KR20220001928A - 현상제 소진 여부를 검지하는 구조를 갖는 현상제 카트리지 - Google Patents

현상제 소진 여부를 검지하는 구조를 갖는 현상제 카트리지 Download PDF

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KR20220001928A
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박종현
권세일
이정현
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휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
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Abstract

개시된 현상제 카트리지는, 현상제가 수용되며 현상제 배출구가 마련된 하우징과, 상기 하우징 내부의 현상제 소진 여부를 검출하기 위한 센싱 영역을 형성하며 상기 하우징의 하부벽으로부터 몰입되어 상기 하부벽의 두께가 감소된 센싱부를 포함한다.

Description

현상제 소진 여부를 검지하는 구조를 갖는 현상제 카트리지{developer cartridge including structure for detecting developer end}
전자사진방식을 이용하는 화상형성장치는, 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.
현상제는 교체 가능한 현상제 카트리지에 수용된다. 현상제 카트리지는 내부에 수용된 현상제가 모두 소모되면 교체되는 소모품이다. 현상제 카트리지 내부의 현상제의 잔량을 검지하여 현상제 카트리지의 교체 시기를 판별할 수 있다. 현상제 카트리지 내부의 현상제의 잔량은 현상제의 소모량을 적산함으로써 예측될 수 있다. 현상제의 소모량은 인쇄되는 화소의 수, 현상제를 프린터 본체로 공급하는 모터의 구동 시간 등으로부터 예측될 수 있다.
도 1은 전자사진방식 화상형성장치의 일 예의 개략적인 사시도이다.
도 2는 현상제 카트리지의 일 예의 개략적인 단면도이다. 도 3은 도 2의 X1-X1' 단면도이다.
도 4는 센싱부의 위치의 결정 과정을 보여주는 도면이다.
도 5는 현상제 카트리지의 일 예의 하부 사시도이다.
도 6은 장착부의 일 예의 사시도이다.
도 7은 현상제 잔량 센서가 현상제 카트리지의 착탈 동작에 연동하여 센싱 위치와 이격 위치로 이동되는 과정을 보여주는 사시도들과 단면도들이다.
도 8은 현상제 카트리지의 일 예의 하부 사시도이다.
도 9는 현상제 카트리지의 일 예의 하부 사시도이다.
도 10은 도 9의 X2-X2' 단면도이다.
도 11은 현상제 카트리지의 일 예의 하부 사시도이다.
도 12는 도 11의 X3-X3' 단면도이다.
전자사진방식 화상형성장치는 현상제를 수용하고 교체 가능한 현상제 카트리지를 구비한다. 현상제 카트리지의 교체 시기를 판별하기 위하여, 현상제 카트리지의 내부에 남아있는 현상제의 잔량을 검지할 필요가 있다. 현상제 잔량 검지 방법으로서, 간접적인 방법으로 현상제 소모량을 예측하고, 예측된 현상제 소모량에 기반하여 현상제 잔량을 검지하는 방법이 있다. 이 방법에 따르면, 현상제 소모량의 예측값이 실제 현상제 소모량과 다를 때에 현상제 카트리지의 교체 시기 판별 에러가 발생될 수 있다. 현상제 카트리지가 본체에 장착되면 로킹 구조에 의하여 본체에 로킹될 수 있다. 현상제 카트리지 내부의 현상제가 모두 소진되면 화상형성장치의 사용자 인터페이스 또는 호스트를 통하여 현상제 소진(developer empty) 정보가 표시될 수 있다. 현상제 카트리지를 교체할 수 있도록 현상제 소진(developer empty) 정보와 동시에 또는 사용자의 조작에 의하여 현상제 카트리지의 로킹이 해제될 수 있다. 현상제 잔량 검지가 정확하기 않으면 현상제 카트리지에 현상제가 많이 남아있는 상태에서 현상제 카트리지가 교체되거나 현상제가 소진되었는데도 불구하고 현상제 카트리지가 교체되지 않아서 인쇄 불량이 발생될 수 있다.
현상제 잔량 센서를 이용하여 현상제 카트리지의 현상제 잔량을 직접 검출할 수 있다. 현상제 잔량 센서는 화상형성장치 본체에 위치되어 현상제 카트리지가 본체에 장착되면 현상제 카트리지의 현상제 잔량을 직접 겁출할 수 있다. 본 예의 현상제 카트리지는, 현상제 잔량 검출의 신뢰성을 향상시키기 위하여, 본체에 마련된 현상제 잔량 센서가 현상제 카트리지에 가깝게 접근될 수 있는 구조를 갖는다. 이에 의하여 현상제 카트리지의 교체 시기를 정확하게 판별할 수 있어, 현상제가 소진되었음에도 현상제 카트리지를 교체하지 않아서 생길 수 있는 인쇄 불량, 현상제 카트리지의 조기 교체로 인한 비용 부담을 방지할 수 있다. 또한 현상제가 모두 소진된 후에 현상제 카트리지를 교체할 수 있으므로, 폐기되는 현상제의 양을 줄여 환경적인 측면에서도 도움이 될 수 있다. 본 예의 현상제 카트리지는 현상제 카트리지가 본체에 장착될 때에 현상제 잔량 센서와 현상제 카트리지와의 간섭을 방지할 수 있는 구조를 갖는다. 이하에서 도면을 참조하면서 현상제 카트리지의 실시예들을 설명한다.
도 1은 전자사진방식 화상형성장치의 일 예의 개략적인 사시도이다. 도 1을 참조하면, 화상형성장치는 본체(1)와, 본체(1)에 착탈되는 현상제 카트리지(10)를 구비한다. 현상제 카트리지(10)는 '토너 카트리지'로 지칭되기도 한다. 본체(1)는 전자 사진 방식에 의하여 인쇄 매체(P)에 화상을 인쇄하는 인쇄부를 구비한다. 인쇄부는 현상기, 노광기, 전사기, 정착기를 구비할 수 있다. 현상제 카트리지(10)는 인쇄부로 공급될 현상제를 수용한다. 현상제는 토너와 캐리어를 포함한다. 현상제 카트리지(10)에 수용된 현상제는 현상기로 공급된다. 칼라 화상형성장치는, 예를 들어, 시안(C:cyan), 마젠타(M:magenta), 옐로우(Y:yellow), 블랙(K:black) 색상의 토너 화상을 형성하기 위한 복수의 현상기와, 시안(C:cyan), 마젠타(M:magenta), 옐로, 우(Y:yellow), 블랙(K:black) 색상의 현상제가 각각 수용된 복수의 현상제 카트리지(10)를 구비할 수 있다.
현상기는 감광드럼과, 감광드럼의 표면을 균일한 전위로 대전시키는 대전 롤러와, 감광드럼의 표면에 현상제를 공급하여 가시적인 토너 화상을 형성하는 현상 롤러를 포함할 수 있다. 노광기는 균일한 전위로 대전된 감광드럼의 표면에 화상정보에 따라 변조된 광을 조사하여 정전잠상을 형성한다. 정전잠상은 현상롤러에 의하여 공급되는 토너에 의하여 가시적인 토너화상으로 현상된다. 전사기는 토너 화상을 감광드럼의 표면으로부터 인쇄 매체(P)로 전사시킨다. 토너 화상이 전사된 인쇄 매체(P)는 정착기를 통과하면서 열과 압력을 받는다. 토너 화상은 열과 압력에 의하여 인쇄 매체(P)에 정착된다.
현상제 카트리지(10)는 본체(1)에 착탈가능하다. 현상제 카트리지(10)의 내부에 수용된 현상제가 모두 소모되면, 현상제 카트리지(10)는 새로운 현상제 카트리지(10)로 교체될 수 있다. 본체(1)에 현상제 카트리지(10)가 장착되는 장착부(2)가 마련될 수 있다. 도어(3)는 현상제 카트리지(10)를 본체(1)에/로부터 장착/탈거하기 위하여 본체(1)의 일부를 개폐한다. 장착부(2)에는 현상제 유입구(4)와 현상제 잔량 센서(5)가 마련된다.
도 2는 현상제 카트리지(10)의 일 예의 개략적인 단면도이다. 도 3은 도 2의 X1-X1' 단면도이다. 도 2와 도 3을 참조하면, 현상제 카트리지(10)는, 현상제가 수용되며 현상제 배출구(101)가 마련된 하우징(100)과, 하우징(100) 내부의 현상제 잔량을 검출하기 위한 센싱 영역을 형성하며 하우징(100)의 하부벽(103)으로부터 몰입되어 하부벽(103)의 두께가 감소된 센싱부(102)를 포함할 수 있다.
하우징(100)은 길이 방향(L)으로 연장된다. 하우징(100)의 내부에는 현상제를 현상제 배출구(101)로 운반하는 운반 부재(120)가 설치된다. 운반 부재(120)는 현상제를 길이 방향(L)으로 이송하여 현상제 배출구(101)로 운반한다. 본 실시예의 운반 부재(120)는 나선 코일이다. 나선 코일은 스프링 오거라고도 한다. 하우징(100)의 길이 방향(L)의 일단부에 동력전달부재(130)가 설치된다. 운반 부재(120)의 일단부(121)는 동력전달부재(130)에 연결된다. 동력전달부재(130)는 예를 들어, 기어, 커플러 등일 수 있다. 현상제 카트리지(10)가 장착부(2)에 장착되면, 동력전달부재(130)는 본체(1)에 마련된 현상제 공급 모터(미도시)와 연결될 수 있다.
하우징(100)은 전단부(front end portion)(11)와, 길이 방향(L)으로 전단부(11)의 반대쪽 단부인 후단부(rear end portion)(12)를 구비한다. 현상제 카트리지(10)는 후단부(12)로부터 장착부(2)에 삽입된다. 전단부(11)에는 사용자가 손으로 잡을 수 있는 손잡이가 마련된 전방 커버(front cover)(110)가 결합될 수 있다. 하우징(100)은 하부벽(103), 상부벽(104), 및 하부벽(103)와 상부벽(104)을 연결하는 측벽(105)을 구비한다. 하우징(100) 내부에서 현상제는 하부벽(103)으로부터 상부벽(104)을 향하여 적재된다. 운반 부재(120)는 길이 방향(L)으로 연장된 회전축을 중심으로 회전된다. 따라서, 하부벽(103)의 길이 방향(L)에 직교하는 단면 형상은 라운드 형상일 수 있다. 예를 들어, 하부벽(103)의 길이 방향(L)에 직교하는 단면 형상은 운반 부재(120)의 회전축을 중심으로 하는 부분 원호 형상일 수 있다.
현상제 배출구(101)는 하부벽(103)에 형성된다. 현상제 배출구(101)는 하우징(100)의 길이 방향(L)의 양단부 중 하나에 인접하게 위치된다. 본 예에서, 현상제 배출구(101)는 전단부(11)에 인접하게 위치된다. 도면으로 도시되지 않았지만, 현상제 카트리지(10)는 현상제 배출구(101)를 개폐하는 셔터를 포함할 수 있다. 현상제 카트리지(10)가 본체(1)로부터 탈거된 상태에서 셔터는 현상제 배출구(101)를 막는 위치에 위치된다. 셔터는 현상제 카트리지(10)가 장착부(2)에 장착되는 동작에 연동하여 현상제 배출구(101)를 개방하는 위치로 이동될 수 있다. 현상제 카트리지(10)가 장착부(2)에 장착되면 현상제 배출구(101)는 장착부(2)에 마련된 현상제 유입구(4)와 대향된다. 운반 부재(120)에 의하여 길이 방향(L)으로 운반된 현상제는 중력에 의하여 현상제 유입구(4)로 낙하된다.
센싱부(102)는 현상제 잔량 검출을 위한 센싱 영역을 형성한다. 센싱부(102)는 하부벽(103)에 몰입되어 형성된다. 즉, 센싱부(102)는 하부벽(103)의 외표면(103-1)으로부터 몰입되어 두께가 감소된 부분이다. 즉, 센싱부(102)의 두께는 하부벽(103)의 다른 영역의 두께보다 작다. 센싱부(102)는 평평할 수 있다. 즉, 센싱부(102)는 평면일 수 있다. 현상제 카트리지(10)가 장착부(2)에 장착되면, 현상제 잔량 센서(5)가 센싱부(102)와 대향된다. 현상제 잔량 센서(5)의 센싱면(51)은 센싱부(102)에 접촉될 수 있으며, 센싱부(102)로부터 약간 이격될 수도 있다. 현상제 잔량 센서(5)의 센싱면(51)은 하부벽(103)의 외표면(103-1)을 넘어서 센싱부(102)에 접촉될 수 있으며, 센싱부(102)로부터 약간 이격될 수도 있다. 현상제 잔량 센서(5)의 센싱면(51)은 하부벽(103)의 외표면(103-1)을 넘어서지 않고 센싱부(102)에 인접하게 위치될 수도 있다.
센싱부(102)는 현상제 배출구(101)와 길이 방향(L)으로 정렬될 수 있다. 센싱부(102)는 길이 방향(L)으로 현상제 배출구(101)에 인접하게 위치된다. 센싱부(102)는 하우징(100) 내부의 현상제 소진 여부를 신뢰성있게 검출할 수 있는 위치에 위치된다. 센싱부(102)는 운반 부재(120)에 의한 현상제 이송 방향을 기준으로 하여 현상제 배출구(101)의 상류측에 위치된다.
도 4는 센싱부(102)의 위치의 결정 과정을 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, 현상제 풀(full) 상태에서는 하우징(100) 내에서의 현상제의 수용 상태는 참조부호 T1으로 표시된 바와 같다. 운반 부재(120)에 의하여 현상제가 현상제 배출구(101) 쪽으로 운반되기 때문에, 현상제가 소모되어 하우징(100) 내부의 현상제 양이 줄어들수록 현상제의 수위(level)는 현상제 배출구(101) 쪽이 높고 현상제 배출구(101)로부터 멀수록 낮다. 따라서, 현상제가 소모되어 하우징(100) 내부의 현상제 양이 줄어듦에 따라서 하우징(100) 내에서의 현상제의 분포는 참조부호 T2, T3, T4, T5로 표시된 바와 같다. 센싱부(102)를 현상제 배출구(101)의 상류측에 현상제 배출구(101)에 인접하게 설치하면, 하우징(100) 내부의 현상제가 거의 다 소모될 때까지 현상제의 잔량을 검출할 수 있어, 현상제 카트리지(10)의 교체 시기를 적절하게 검지할 수 있다.
하우징(100)의 현상제 배출구(101)에 인접한 단부, 본 예의 경우 전단부(11)로부터 센싱부(102)까지의 거리는 길이 방향(L)으로 하우징(100b)의 길이의 1/2을 넘지 않을 수 있다. 일 예로서, 후단부(12)로부터 센싱부(102)까지의 거리는 길이 방향(L)으로 하우징(100b)의 길이의 1/3이하일 수 있다. 일 예로서, 후단부(12)로부터 센싱부(102)까지의 거리는 길이 방향(L)으로 하우징(100b)의 길이의 1/4이하일 수 있다. 센싱부(102)의 위치는 하우징(100b) 내부의 현상제가 거의 소진되었을 때 소진 여부를 검지할 수 있도록 적절히 결정될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 현상제가 소모될수록 현상제 잔량 센서(5)에 인접한 현상제의 수위(level)가 낮아지며, 현상제 잔량 센서(5)의 출력값이 변한다. 실험을 통하여 현상제의 잔량과 현상제 잔량 센서(5)의 출력값과의 관계를 룩업 테이블로 만들어 도시되지 않은 저장 장치에 저장할 수 있다. 현상제 잔량 센서(5)의 출력값을 미리 저장된 출력값과 비교하여 현상제 잔량을 검지할 수 있으며, 검지된 현상제 잔량에 기반하여 현상제 카트리지(10)의 교체 시기를 판별할 수 있다.
현상제 잔량 검지 방법으로서, 인쇄 화소수를 기반으로 한 현상제 소모량으로부터 현상제 잔량을 검지하는 방법, 현상제 공급 모터의 구동 시간을 기반으로 한 현상제 소모량으로부터 현상제 잔량을 검지하는 방법, 운반 부재를 구동하는 기어의 회전수를 기반으로 한 현상제 소모량으로부터 현상제 잔량을 검지하는 방법 등이 있다. 전술한 방법들은 현상제의 소모량을 실제로 측정하는 것이 아니라 간접적인 방법으로 현상제 소모량을 예측하고, 예측된 현상제 소모량에 기반하여 현상제 잔량을 검지한다. 인쇄 화상 농도 등의 인쇄 조건과, 현상제 공급과 관련한 기계적, 제어적 결함 등의 요인에 의하여 현상제 소모량의 예측값이 실제 현상제 소모량과 다를 수 있다. 예측되는 현상제 소모량과 실제 현상제 소모량이 반대인 경우에는 현상제 잔량 검지의 오차가 커져서 현상제 카트리지 교체 여부 판별에 에러가 발생될 수 있다. 예를 들어, 예측되는 현상제 소모량은 평균적인 소모량에 비하여 적은데 실제 현상제 소모량은 평균적인 소모량보다 많은 경우에는 현상제가 다 소모된 상태임에도 불구하고 현상제가 남아있는 것으로 인식되어 인쇄 에러가 발생되거나 교체용 현상제 카트리지를 미리 준비하지 못하여 적시에 인쇄를 수행할 수 없는 상황이 발생될 수 있다. 반대로, 예측되는 현상제 소모량은 평균적인 소모량보다 많은데 실제 현상제 소모량은 평균적인 소모량보다 적은 경우에는 현상제가 많이 남아있는 상태에서 현상제 카트리지가 교체될 수 있다.
본 예의 현상제 카트리지(10)에 따르면, 현상제 카트리지(10)가 본체(1)의 장착부(2)에 장착되면 현상제 잔량 센서(5)가 센싱부(102)에 접근하여 현상제 카트리지(10) 내부의 현상제 잔량을 직접 검출한다. 현상제 잔량 센서(5)가 현상제 카트리지(10)에 설치되면, 현상제 잔량 센서(5)의 비용과 현상제 잔량 센서(5)의 검출 신호를 화상형성장치 본체(1)로 전달하기 위한 전기적 연결 구조의 비용이 추가되어, 소모품인 현상제 카트리지(10)의 가격이 비싸질 수 있다. 본 예의 현상제 카트리지(10)에 따르면, 현상제 카트리지(10)의 현상제 잔량을 신뢰성있게 검출하여 현상제 카트리지(10)의 교체 시기를 정확하게 판별할 수 있으며, 소모품인 현상제 카트리지(10)의 비용을 절감할 수 있다.
현상제 잔량 센서(5)의 구조는 특별히 제한되지 않는다. 현상제 잔량 센서(5)는 현상제의 잔량에 따른 인덕턴스의 변화를 검출하는 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 현상제 잔량 센서(5)는 L-C 회로를 포함할 수 있다. L-C회로의 코일에 도체가 접근되면 L-C회로의 인덕턴스가 변한다. 현상제에 포함된 캐리어는 철 성분을 포함하므로, 현상제 잔량 센서(5) 근처의 현상제의 양에 따라서 L-C회로의 인덕턴스가 변한다. 따라서, 인덕턴스의 변화를 이용하여 현상제 잔량을 검지할 수 있다. 현상제 잔량 센서(5)의 센싱면(51)이 캐리어에 가까울수록 현상제 잔량 센서(5)의 센싱 감도가 향상되어 현상제 잔량을 더 신뢰성있게 검출할 수 있다. 본 예에 따르면, 센싱부(102)가 하부벽(103)으로부터 몰입되어 형성되므로, 현상제 잔량 센서(5)의 센싱면(51)이 하우징(100) 내부의 현상제가 가깝게 위치될 수 있다.
센싱부(102)의 두께가 두꺼울수록 현상제 잔량 센서(5)의 센싱 감도가 낮아져서 현상제 카트리지(10) 내부의 현상제 잔량 감지 오차가 커질 수 있다. 본 예의 현상제 카트리지(10)에 따르면 센싱부(102)는 하부벽(103)의 외표면(103-1)으로부터 몰입되어 하부벽(103)의 두께가 얇아진 부분이다. 따라서, 현상제 잔량 센서(5)의 센싱 감도의 저하가 방지될 수 있으며, 현상제 카트리지(10) 내부의 현상제 잔량 감지 신뢰성이 향상될 수 있다.
센싱부(102)가 평평하므로, 현상제 잔량 센서(5)의 센싱면(51)이 전체적으로 균일하게 센싱부(102)에 접근 또는 접촉될 수 있어 현상제 잔량 검지 신뢰도가 향상될 수 있다. 현상제 잔량 센서(5)의 센싱면(51)이 평평한 센싱부(102)에 전체적으로 균일하게 접촉되는 경우 현상제 잔량 검지의 신뢰도가 더욱 향상될 수 있다. 예를 들어, 하부벽(103)의 길이 방향(L)에 직교하는 단면 형상이 라운드 형상이고, 센싱부(102)는 하부벽(103)의 외표면(103-1)으로부터 몰입된 평면 형상일 수 있다. 센싱부(102)의 내표면은 하부벽(103)의 내표면과 동일한 라운드 형상이다. 이 경우, 센싱부(102)의 두께의 최소값은 1.5mm 이하일 수 있다.
현상제 카트리지(10)가 장착부(2)에 장착될 때에 현상제 잔량 센서(5)가 현상제 카트리지(10), 예를 들어 하우징(100)과 간섭되면, 현상제 잔량 센서(5)의 센싱면(51)의 손상, 현상제 잔량 센서(5)를 지지하는 구조의 파손 등이 유발될 수 있다. 현상제 잔량 센서(5)는 현상제 카트리지(10)의 하우징(100)과 간섭되지 않는 이격 위치와 센싱부(102)에 접근된 센싱 위치로 이동될 수 있게 장착부(2)에 설치될 수 있다. 센싱 위치는 현상제 잔량 센서(5)의 센싱면(51)이 센싱부(102)에 접촉된 위치일 수 있다. 센싱 위치는 현상제 잔량 센서(5)의 센싱면(51)이 센싱부(102)로부터 약간 이격된 위치일 수도 있다. 센싱 위치는 현상제 잔량 센서(5)의 센싱면(51)이 하부벽(103)의 외표면(103-1)을 넘어서되 센싱부(102)로부터 약간 이격된 위치일 수도 있다. 센싱 위치는 현상제 잔량 센서(5)의 센싱면(51)이 하부벽(103)의 외표면(103-1)을 넘어서지 않고 센싱부(102)에 인접한 위치일 수도 있다. 현상제 잔량 센서(5)는 현상제 카트리지(10)의 착탈 동작에 연동하여 센싱 위치와 이격 위치로 이동될 수 있다. 현상제 카트리지(10)에는 장착부(9)에/로부터 착탈되는 과정에서 현상제 잔량 센서(5)와의 간섭을 방지하기 위한 구조가 마련된다. 이하에서 현상제 카트리지(10)의 하우징(100)과 현상제 잔량 센서(5)와의 간섭을 방지하기 위한 구조의 예를 설명한다. 도 5는 현상제 카트리지(10)의 일 예의 하부 사시도이다. 도 6은 장착부(2)의 일 예의 사시도이다.
도 5를 참조하면, 간섭 방지 구조는 하부벽(103)으로부터 돌출되어 길이 방향(L)으로 연장되며, 센싱부(102)에 대응되는 위치에 돌출량이 작은 단차부(150)가 마련된 리브(140)를 포함할 수 있다. 단차부(150)의 하부벽(103)으로부터의 돌출량은 리브(140)의 하부벽(103)으로부터의 돌출량보다 작다. 리브(140)의 후단부(12) 쪽의 단부(141)는 후단부(12) 쪽으로 갈수록 돌출량이 감소하는 형상일 수 있다. 예를 들어, 단부(141)는 라운드 형상일 수 있으며, 챔퍼(chamfer) 형상일 수도 있다. 단차부(150)의 후단부(12) 쪽의 단부(151)는 후단부(12) 쪽으로 갈수록 돌출량이 감소하는 형상일 수 있다. 예를 들어, 단부(151)는 라운드 형상일 수 있으며, 챔퍼(chamfer) 형상일 수도 있다. 제1장착 가이드(106)는 현상제 카트리지(10)가 장착부(2)에 장착될 때에 현상제 카트리지(10)를 길이 방향(L)으로 안내한다.
도 6을 참조하면, 장착부(2)는 현상제 카트리지(10)가 길이 방향(L)으로 슬라이딩되어 장착부(2)에/로부터 장착/탈거될 수 있도록 현상제 카트리지(10)를 안내하는 구조를 갖는 장착 프레임(21)을 포함할 수 있다. 장착 프레임(21)에는 제1장착 가이드(106)와 상보적인 형상을 갖는 제2장착 가이드(22)가 마련될 수 있다. 일 예로서, 제1장착 가이드(106)는 길이 방향(L)으로 연장된 리브 형상이며, 제2장착 가이드(22)는 길이 방향(L)으로 연장된 레일 형상일 수 있다.
현상제 잔량 센서(5)는 센싱면(51)이 센싱부(102) 쪽을 향하도록 센서 홀더(23)에 탑재된다. 센서 홀더(23)는 센싱 위치와 이격 위치로 이동될 수 있게 장착부(2)에 설치된다. 센서 홀더(23)는 장착 프레임(21)에 현상제 카트리지(10)에 대하여 접근/이격될 수 있게 설치될 수 있다. 탄성 부재(24)는 센서 홀더(23)에 센싱 위치로 이동되는 방향의 탄성력을 가한다. 탄성 부재(24)는 예를 들어 센서 홀더(23)와 장착 프레임(21) 사이에 지지되는 압축 코일 스프 등 스프링에 의하여 구현될 수 있다.
센서 홀더(23)에는 간섭부(25)가 마련된다. 간섭부(25)는 예를 들어 현상제 잔량 센서(5)의 외측에 위치되며, 길이 방향(L)으로 연장된 리브 형태일 수 있다. 간섭부(25)는 현상제 카트리지(10)가 장착부(2)에 장착될 때에 하우징(100)의 하부벽(103)으로부터 돌출된 리브(140)와 간섭되어 탄성 부재(24)의 탄성력의 반대 방향으로 눌린다. 현상제 카트리지(10)의 장착이 완료되면, 간섭부(25)는 단차부(150)와 대향되며, 센서 홀더(23)는 탄성 부재(24)의 탄성력에 의하여 센싱 위치로 복귀된다. 현상제 카트리지(10)가 장착부(2)로부터 탈거될 때에 간섭부(25)는 단차부(150)의 단부(151)와 간섭되며 리브(140)에 의하여 탄성 부재(24)의 탄성력의 반대 방향으로 눌린다. 따라서, 센서 홀더(23)는 센싱 위치로부터 이격 위치로 이동된다. 리브(140)의 후단부(12) 쪽의 단부(141)가 챔퍼 형상 또는 라운드 형상이므로 현상제 카트리지(10)가 장착부(2)에 장착될 때에 리브(140)와 간섭부(25)가 부드럽게 간섭될 수 있다. 또한, 단차부(150)의 후단부(12) 쪽 단부(151)가 챔퍼 형상 또는 라운드 형상이므로, 센서 홀더(23)가 부드럽게 이격 위치로부터 센싱 위치로, 또는 그 반대로 이동될 수 있다.
도 7은 현상제 잔량 센서(5)가 현상제 카트리지(10)의 착탈 동작에 연동하여 센싱 위치와 이격 위치로 이동되는 과정을 보여주는 사시도들과 단면도들이다. 먼저 도 7의 (a)를 참조하면, 센서 홀더(23)는 탄성 부재(24)의 탄성력에 의하여 센싱 위치에 위치된다. 현상제 카트리지(10)의 후단부(12)를 장착부(2)의 입구에 맞추고 현상제 카트리지(10)를 길이 방향(L)으로 밀면, 리브(140)의 단부(141)가 간섭부(25)와 간섭된다. 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 리브(140)에 의하여 센서 홀더(23)가 탄성 부재(24)의 탄성력의 반대 방향으로 눌리고, 현상제 잔량 센서(5)는 현상제 카트리지(10)로부터 이격된 이격 위치에 위치된다. 현상제 카트리지(10)의 장착이 완료되기 전까지 리브(140)와 간섭부(25)와의 접촉이 유지되며, 현상제 잔량 센서(5)는 이격 위치에 유지된다. 따라서, 현상제 잔량 센서(5)의 센싱면(51)과 현상제 카트리지(10)와의 접촉이 방지될 수 있다. 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이 현상제 카트리지(10)가 장착 위치에 도달되면, 리브(140)와 간섭부(25)와의 접촉이 종료되고, 단차부(150)와 간섭부(25)가 대향된다. 하우징(100)의 하부벽(103)으로부터의 단차부(150)의 돌출량은 리브(140)의 돌출량보다 작다. 따라서, 센서 홀더(23)는 탄성 부재(24)의 탄성력에 의하여 현상제 카트리지(10) 쪽으로 이동되며, 현상제 잔량 센서(5)는 센싱 위치에 위치된다.
현상제 카트리지(10)를 탈거하기 위하여, 도 7의 (c)에 도시된 상태에서 현상제 카트리지(10)를 길이 방향(L)으로 당기면, 간섭부(25)가 단차부(150)의 단부(151)에 접촉되고 센서 홀더(23)가 탄성 부재(24)의 탄성력의 반대 방향으로 눌린다. 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 간섭부(25)가 리브(140)와 간섭되면 센서 홀더(23)는 현상제 카트리지(10)로부터 이격된 이격 위치에 위치된다. 현상제 카트리지(10)의 탈거가 완료되면, 리브(140)와 간섭부(25)와의 접촉이 종료되며, 센서 홀더(23)는 탄성 부재(24)의 탄성력에 의하여 센싱 위치로 복귀된다.
도 8은 현상제 카트리지(10a)의 일 예의 하부 사시도이다. 도 8에 도시된 현상제 카트리지(10a)는 도 2 내지 도 7에 도시된 현상제 카트리지(10)와 비교하여 리브(140a)의 형상에 차이가 있다. 이하에서 차이점만을 간략하게 설명한다. 도 8을 참조하면, 간섭 방지 구조의 일 예는, 하부벽(103)으로부터 돌출되어 길이 방향(L)으로 연장되며, 센싱부(102)에 대응되는 위치에 돌출량이 작은 단차부(150a)가 마련된 리브(140a)를 포함할 수 있다. 리브(140a)는 장착부(2)에 먼저 삽입되는 후단부(12)에 가까운 위치로부터 센싱부(102)를 넘어서 전단부(11)를 향하여 길이 방향(L)으로 연장된다. 센싱부(102)에 대응되는 위치에는 하부벽(103)으로부터의 돌출량이 작은 단차부(150a)가 마련된다. 본 예의 단차부(150a)는 하부벽(103)으로부터 돌출되지 않은 점에서 도 5에 도시된 현상제 카트리지(10)의 단차부(150)와 차이가 있다. 즉, 단차부(150a)는 하부벽(103)의 외표면(103-1)과 동일한 면이다. 리브(140a)의 후단부(12) 쪽의 단부(141)는 챔퍼 형상 또는 라운드 형상일 수 있다. 단차부(150a)의 후단부(12) 쪽 단부(151a)는 챔퍼 형상 또는 라운드 형상일 수 있다.
도 9는 현상제 카트리지(10b)의 일 예의 하부 사시도이다. 도 10은 도 9의 X2-X2' 단면도이다. 본 예의 현상제 카트리지(10b)는 현상제 배출구(101)가 후단부(12)에 인접하게 위치되고, 센싱부(102)가 현상제 배출구(101)의 횡방향(W)의 일측에 위치되는 점에서 전술한 예들과 차이가 있다. 이하에서 차이점을 위주로 설명한다.
도 9와 도 10을 참조하면, 현상제 카트리지(10b)의 하우징(100b)은 횡방향(W)으로 배치된 제1영역(191)과 제2영역(192)을 포함할 수 있다. 횡방향(W)은 길이 방향(L)과 직교하는 방향이다. 현상제 배출구(101)는 후단부(12)에 인접하게 제1영역(191)에 위치된다. 제1영역(191)에는 현상제를 길이 방향(L)으로 이송하는 운반 부재(120b)가 설치된다. 제2영역(192)에는 현상제를 횡방향(W)으로 운반하여 제1영역(191)으로 이송하는 제2운반부재(122)가 마련된다. 일 예로서, 운반 부재(120b)는 길이 방향(L)으로 연장된 회전축과 회전축의 외주에 형성된 나선 날개를 포함하는 오거일 수 있다. 제2운반 부재(122)는 길이 방향(L)으로 연장된 회전축과, 회전축으로부터 반경 방향으로 연장된 운반 날개를 구비하는 패들(paddle)일 수 있다. 제2영역(192)의 현상제는 제2운반 부재(122)에 의하여 제1영역(191)으로 이송된다. 운반 부재(120b)는 제1영역(191) 내의 현상제를 길이 방향(L)으로 현상제 배출구(101)를 항하여 이송한다. 운반 부재(120b)는 제1영역(191) 내의 현상제를 전단부(11)로부터 후단부(12) 쪽으로 운반한다.
센싱부(102)는 현상제 배출구(101)의 횡방향(W)의 일측이자 운반 부재(120b)에 의한 현상제 이송 방향을 기준으로 하여 현상제 배출구(101)의 상류측에 위치된다. 후단부(12)로부터 센싱부(102)까지의 거리는 길이 방향(L)으로 하우징(100b)의 길이의 1/2을 넘지 않는다. 일 예로서, 후단부(12)로부터 센싱부(102)까지의 거리는 길이 방향(L)으로 하우징(100b)의 길이의 1/3이하일 수 있다. 일 예로서, 후단부(12)로부터 센싱부(102)까지의 거리는 길이 방향(L)으로 하우징(100b)의 길이의 1/4이하일 수 있다. 센싱부(102)의 위치는 하우징(100b) 내부의 현상제가 거의 소진되었을 때 소진 여부를 검지할 수 있도록 적절히 결정될 수 있다. 센싱부(102)는 제2영역(192)에 위치된다. 하우징(100b)의 하부벽(103b)은 제1영역(191)의 하부벽(103b-1)과 제2영역(192)의 하부벽(103b-2)을 포함할 수 있다. 센싱부(102)는 하부벽(103b-2)으로부터 몰입되어 형성된다. 하부벽(103b-1)과 하부벽(103b-2)은 모두 라운드 형상일 수 있다. 예를 들어, 하부벽(103b-1)은 운반부재(120b)의 회전축을 중심으로 하는 원호 형상일 수 있다. 하부벽(103b-2)은 제2운반부재(122)의 회전축을 중심으로 하는 원호 형상일 수 있다. 센싱부(102)는 하부벽(103b-2)으로부터 몰입된 평평한 면일 수 있다.
현상제 카트리지(10b)는 후단부(12)로부터 장착부(2)에 삽입된다. 현상제 카트리지(10b)와 장착부(2)에 마련된 현상제 잔량 센서(5)와의 간섭을 방지하기 위한 구조로서, 현상제 카트리지(10b)는 센싱부(102)로부터 후단부(12)까지 연장되며 하부벽(103b)으로부터 몰입된 몰입부(160)를 포함할 수 있다. 몰입부(160)의 몰입 깊이는 센싱부(102)의 몰입 깊이와 동일할 수 있으며, 센싱부(102)의 몰입 깊이보다 깊을 수도 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 현상제 카트리지(10b)를 장착부(2)에 장착하는 과정에서 현상제 카트리지(10b)와 현상제 잔량 센서(5)와의 간섭이 방지될 수 있다.
도 11은 현상제 카트리지(10c)의 일 예의 하부 사시도이다. 도 12는 도 11의 X3-X3' 단면도이다. 본 예의 현상제 카트리지(10c)는 현상제 잔량 센서(5)와의 간섭을 방지하기 위한 구조로서 리브 구조를 채용한 점에서 도 9 및 도 10에 도시된 현상제 카트리지(10b)와 차이가 있다. 이하에서 차이점을 위주로 설명한다.
도 11과 도 12를 참조하면, 현상제 카트리지(10c)의 하우징(100c)은 횡방향(W)으로 순차로 위치된 제1영역(191), 제2영역(192), 및 제3영역(193)을 포함할 수 있다. 횡방향(W)은 길이 방향(L)과 직교하는 방향이다. 현상제 배출구(101)는 후단부(12)에 인접하게 제1영역(191)에 위치된다. 제1영역(191)에는 현상제를 길이 방향(L)으로 이송하는 운반 부재(120c)가 설치된다. 제2영역(192)과 제3영역(193)에는 현상제를 횡방향(W)으로 운반하는 제2운반부재(122)와 제3운반부재(123)가 각각 마련된다. 일 예로서, 운반 부재(120c)는 길이 방향(L)으로 연장된 회전축과 회전축의 외주에 형성된 나선 날개를 포함하는 오거일 수 있다. 제2운반 부재(122)와 제3운반부재(123)는 길이 방향(L)으로 연장된 회전축과, 회전축으로부터 반경 방향으로 연장된 운반 날개를 구비하는 패들(paddle)일 수 있다. 제3영역(193)의 현상제는 제3운반 부재(123)에 의하여 제2영역(192)으로 이송된다. 제2영역(192)의 현상제는 제2운반 부재(122)에 의하여 제1영역(191)으로 이송된다. 운반 부재(120c)는 제1영역(191) 내의 현상제를 길이 방향(L)으로 현상제 배출구(101)를 항하여 이송한다. 운반 부재(120c)는 제1영역(191) 내의 현상제를 전단부(11)로부터 후단부(12) 쪽으로 운반한다.
센싱부(102)는 현상제 배출구(101)의 횡방향(W)의 일측이자 운반 부재(120c)에 의한 현상제 이송 방향을 기준으로 하여 현상제 배출구(101)의 상류측에 위치된다. 센싱부(102)의 위치는 하우징(100c) 내부의 현상제가 거의 소진되었을 때 소진 여부를 검지할 수 있도록 적절히 결정될 수 있다. 센싱부(102)는 제2영역(192)에 위치된다. 하우징(100c)의 하부벽(103c)은 제1영역(191)의 하부벽(103c-1), 제2영역(192)의 하부벽(103c-2), 및 제3영역(193)의 하부벽(103c-2)을 포함할 수 있다. 센싱부(102)는 제2영역(192)의 하부벽(103c-2)으로부터 몰입되어 형성된다. 하부벽들(103c-1)(103c-2)(103c-3)은 모두 라운드 형상일 수 있다. 예를 들어, 하부벽들(103c-1)(103c-2)(103c-3)은 각각 운반부재(120c), 제2운반부재(122), 제3운반부재(123)의 회전축을 중심으로 하는 원호 형상일 수 있다. 센싱부(102)는 하부벽(103c-2)으로부터 몰입된 평평한 면일 수 있다.
현상제 카트리지(10c)는 후단부(12)로부터 장착부(2)에 삽입된다. 현상제 카트리지(10c)와 장착부(2)에 마련된 현상제 잔량 센서(5)와의 간섭을 방지하기 위한 구조로서, 도 5 또는 도 8에 도시된 리브 구조가 채용된다. 도 11을 참조하면, 간섭 방지 구조의 일 예는, 하부벽(103c-2)으로부터 돌출되어 길이 방향(L)으로 연장되며, 센싱부(102)에 대응되는 위치에 돌출량이 작은 단차부(150c)가 마련된 리브(140c)를 포함할 수 있다. 리브(140c)는 장착부(2)에 먼저 삽입되는 후단부(12)에 가까운 위치로부터 센싱부(102)를 넘어서 전단부(11)를 향하여 길이 방향(L)으로 연장된다. 센싱부(102)에 대응되는 위치에는 하부벽(103c-2)으로부터의 돌출량이 작은 단차부(150c)가 마련된다. 리브(140c)의 후단부(12) 쪽의 단부는 후단부(12) 쪽으로 갈수록 돌출량이 점차 감소하는 형상일 수 있다. 본 예에 따르면, 후단부(12)에 경사부(12c)가 마련되며, 경사부(12c)가 리브(140c)의 후단부(12) 쪽의 단부로서 기능한다. 단차부(150c)의 후단부(12) 쪽 단부(151c)는 전단부(11)쪽으로 갈수록 돌출량이 점차 감소하는 형상일 수 있다. 예를 들어, 단부(151c)는 챔퍼 형상일 수 있으며, 라운드 형상일 수도 있다.
도면으로 도시되지는 않았지만, 본 예의 리브(140c)는 도 8에 도시된 구조를 가질 수도 있다. 즉, 단차부(150c)는 하부벽(103c-2)으로부터 돌출되지 않을 수도 있다.
본 개시는 도면에 도시된 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 현상제가 수용되며, 현상제 배출구가 마련된 하우징;
    상기 하우징 내부의 현상제 잔량을 검출하기 위한 센싱 영역을 형성하며, 상기 하우징의 하부벽으로부터 몰입되어 상기 하부벽의 두께가 감소된 센싱부;를 포함하는 현상제 카트리지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하부벽의 상기 하우징의 길이방향에 직교하는 단면 형상은 라운드 형상인 현상제 카트리지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센싱부는 평평한 현상제 카트리지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 내부에 설치되어 상기 현상제를 상기 현상제 배출구를 향하여 상기 하우징의 길이방향으로 운반하는 운반 부재;를 포함하며,
    상기 센싱부는 상기 현상제 배출구와 상기 길이 방향으로 정렬되며, 상기 운반 부재에 의한 상기 현상제의 이송 방향을 기준으로 하여 상기 현상제 배출구의 상류측에 위치되는 현상제 카트리지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하우징은 전단부와, 상기 길이방향으로 상기 전단부의 반대쪽인 후단부를 구비하며,
    상기 현상제 배출구는 상기 전단부에 인접하게 위치되며,
    상기 운반 부재는 상기 후단부로부터 상기 전단부로 현상제를 운반하는 현상제 카트리지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하부벽으로부터 돌출되어 상기 길이방향으로 연장되며, 상기 센싱부에 대응되는 위치에 돌출량이 작은 단차부가 마련된 리브;를 포함하는 현상제 카트리지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 리브의 상기 후단부 쪽의 단부는 상기 후단부 쪽으로 갈수록 돌출량이 점차 감소하는 형상이며,
    상기 단차부의 후단부 쪽의 단부는 전단부 쪽으로 갈수록 돌출량이 감소하는 형상인 현상제 카트리지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 전단부와, 상기 하우징의 길이방향으로 상기 전단부의 반대쪽인 후단부를 구비하며,
    상기 센싱부는 상기 현상제 배출구의 횡방향의 일측에 위치되는 현상제 카트리지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 현상제 배출구는 상기 후단부에 인접하게 위치되며,
    상기 하우징 내부에는 상기 현상제를 상기 현상제 배출구를 향하여 상기 전단부로부터 상기 후단부로 운반하는 운반 부재가 설치되며,
    상기 센싱부는 상기 운반 부재에 의한 상기 현상제의 운반 방향을 기준으로 하여 상기 현상제 배출구의 상류측에 위치되는 현상제 카트리지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 횡방향으로 배치된 제1영역과 제2영역을 포함하며,
    상기 운반 부재와 상기 현상제 배출구는 상기 제1영역에 배치되며,
    상기 센싱부는 상기 제2영역에 마련되는 현상제 카트리지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2영역에는 현상제를 상기 횡방향으로 운반하여 상기 제1영역으로 이송하는 제2운반부재가 마련되는 현상제 카트리지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 센싱부로부터 상기 후단부까지 연장되며 상기 하부벽으로부터 몰입된 몰입부;를 포함하는 현상제 카트리지.
  13. 길이 방향에 직교하는 단면 형상이 라운드 형상인 하부벽과 상기 하부벽에 마련되는 현상제 배출구를 구비하며, 현상제가 수용되는 하우징;
    상기 하우징 내부에 설치되어 상기 현상제를 상기 현상제 배출구를 향하여 상기 길이방향으로 운반하는 운반 부재;
    상기 운반 부재에 의한 상기 현상제의 이송 방향을 기준으로 하여 상기 현상제 배출구의 상류측에 상기 하우징 내부의 현상제 소진 여부를 검출하기 위한 센싱 영역을 형성하는 것으로서, 상기 하부벽으로부터 몰입되어 상기 하부벽의 두께가 감소된 센싱부;를 포함하는 현상제 카트리지.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 하부벽으로부터 돌출되어 상기 길이방향으로 연장되며, 상기 센싱부에 대응되는 위치에 돌출량이 작은 단차부가 마련된 리브;를 포함하는 현상제 카트리지.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 하우징은 전단부와, 상기 길이방향으로 상기 전단부의 반대쪽인 후단부를 구비하며,
    상기 현상제 배출구는 상기 후단부에 인접하게 위치되며,
    상기 센싱부는 상기 현상제 배출구의 횡방향의 일측에 위치되며,
    상기 센싱부로부터 상기 후단부까지 연장되며 상기 하부벽으로부터 몰입된 몰입부;를 포함하는 현상제 카트리지.
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