어, 토너 리필 카트리지(9)가 토너 주입을 하기 전 복수 개의 스위치들(921)은 모두 개방된 상태를 유지할 수 있다. 플런저(93)가 길이방향(A)으로 이동하여 소정의 위치에 도달하면, 이동 부재(923)가 이동할 수 있다. 이동 부재(923)는 플런저(93)가 소정의 위치에 도달한 때부터 플런저(93)에 마련된 가압 돌기(931)에 밀려, 이동 부재(923)의 이동 경로 상의 개방된 복수 개의 스위치들(921)을 순차적으로 닫히게 할 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)와 관련된 정보를 본체(1)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 연결 인터페이스(96)는 화상 형성 장치(1000)와 연결되어, 검출된 플런저(93)의 이동 위치에 대응되는 신호를 화상 형성 장치(1000)에 전달할 수 있다. 연결 인터페이스(96)는 토너 충전부(10)에 마련된 제1 연결부(146)와 전기적으로 연결될 수 있다.
연결 인터페이스(96)는 토너 리필 카트리지(9)에 관련된 정보를 관리하기 위한 정보 관리부(962)와, 본체(1)와의 연결을 위한 전기 접점부(961)를 포함할 수 있다. 정보 관리부(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. 정보 관리부(962)는 메모리(미도시)를 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, 일련번호, 모델명 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 정보 관리부(962)는 본체(1)와의 통신, 인증, 암호화 등을 위한 다양한 기능을 수행할 수 있는 기능블록을 포함할 수 있다. 정보 관리부(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.
토너 리필 카트리지(9)가 화상 형성 장치(1000)의 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. 연결 인터페이스(96)의 전면에 전기 접점부(961)가 마련될 수 있고, 연결 인터페이스(96)의 후면에 토너 리필 카트리지(9)에 관련된 정보를 저장하는 메모리를 포함하는 정보 관리부(962)가 구현될 수 있다. 제1 연결부(146)에 마련된 복수의 전기 접점들은 연결 인터페이스(96)의 전기 접접부(961)에 대응될 수 있다. 전기 접점부(961)의 세부 구성은 토너 주입량 검출부(92)의 동작 방식에 따라 달라질 수 있다. 전기 접점부(961)는 돌출부(912)에 마련된 개구부(912-1)를 통하여 몸체(91)의 외부로 노출될 수 있다.
도 6a, 도 6b, 및 도 6c는 토너 주입량 검출부(92)를 구성하는 복수 개의 스위치들(921)과 이동 부재(923)의 구조 및 동작 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a, 도 6b, 및 도 6c에 각각 도시된 바와 같이, 복수 개의 스위치들(921)은 다양한 구조 및 형태로 구현될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
도 6a, 도 6b, 및 도 6c 각각에는 'SW1', 'SW2', 'SW3' 총 세 개의 스위치들이 포함된 복수 개의 스위치들(921)에 대하여 개시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 복수 개의 스위치들(921)의 개수는 토너 주입량을 얼마나 정밀하게 검출하는 지에 따라 달라질 수 있다. 도 6a, 도 6b, 및 도 6c 각각에 도시된 복수 개의 스위치들(921)은 이동 부재(923)가 플런저(93)에 의해 몸체(91)의 길이방향으로 이동함에 따라 전기적 접촉 상태가 변화될 수 있다. 도 6a, 도 6b, 및 도 6c 각각에서, 이동 부재(923)가 복수 개의 스위치들(921) 쪽으로 이동함에 따라, 'SW1'과 가장 먼저 간섭이 발생하고, 그 다음으로 'SW2', 마지막으로 'SW3'와 간섭이 발생하여, 각각의 스위치들의 전기적 접촉 상태가 변화할 수 있다.
도 6a, 도 6b, 및 도 6c 각각에는, 이동 부재(923)가 이동 부재(923)의 이동 경로 상의 닫힌 스위치들(921)을 순차적으로 개방시키는 구조 및 동작 방식을 나타내고 있으나, 반대로, 이동 부재(923)가 이동 부재(923)의 이동 경로 상의 개방된 스위치들(921)을 순차적으로 닫히게 하는 구조 및 동작 방식일 수도 있다.
도 6a, 도 6b, 및 도 6c에서, 복수 개의 스위치들(921) 각각이 개폐되는 지점은 이동 부재(923)의 이동 경로 상에 몸체(91)의 길이방향으로 등간격 배치될 수 있다.
도 7은 토너 리필 카트리지(9)에서 토너 주입량 검출부(92)를 구성하는 복수 개의 스위치들(921)의 전기적 접촉 상태 변화에 따라 화상 형성 장치(1000)가 토너의 주입된 정도를 확인하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
토너 리필 카트리지(9)가 장착되는 화상 형성 장치(1000)는 본체(1), 현상 카트리지(2), 토너 충전부(10), 및 프로세서(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 토너 수용부(230)에 연결되고, 토너 수용부(230)에 토너를 충전하기 위한 토너 리필 카트리지(9)가 장착될 수 있다.
프로세서(300)는 토너 충전부(10)에 장착된 토너 리필 카트리지(9)의 플런저(93)의 이동에 따라 검출된 플런저(93)의 복수의 이동 위치 각각에 대응되는 신호를 감지하고, 감지된 신호에 기초하여, 토너의 충전 정도를 판단할 수 있다. 프로세서(300)는 감지된 신호의 전압 레벨에 기초하여, 토너의 충전 정도를 판단할 수 있다. 이를 위해, 프로세서(300)는 복수의 전압 레벨 각각과 토너가 주입된 정도를 서로 매칭시켜 미리 저장하고, 감지된 신호의 전압 레벨에 매칭된 토너가 주입된 정도를 확인하여, 토너의 충전 정도를 판단할 수 있다.
사용자 인터페이스 장치(미도시)는 프로세서(300)에 의해 판단된 토너의 충전 정도를 나타내는 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스 장치는 토너의 충전 정도에 대응되는 게이지를 나타내는 인디케이터이거나 토너의 충전 정도를 나타내는 정보를 디스플레이하는 디스플레이 장치일 수 있다.
도 7을 참조하면, 토너 리필 카트리지(9)의 토너 주입량 검출부(92)를 구성하는 복수 개의 스위치들 'SW1', 'SW2', 'SW3' 각각에 연결되는 저항 'R1', 'R2', 'R3'가 서로 병렬로 연결되어 있다. 토너 리필 카트리지(9)의 토너 주입량 검출부(92)를 구성하는 복수 개의 스위치들 'SW1', 'SW2', 'SW3'의 전기적 접촉 상태 변화에 따라 서로 병렬로 연결된 'R1', 'R2', 'R3'에 의한 저항값이 달라지기 때문에, 화상 형성 장치(1000)의 프로세서(300)는 토너 리필 카트리지(9)로부터 토너가 주입된 정도를 확인할 수 있다. 예를 들어, 토너 리필 카트리지(9)로부터 토너 리필이 있기 전에는 세 개의 스위치 'SW1', 'SW2', 'SW3'가 모두 닫혀 있고, ADC(Analog Digital Converter)에 수신되는 전압이 0V이다. 토너 리필 카트리지(9)로부터 토너 리필이 시작되면, 스위치 'SW1'부터 순차적으로 하나씩 개방됨에 따라, ADC에 수신되는 전압값이 달라질 수 있다. 프로세서(300)는 ADC를 통해 획득한 값에 따라, 토너가 주입된 정도를 확인할 수 있다.
도 8은 화상 형성 장치(1000)가 토너 리필 카트리지(9)의 플런저(93)의 복수의 이동 위치 각각에 대응되는 신호를 감지하여, 감지된 신호의 전압 레벨에 대응되는 토너가 주입된 정도를 확인하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 토너 리필 카트리지(9)로부터 토너 리필이 있기 전에는 세 개의 스위치 'SW1', 'SW2', 'SW3'가 모두 닫혀 있고, 토너 리필 카트리지(9)로부터 토너 리필이 시작되면, 스위치 'SW1'부터 순차적으로 개방되는 경우에, ADC에 수신되는 전압값과 프로세서(300)가 확인한 토너가 주입된 정도를 나타내고 있다.
도 8을 참조하면, 'SW1', 'SW2', 'SW3'가 모두 닫혀 있으면, ADC에 OV가 감지되고, 'SW1'만 개방되면, ADC에 0.37V가 감지되며, 'SW1'과 'SW2'가 개방되면, ADC에 0.73V가 감지되고, 'SW1', 'SW2', 'SW3'가 모두 개방되면, ADC에 1.1V가 감지될 수 있다. 화상 형성 장치(1000)의 제어부(300)는 복수의 전압 레벨 각각과 토너가 주입된 정도를 서로 매칭시켜 미리 저장하고 있으므로, ADC에서 감지된 전압 레벨에 대응되는 토너가 주입된 정도를 확인할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 0.37V일 때는 60%의 토너 리필이 이루어졌고, 0.73V일 때는 80%의 토너 리필이 이루어졌으며, 1.1V일 때는 토너 리필 카트리지(9)로부터 100%의 토너 리필이 완료되었음을 알 수 있다.
반대로, 토너 리필 카트리지(9)로부터 토너 리필이 있기 전에는 세 개의 스위치 'SW1', 'SW2', 'SW3'가 모두 개방되어 있고, 토너 리필 카트리지(9)로부터 토너 리필이 시작되면, 스위치 'SW1'부터 순차적으로 닫히는 경우에는, 'SW1', 'SW2', 'SW3'가 모두 개방되어 있으면, ADC에 1.1V가 감지되고, 'SW1'만 닫히면, ADC에 0.73V가 감지되며, 'SW1'과 'SW2'가 닫히면, ADC에 0.37V가 감지되고, 'SW1', 'SW2', 'SW3'가 모두 닫히면, ADC에 0V가 감지될 수 있다. 화상 형성 장치(1000)의 제어부(300)는 ADC에서 감지된 전압 레벨에 대응되는 토너가 주입된 정도를 확인할 수 있다.
도 9는 토너 리필 카트리지(9)의 개략적인 사시도이다.
앞서 도 5에서 설명한 부분과 동일한 내용에 대해서는 이하 그 설명을 생략한다.
도 9를 참조하면, 토너 주입량 검출부(92)는 외측 몸체(91-1)와 내측 몸체(91-2) 사이에 마련되는 가변 저항 스위치(922)을 포함할 수 있다. 가변 저항 스위치(922)는 연결 인터페이스(96)와 연결될 수 있다. 가변 저항 스위치(922)의 저항값은 플런저(93)의 이동 위치에 따라 변할 수 있다. 가변 저항 스위치(922)의 저항값은 플런저(93)의 이동 위치에 따라, 점점 증가하거나 점점 감소할 수 있다. 가변 저항 스위치(922)의 저항값 변화를 위해, 외측 몸체(91-1)와 내측 몸체(91-2) 사이에 길이 방향(A)으로 이동 가능한 이동 부재(923)가 마련될 수 있다. 이동 부재(923)는 플런저(93)가 토너를 몸체(91)의 외부로 밀어내는 방향으로만 이동할 수 있다. 플런저(93)가 소정의 위치에 도달한 때부터 이동 부재(923)를 밀어 가변 저항 스위치(922)의 저항값을 변경할 수 있도록, 플런저(93)에는 가압 돌기(pushing protrusion)(931)가 마련될 수 있다.
토너 주입량 검출부(92)는 연결 인터페이스(96)에 연결된 가변 저항 스위치(922) 및 플런저(93)에 의해 몸체의 길이방향으로 이동하여 가변 저항 스위치(922)의 저항값을 변경시키는 이동 부재(923)를 포함할 수 있다. 이동 부재(923)는 플런저(93)가 소정의 위치에 도달하기 전까지 이동 부재(923)에 구비된 걸림부(924)가 몸체(91)에 형성된 돌출부(미도시)에 구속되어 고정될 수 있다.
예를 들어, 플런저(93)가 길이방향(A)으로 이동하여 소정의 위치에 도달하면, 이동 부재(923)는 플런저(93)가 소정의 위치에 도달한 때부터 플런저(93)에 마련된 가압 돌기(931)에 밀려, 이동 부재(923)의 이동 경로 상의 가변 저항 스위치(922)에 형성된 돌기를 점진적으로 밀어낼 수 있고, 이에 따라, 가변 저항 스위치(922)의 저항값이 변경될 수 있다.
도 10은 화상 형성 장치(1000)가 토너의 주입된 정도를 확인하여 토너의 충전 정도를 판단하는 다양한 예들을 설명하기 위한 도면이다.
화상 형성 장치(1000)는 토너 리필 카트리지(9)로부터 토너가 리필되면, 플런저(93)의 현재의 이동 위치에 대응되는 토너가 주입된 정도를 나타내는 정보를 토너 리필 카트리지(9)로부터 수신하여, 토너 주입량을 확인하고, 충전 전 토너량과 토너 주입량을 합쳐서, 충전 후 토너의 충전 정도를 판단할 수 있다.
도 10을 참조하면, 'Case 1'에서는 충전 전 토너량에 대한 게이지가 10%이고, 토너 리필 카트리지(9)에 의한 토너 주입량에 대한 게이지가 60%인 경우, 화상 형성 장치(1000)는 충전 후 70% 게이지의 토너량이 있음을 판단할 수 있다. 'Case 2' 내지 'Case 5'도 같은 방식으로, 화상 형성 장치(1000)에서 충전 전 토너량에 대한 게이지와 토너 리필 카트리지(9)에 의한 토너 주입량에 대한 게이지를 합쳐서, 화상 형성 장치(1000)에서 충전 후 토너량에 대한 게이지가 됨을 확인할 수 있다.
도 11은 토너 리필 카트리지(9)가 복수의 화상 형성 장치들에 토너를 나누어 주입한 경우, 각각의 화상 형성 장치(1000)에서 토너의 충전 정도를 판단하는 다양한 예들을 설명하기 위한 도면이다.
토너 리필 카트리지(9)가 복수의 화상 형성 장치들에 토너를 나누어 주입하는 경우, 각각의 화상 형성 장치(1000)에서 토너 주입 전에, 토너 리필 카트리지(9)는 토너 리필 카트리지(9)로부터 토너가 주입된 정도를 나타내는 정보를 화상 형성 장치(1000)로 전송할 수 있다.
예를 들어, 첫 번째 화상 형성 장치(1000)에서 토너 리필 카트리지(9)에 수용된 토너의 60%를 주입 완료한 경우라면, 두 번째 화상 형성 장치(1000)에 연결된 동일한 토너 리필 카트리지(9)의 플런저(93)의 위치가 토너의 60%를 주입하였음을 나타내더라도, 두 번째 화상 형성 장치(1000)는 실제 토너의 주입이 없음을 알 수 있어야 한다.
이를 위해, 토너 리필 카트리지(9)의 정보 관리부(962)는 토너 리필 카트리지(9)가 첫 번째 화상 형성 장치(1000)와 연결 해제될 때, 플런저(93)의 현재의 이동 위치에 대응되는 토너가 주입된 정도를 나타내는 정보를 저장할 수 있다. 토너 리필 카트리지(9)의 정보 관리부(962)는 토너 리필 카트리지(9)가 첫 번째 화상 형성 장치(1000)와 다른 두 번째 화상 형성 장치(1000)에 연결될 때, 토너 리필 카트리지(9)에 저장된 플런저(93)의 현재의 이동 위치에 대응되는 토너가 주입된 정도를 나타내는 정보를 두 번째 화상 형성 장치(1000)에 전송할 수 있다. 두 번째 화상 형성 장치(1000)의 프로세서(300)는 토너 리필 카트리지(9)가 연결될 때, 플런저(93)의 현재의 이동 위치에 대응되는 토너가 주입된 정도를 나타내는 정보를 토너 리필 카트리지(9)로부터 수신할 수 있다.
도 11을 참조하면, 'Case 1'에서 '화상 형성 장치 1'의 토너 게이지가 30%에서 토너 리필 후 90%가 되었다면, 토너 리필 카트리지(9)는 '화상 형성 장치 1'에 60%에 해당하는 토너를 주입하였으므로, 플런저(93)의 현재의 이동 위치에 대응되는 토너가 주입된 정도는 60%임을 알 수 있다. 이후, 토너 리필 카트리지(9)가 '화상 형성 장치 2'에 연결되어 토너 리필을 완료한 경우, '화상 형성 장치 2'는 토너 리필 카트리지(9)가 연결될 때, 토너 리필 카트리지(9)는 현재 60%의 토너 주입이 이미 완료된 것임을 인지하고, 토너 리필 카트리지(9)가 '화상 형성 장치 2'에 모든 토너를 리필하더라도, 실제로는 40%의 토너 주입만 있었음을 알 수 있어야 한다. 이를 위해, 토너 리필 카트리지(9)는 '화상 형성 장치 2'에 연결될 때, 토너 리필 카트리지(9)에 저장된 플런저(93)의 현재의 이동 위치에 대응되는 토너의 60%가 주입되었음을 나타내는 정보를 '화상 형성 장치 2'에 전송할 수 있다. '화상 형성 장치 2'는 토너 리필 카트리지(9)가 연결될 때, 플런저(93)의 현재의 이동 위치에 대응되는 토너의 60%가 주입되었음을 나타내는 정보를 토너 리필 카트리지(9)로부터 수신하여, 토너 리필 카트리지(9)가 100% 토너 주입을 완료한 경우, 40%의 토너 주입량을 확인하여, 리필 전에 '화상 형성 장치 2'에 남아있던 40%의 토너량과 40%의 토너 주입량을 합쳐서, 총 80%의 토너의 충전 정도를 판단할 수 있다.
마찬가지로, 'Case 2'에서, 토너 리필 카트리지(9)는 '화상 형성 장치 2'에 연결될 때, 토너 리필 카트리지(9)에 저장된 플런저(93)의 현재의 이동 위치에 대응되는 토너의 80%가 주입되었음을 나타내는 정보를 '화상 형성 장치 2'에 전송할 수 있다. '화상 형성 장치 2'는 토너 리필 카트리지(9)가 연결될 때, 플런저(93)의 현재의 이동 위치에 대응되는 토너의 80%가 주입되었음을 나타내는 정보를 토너 리필 카트리지(9)로부터 수신하여, 토너 리필 카트리지(9)가 100% 토너 주입을 완료한 경우, 20%의 토너 주입량을 확인하여, 리필 전에 '화상 형성 장치 2'에 남아있던 50%의 토너량과 20%의 토너 주입량을 합쳐서, 총 70%의 토너의 충전 정도를 판단할 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 (15)

  1. 토너가 수용된 몸체;
    상기 몸체에 삽입되어 상기 몸체의 길이방향으로 이동 가능하게 결합되고, 상기 토너를 상기 몸체의 외부로 밀어내는 플런저;
    상기 플런저의 이동에 따라, 상기 플런저의 복수의 이동 위치 각각을 검출하는 토너 주입량 검출부; 및
    화상 형성 장치와 연결되어, 상기 검출된 이동 위치에 대응되는 신호를 상기 화상 형성 장치에 전달하는 연결 인터페이스;
    를 포함하는 토너 리필 카트리지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출된 이동 위치에 대응되는 신호는 상기 토너가 주입된 정도를 나타내는, 토너 리필 카트리지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 토너 주입량 검출부는,
    상기 연결 인터페이스에 연결된 복수 개의 스위치들; 및
    상기 플런저에 의해 상기 몸체의 길이방향으로 이동하여 상기 스위치들의 전기적 접촉 상태를 변화시키는 이동 부재;
    를 포함하는, 토너 리필 카트리지.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 이동 부재는,
    상기 플런저가 소정의 위치에 도달한 때부터 상기 플런저에 마련된 가압 돌기에 밀려 상기 이동 부재의 이동 경로 상의 닫힌 상기 스위치들을 순차적으로 개방시키는, 토너 리필 카트리지.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 이동 부재는,
    상기 플런저가 소정의 위치에 도달한 때부터 상기 플런저에 마련된 가압 돌기에 밀려 상기 이동 부재의 이동 경로 상의 개방된 상기 스위치들을 순차적으로 닫히게 하는, 토너 리필 카트리지.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 이동 부재는,
    상기 플런저가 상기 토너를 상기 몸체의 외부로 밀어내는 방향으로만 이동하는, 토너 리필 카트리지.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수 개의 스위치들 각각이 개폐되는 지점은,
    상기 이동 부재의 이동 경로 상에 상기 몸체의 길이방향으로 등간격 배치되는, 토너 리필 카트리지.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 토너 주입량 검출부는,
    상기 연결 인터페이스에 연결된 가변 저항 스위치; 및
    상기 플런저에 의해 상기 몸체의 길이방향으로 이동하여 상기 가변 저항 스위치의 저항값을 변경시키는 이동 부재;
    를 포함하는, 토너 리필 카트리지.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결 인터페이스는,
    상기 플런저의 복수의 이동 위치 각각에 대응되는 상기 토너가 주입된 정도를 나타내는 정보를 관리하기 위한 정보 관리부; 및
    상기 화상 형성 장치와 연결되는 전기 접점부;
    를 포함하는, 토너 리필 카트리지.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 정보 관리부는,
    상기 토너 리필 카트리지가 상기 화상 형성 장치와 연결 해제될 때, 상기 플런저의 현재의 이동 위치에 대응되는 상기 토너가 주입된 정도를 나타내는 정보를 저장하는, 토너 리필 카트리지.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 정보 관리부는,
    상기 토너 리필 카트리지가 상기 화상 형성 장치와 다른 화상 형성 장치에 연결될 때, 상기 저장된 상기 플런저의 현재의 이동 위치에 대응되는 상기 토너가 주입된 정도를 나타내는 정보를 상기 다른 화상 형성 장치에 전송하는, 토너 리필 카트리지.
  12. 본체;
    토너 수용부에 수용된 토너를 감광체에 형성된 정전잠상에 공급하여 토너 화상을 형성하며, 상기 본체에 착탈 가능한 현상 카트리지;
    상기 토너 수용부에 연결되고, 상기 토너 수용부에 토너를 충전하기 위한 토너 리필 카트리지가 장착되는 토너 충전부;
    상기 토너 충전부에 장착된 토너 리필 카트리지의 플런저의 이동에 따라 검출된 상기 플런저의 복수의 이동 위치 각각에 대응되는 신호를 감지하고, 상기 감지된 신호에 기초하여, 토너의 충전 정도를 판단하는 프로세서; 및
    상기 판단된 토너의 충전 정도를 나타내는 정보를 출력하는 사용자 인터페이스 장치;
    를 포함하는 화상 형성 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 감지된 신호의 전압 레벨에 기초하여, 상기 토너의 충전 정도를 판단하는, 화상 형성 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    복수의 전압 레벨 각각과 토너가 주입된 정도를 서로 매칭시켜 미리 저장하고, 상기 감지된 신호의 전압 레벨에 매칭된 토너가 주입된 정도를 확인하여, 상기 토너의 충전 정도를 판단하는, 화상 형성 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 토너 리필 카트리지가 연결될 때, 상기 플런저의 현재의 이동 위치에 대응되는 토너가 주입된 정도를 나타내는 정보를 상기 토너 리필 카트리지로부터 수신하는, 화상 형성 장치.
KR1020190071002A 2019-06-14 2019-06-14 토너 리필 카트리지에서의 토너 주입량 검출 KR20200143115A (ko)

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