KR0132011B1 - 현상제 보유 레벨 검출 장치 - Google Patents

Abstract

현상제를 저장하는 저장용기의 하부로 부터 소정의 높이에 위치된 측면으로부터 빛을 발생하는 적어도 하나 이상의 램프와, 상기 저장용기의 내부에 위치되어 상기 발생되는 빛의 수광량에 대응하여 상기 저장용기내의 현상제의 보유 레벨 대응신호를 출력하는 수광소자를 포함하는 현상제 보유 레벨 검출기와, 상기 저장용기안에 저장된 상기 현상제를 현상수단으로 이송시킴과 동시에 상기 램프의 발광면과 수광소자의 수광면을 상기 이송 주기에 동기하여 닦는 에지테이터와, 상기 현상제 보유 레벨 검출기로 부터 출력되는 현상제 보유 레벨 대응신호를 미리 설정된 보유 레벨의 값과 비교하여 현상제의 레벨을 판단하는 판단수단을 포함하는 현상제 검출장치이다.

Description

현상제 보유 레벨 검출 장치

제1도는 종래의 현상제 검출 센서가 부착된 형상기의 단면도.

제2도는 종래의 현상제 검출센서로서, 압전센서타입의 토너센서의 구조 및 중앙처리장치와의 접속관계를 나타낸 도면.

제3도는 종래의 압전센서타입의 토너센서가 출력하는 현상제 검출 신호의 출력 파형도.

제4도는 본 발명에 따른 현상제 검출 센서가 설치된 현상기의 사시도.

제5도는 제4도에 도시된 현상제 검출 센서의 동작의 이해를 돕기위한 현상기의 일부분의 단면도.

제6도는 제4도에 도시된 현상기의 일부분의 종단면도로서 현상제 검출 센서의 부착 위치를 설명하기 위한 도면.

제7a도 및 제7b도는 본 발명의 현상기의 내부에 설치된 현상제 검출 센서의 동작을 에지테이터에 부착된 블레이드와 관련하여 설명하기 위한 도면.

제8도는 본 발명에 따라 에지테이터에 블레이드를 복수개 설치한 실시예시도.

제9도는 본 발명에 따른 현상제 검출 센서을 이용하여 현상제의 유무를 검출하기 위한 전자사진 기록 시스템의 일부분의 블럭도.

제10a도, 제10b도, 제10c도는 제9도에 도시된 수광부들의 또다른 실시예의 회로도.

제11a도, 제11b도, 제11c도는 제9도에 도시된 신호 전송부의 실시예의 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 호퍼 22 : 감광드럼

24 : 현상 롤러 26 : 닥트 블레이드

28 : 에지테이터 30 : 토너

32 : 토너센서 34 : 저항

38 : 수광창 40 : 투과창

44,46,56 : 블레이드 100,102 : 제1,제2광원 발생부

104,106 : 제1,제2수광부 108 : 신호전송부

110 : 중앙처리장치

본 발명은 전자사진 기록방식을 이용한 기록장치에 사용되는 현상기의 구조에 관한 것으로, 특히 감광드럼에 형성된 정전잠상을 가시상으로 현상하는 현상제의 보유 레벨을 검출하여 현상제를 최적의 시기에 현상기의 내부로 공급할 수 있도록 한 현상제 보유 레벨 검출 장치에 관한 것이다.

통상적인 전자사진 기록 시스템, 예를들면, 복사기, 레이저 빔 프린터등과 같은 기록장치는 이미 널리 알려진 바와 같이 감광드럼의 표면에 눈에 보이지 않는 정전잠상을 형성한다. 그리고, 상기와 같은 정전잠상이 형성된 감광드럼의 표면에 토너등과 같은 탄소가루 성분의 현상제를 공급하여 정전잠상을 가시화시키고, 이를 용지에 전사하여 기록한다. 상기와 같은 기록장치는 현상제를 담고 있는 호퍼를 구비하고 있으며, 상기의 호퍼내에는 현상제의 보존량을 감지하는 현상제 검출장치가 설치되어 있다. 이와 같은 현상제 검출장치는 복사기나 레이저 빔 프린터등의 관련 기술분야의 기술자에게는 널리 알려진 기술이며, 가장 대표적인 방법은 압전센서등과 같은 토너센서를 이용하는 방법이다.

종래의 현상제 유무 검출장치를 첨부된 제1,제2,제3도의 도면을 참조하여 설명하면 하기와 같다. 상기 첨부된 도면중, 제1도는 토너센서를 포함하는 종래의 현상기의 단면도이고, 제2도는 제1도에 도시된 토너센서(32)와 중앙처리장치(36)와의 접속관계를 도시한 것이다. 제3도는 제2도에 도시된 토너센서(32)의 출력 타이밍도이다.

지금, 제1도에 도시된 현상기(50)의 호퍼(20)는 이미 잘알려진 탄소가루 형태의 현상제(30)를 저장하기 위한 저장용기(container)이다. 상기 호퍼(32)의 내부에는 감광드럼(22)에 형성된 정전잠상을 가시상을 현상하기 위한 현상제(30)가 저장된다. 상기 호퍼(20)를 포함하는 현상기(50)는 외부의 스캐너 혹은 화상기록장치등에 의해 정전잠상(electrosatic latent image)이 형성되는 감광드럼(22)의 표면에 밀착되어 위치된다. 상기 감광드럼(22)에는 스캐너등의 기록장치에 의해 눈에는 보이지 않는 잠상(latent image)이 형성되며, 상기 감광드럼(22)의 표면에 형성된 잠상을 가시상으로 변환하는 장치가 현상 롤러(24)를 포함하여 가지는 현상기(50)이다.

상기의 현상기(50)는 호퍼(22)내의 현상제(30)를 상기 감광드럼(22)의 표면에 공급하여 잠상을 가시상으로 현상하는 현상 롤러(24)와, 상기 현상 롤러(24)의 표면에 부착된 현상제(30)의 층두께를 일정하게 하는 닥트 블레이드(26)와, 상기 호퍼(22)의 내부에 위치되어 상기 호퍼(22)내의 현상제(30)를 상기 현상 롤러(24)에 공급하는 에지테이터(agitator)(28)와, 상기 호퍼(22)의 내부에 위치되어 현상제(30)의 유무를 검출하는 토너센서(32)로 구성된다. 상기와 같은 현상기(50)를 이용하여 전기적으로 감광드럼(22)의 표면에 형성된 잠상을 가시상으로 현상하는 현상법은 크게 1성분현상법, 2성분현상법 및 자기 브러쉬 현상법등이 있다. 이와같은 현상법은 이러한 기술 분야의 관련 기술자에게는 공지의 사항이므로 본 발명에서는 더 이상 상세히 설명되지는 않을 것이다.

상기 제1도와 같은 구성중 호퍼(20)내의 현상제(30)의 유무를 검출하기 위한 토너센서(32)는 압전센서를 이용한다. 이와 같은 압전센서의 원리는 상부의 압력에 응답하여 출력을 변화시키는 것이다. 상기 토너센서(32)에 의해 호퍼(20)내의 현상제의 유무를 검출하는 동작을 제2도를 참조하여 설명한다.

호퍼(20)내에 위치된 에지테이터(28)가 회전하여 상기 호퍼(20)내에 저장된 현상제를 현상 롤러(24)로 공급되면, 상기 에지테이터(28)의 회전에 의해 토너센서(32)의 상부의 표면은 닦여 지게 되며, 제1도의 상태와 같이 현상제(30)가 충분한 상태이며 곧 다시 공급되므로 토너센서(32)의 표면에 현상제의 압력이 가해진다.

상기와 같이 현상제(30)가 충분하여 토너센서(32)의 압력이 가하여지면 상기 압전 효과를 가지는 토너센서(32)는 논리 로우레벨의 전압을 출력한다. 이와 반대로, 호퍼(20)의 내부에 저장된 현상제(30)의 양이 감소하여 상기 에지테이터(28)의 회전에 의한 현상제(30)의 제거후 토너센서(32)의 상부에 현상제가 다시 공급되지 않거나, 공급되어라도 소량이 공급되어 압력이 기준치 이하이면 상기 토너센서(32)의 출력은 논리 적으로 하이의 전압을 출력단자에 접속된 중앙처리장치(CPU)(36)로 출력한다. 즉, 상기 압전효과을 가지는 토너센서(32)의 상부에 현상제(30)가 있는 경우 상기 토너센서(32)는 이를 검출하여 논리 로우의 현상제 있음 검출신호를 출력하고, 상기 토너센서(32)의 상부에 현상제(30)가 없는 경우 상기 토너센서(32)는 이를 검출하여 논리 하이의 현상제 없음 검출신호를 출력한다. 이와 같은 토너센서(32)의 동작전원으로는 통상 5볼트의 직류전압을 공급한다. 따라서 호퍼(20)내에 현상제(30)가 없는 경우, 상기 토너센서(32)의 출력은 5볼트로서 논리 하이가 되고, 현상제(30)가 있을 경우에는 0볼트로서 논리 로우가 된다.

상기 토너센서(32)로부터 출력되는 현상제 유무 검출신호는 CPU(36)의 입력단자로 공급된다. 상기 CPU(36)는 상기 입력되는 현상제 유무 검출신호의 논리 상태를 검출하여 현상제의 유무상태를 후술하는 바와 같은 동작에 의해 검지한다. 현상제의 유무를 인지한 상기 CPU(36)는 인지된 상태를 표시판넬(도시하지 않았음)에 상기 현상제의 유무상태를 표시한다. 그리고, 현상제 없음이 검출될때 전자사진 시스템의 동작을 정지시킨다. 상기와 같은 압전효과를 가지는 토너센서는 일본국에 소재하고 있는 히다지사의 부품번호 5-u003센서 혹은 동국에 소재하고 있는 TDK사의 TS05D 센서등이 상용화되고 있고, 레이저 빔 프린터 및 복사기등에서 이미 널리 사용되고 있다.

상기와 같은 압전센서 혹은 이와 유사한 동작을 하는 토너센서를 이용하여 현상제의 유무를 검출하는 종래의 기술을 Takeda등의 발명자에 의해 발명되어 일본국 Canon사에 양도된 미합중국 특허 제 4,647,185호(이하 선행특허라함)에 비교적 상세히 게재되어 있다.

상기 선행특허는 상기 기술된 토너센서(32)의 출력이 CPU(36)의 입력단자로 입력되게 연결되어 있으며, 상기 CPU(36)는 시스템의 클럭의 주기로 토너센서(32)의 출력을 읽어 현상제의 유무를 검출한다. 이와 같은 현상제의 감지 동작은 CPU(36)의 설계사양 혹은 시스템의 클럭 주기에 따라 가변적이지만, 통상 10msec의 주기로 현상제 유무를 검색하게 되는 것이 가장 일반적이다.

상기 제1도와 같이 구성된 현상기(50)의 호퍼(20)내의 에지테이터(28)의 1회전의 주기는 통상적으로 60rpm이 초과되지 않는다. 즉, 에지테이터(28)란 호퍼(20)내의 현상제(30)을 현상 롤러(24)의 방향으로 이송하는 역할을 수행하는 것으로서 통상 1회전시 걸리는 시간은 약 1초 내지 3초정도 이면 족하다.

상기 선행특허는 현상기(50)의 내부에 위치된 토너센서(32)의 출력을 일정시간 동안 카운팅하고, 상기 카운팅된 값을 미리 설정된 값과 비교하여 현상제의 보유 레벨 상태를 판단하는 기술이 상세히 개시되어 있다. 상기 선행특허에서 토너센서(32)의 출력을 카운팅하여 현상제의 보유상태를 판단하는 동작을 첨부된 제3도를 참조하여 간단히 설명하면, 하기와 같다.

제1도에 도시된 현상기(50)의 토너센서(32)의 위에 현상제(30)가 없는 경우 토너센서(32)로부터는 전술한바와 같이 논리 하이가 출력된다. 상기 토너센서(32)로부터 출력되는 현상제 검출신호는 전술한 바와 같이 CPU(36)로 공급한다. 상기 CPU(36)는 입력단자를 일정 시간(T) 동안 약 10msec의 주기로 스캔하여 입력한다. 상기 CPU(36)가 입력단자를 스캔하는 일정시간(T)동안 10msec의 주기로 읽은 결과, 토너센서(32)로부터 논리 하이의 신호가 3번 출력되었다고 가정하면 상기 CPU(36)는 상기 일정시간(T)동안 토너센서(32)의 하이신호를 카운팅한다. 즉,로 된다. 이때 상기 일정시간(T)에 대한의 비율 즉,의 값이 미리 설정된 값 이하인 경우에는 정상상태로 인식하고,의 값이 미리 설정된 값 이상인 경우에는 비정상 상태로 인식하여 이를 표시판텔등에 미리 프로그램된 상태에 대응한 메세지를 디스플레이하여 현상제의 보유 레벨 상태를 표시할 수 있다.

예를들어, 상기에서 T를 2.5sec라하고,를 300msec로 한다면,(10msec의 주기로 토너센서(32)의 출력을 읽는다고 가정하였을때 카운팅 갯수로는 30번)이하이면 정상인데, 그이상이면 비정상 상태로 디스플레이할 수 있다.

또한,의 결정시간을와로서 2단계로하여 비정상 상태를 두 단계로 나눌수 있다. 즉의 경우는 정상,의 경우는 현상제 적음(Toner Low 혹은 Developer Low)이고,의 경우에는 현상제 무(Toner Empty 혹은 Developer Empty)로 표시할수 있다. (표1참조)

상기와 같은 현상제 적음, 및 현상제 무 디스플레이 방법은 미국특허 4,647,185에는 개시가 없지만, 이미 많은 전자사진 기록 시스템에서 채용하고 있는 일반적인 방법이다.

그러나 상기와 같이 기술된 종래의 현상제 검출 장치들의 문제점은 가격이 5 내지 6 달러(USD) 정도로 매우 고가인 압전센서타입의 토너센서를 이용하여 토너의 보유 레벨 상태를 검출함으로써 시스템의 가격이 상승되는 문제점을 초래하였다.

한편, 상기의 바와 같이 고가인 압전센서 타입의 토너센서(32)를 사용하지 않고 현상제 유무를 감지하기 위한 여러가지 방법이 개시되고 있다. 대표적인 일예로서는 발명가 이동호에 의해 발명되어 본원 출원인에 의해 1991년 8월 21일자로 대한민국 특허청에 특허출원된 제14409호(이는 파리조약에 의한 우선권 주장을 하여 1992년 미합중국 상표특허청 특허출원번호 제07/989,828호로 출원됨)(이하 14409특허라함)에 개시된 현상제 유무 검출장치가 있다.

상기 14409특허는, 현상제 호퍼 내부에 채워진 현상제 유무 검출의 량에 따라 상하 회동 가능한 금속판을 사용하고, 현상기 외부에는 상기 금속판의 상하 회동 거리에 응답하여 움직이는 자석을 구비하고 있다. 그리고 상기 자석에는 액츄에이터가 연결되어 있으며, 상기 액츄에이터는 힌지축을 중심으로 투과형 혹은 반사형 포토 센서의 광원을 차단 혹은 반사하여 현상제의 보유 레벨에 대응하는 논리적인 신호를 발생하도록 되어 있다. 이와 같은 14409특허는 압전센서 타입의 토너 센서를 이용하는 것의 약 1/6정의 재료비로서 제작이 가능한 이점을 가지고 있다.

그러나, 14409특허의 문제점은, 14409특허에 개시된 방법에 의해 제작된 현상기가 전술한 선행특허와 같은 현상기의 스펙이 맞도록 생산된 전자사진 기록 시스템과 호환성이 없는 문제가 발생한다는 것이다. 즉, 14409특허의 문제점은 토너센서를 압전센서 타입에서 포토센서 타입으로의 변경시 현상기를 상호간에 이용할 수 있게 하는 런닝 체인지(Running change)가 불가능하다는 것이다.

초기, 14409특허와 같은 방식을 채택하여 전자사진 기록 시스템의 제품을 생산하는데는 별다른 어려움이 없으나, 압전센서타입의 토너 센서가 채용된 현상기를 이용하는 전자사진현상 시스템에 이용될 수 없는 문제가 발생된다. 즉, 14409특허와 같이 저렴한 가격으로 생산된 현상기를 선행특허에 개시된 현상기를 사용하는 전자사진현상 시스템에서는 사용할 수 없었다.

따라서 상기한 선행특허와 14409특허의 스펙에 맞도록 제작된 전자사진 기록 시스템은 각각의 스펙에 맞도록 제작된 현상기만을 사용하여야 하며, 상호간의 호환성이 없어 사용자의 사용의 혼선과 판매관리의 어려움을 초래하였다.

따라서 본 발명의 목적은 압전센서 타입의 토너 센서를 사용하는 현상기가 사용되는 전자사진 기록 시스템 본체의 변경 없이 그대로 사용될 수 있는 새로운 현상기를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 압전센서타입의 현상제 검출센서를 포토센서 타입으로 변경하여 저렴한 가격으로 제작될 수 있는 현상기를 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 현상제 보유 레벨 낮음과 현상제 없음의 레벨보다 정확히 검지하여 출력할 수 있는 현상제 검출 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 감광드럼에 형성된 정전잠상을 가시상으로 현상하는 전자사진 기록 시스템의 현상기에 있어서, 현상제를 저장하는 저장수단과, 상기 저장수단으로 부터의 현상제에 의해 상기 감광드럼에 형성된 정전잠상을 현상하는 현상수단과, 상기 저장수단의 하부로 부터 소정의 높이에 위치된 측면으로부터 빛을 발생하는 발광수단과, 상기 저장수단의 외부에 위치되어 상기 발생되는 빛의 수광량에 대응하여 상기 저장수단내의 현상제의 유무 대응신호를 출력하는 수광소자를 포함하는 현상제 유무 검출 수단과, 상기 저장수단안에 저장된 상기 현상제를 상기 현상수단으로 이송시킴과 동시에 상기 발광수단의 발광면과 수광소자의 수광면을 상기 이송 주기에 동기하여 닦는 에지테이터수단과, 상기 현상제 유무 검출 수단으로 부터 출력되는 현상제 유무 대응신호를 미리 설정된 값과 비교하여 현상제의 레벨을 판단하는 판단수단으로 구성함을 특징으로한다.

이하 본 발명에 따른 실시예는 첨부된 도면들에 의해 상세히 설명되어 질 것이다.

제4도는 본 발명에 따른 현상제 검출 센서가 설치된 현상기(50)의 사시도이다. 그리고, 제5도는 제4도에 도시된 현상제 검출 센서의 동작의 이해를 돕기위한 현상기(50)의 일부분의 단면도이다. 제6도는 본 발명에 따른 현상기(50)의 하우징에 현상제 유무를 검출하기 위한 현상제 검출 센서로서 포토 센서가 이용됨을 나타냄과 동시에 하우징에 포토센서가 설치된 요부 단면도이다. 상기한 제4도 내지 제6도를 참조하여 본 발명에 따른 현상기의 구성을 설명하면 하기와 같다.

현상기(50)는 현상제(30)를 저장할 수 있도록한 호퍼(20)를 구비하고 있다. 상기 호퍼(20)의 일측벽에는 광원을 투과할 수 있는 투과창(40)이 설치되어 있으며, 상기 투과창(40)으로 부터 소정의 거리의 간격으로 이격된 위치에는 광원을 수광할 수 있는 투명 합성수지로되어 상부로 돌출된 수광창(38)이 형성되어 있다.

상기 발광창(40)의 외부에는 제6도에 도시된 바와 같이 전기신호의 입력에 대응된 빛을 발광하는 2개의 발광소자(116a, 116b)가 내장되어 있다. 그리고, 상기 투과창(40)에 대응되어 이격 형성된 수광창(38)의 내부에는 광원의 수광에 응답하여 전기적 신호로 변환하는 2개의 포토다이오드 혹은 포토 트랜지스터등의 수광소자(120a, 120b)가 내장되어 있다. 상기 발광소자(116a, 116b)와 수광소자(120a)(120b)들 각각은 평행한 위치에 고정되도록 설치된다. 상기에서 투과창(40)의 외부에 위치된 1개의 발광소자(116a)와 수광창(38)의 내부에서 상기의 발광소자(116a)와 평행하게 위치된 1개의 수광소자로 이루어진 1쌍이 포토센서이다. 따라서 본 발명은 2쌍의 포토센서가 사용되었음을 알 수 있다.

상기와 같은 투과창(40)과 수광창(38)이 하부측에 형성된 호퍼(20)의 양측벽에는 저장된 현상제(30)을 개구측(24A)으로 공급하기 위한 에지테이터(28)의 회전측(29)이 끼워져 있다. 상기 에지테이터(28)의 회전축(29)의 상, 하측에는 소정의 두께를 가지고 사각형의 통공이 형성된 교반날개(31)가 각각 이격되여 형성되여 있다. 그리고, 상기 투과창(40)과 수광창(38)의 사이에 위치되는 에지테이터(28)의 교반날개(31)에는 합성 수지등의 고무 성분으로된 블레이드(44)가 부착되어 있다. 상기와 같이 구성된 에지테이터(28)가 회전축(29)을 중심으로 회전되면, 호퍼(20)내에 채워진 현상제(30)는 현상 롤러(24)가 위치되는 개구부(24A)측으로 공급됨과 동시에 상기 블레이드(44)의 회전에 의해 투과창(40)과 수광창(38)의 내측창들에 부착된 현상제(30)가 닦아지게된다.

상기의 구성에서 알 수 있드시 본 발명은 두개의 포토센서를 사용하되 에지테이터(28)의 교반날개(31)에 부착된 블레이드(44)가 하나의 포토센서를 차단하고 있는 동안은 다른 하나의 포토센서는 오픈되게 두개의 포토센서의 배치를 이격하여 설치하였음을 알 수 있다. 제5도를 참조하면, 두개의 포토센서와 블레이드(44)의 위치관계를 정확이 알 수 있을 것이다. 제5도에서, 두개의 포토센서중 에지테이터(28)의 회전방향(시계방향)을 기준으로 하였을때 상류(upstream)에 위치한 포토센서를 42a, 하류(downstream)에 위치한 것을 42b, 상기포토센서(42a, 42b)의 사이의 이격 거리(1)을 10㎜라 가정한 상태하면, 블레이드(44)가 포토센서(42a)를 차단하였을 때는 포토센서(42b)는 오푼이되고, 계속 회전하여서 포토센서(42b)를 차단할 때는 포토센서(42a)가 오푼됨을 알 수 있다. 여기서, 포토센서(42a)는 발광소자(116a)와 수광소자(120a)들로 구성된 1쌍의 구성을 의미하며, 포토센서(42b)는 발광소자(116b)와 수광소자(120b)들로 구성된 또다른 1쌍의 구성을 의미한다.

상기와 같이 2쌍의 포토센서가 설치된 현상기(50)내에 저장된 현상제(30)의 보유레벨을 검출하는 동작을 제7A도 및 제7B도의 도면을 참조하여 설명한다.

지금, 현상기(50)의 회전축(29)에 현상제(30)가 충만된 상태에서 에지테이터(28)가 회전축(29)을 중심으로 회전하게 되면 교반날개(31)가 동시에 회전되어진다. 따라서 상기 에지테이터(28)가 회전되면 상기 호퍼(20)의 내부에 충만되게 저장된 현상제(30)는 개구부(24A)측을 통하여 현상롤러(24)로 공급된다. 상기 에지테이터(28)가 연속하여 정속회전되면 호퍼(20)내에 충만된 현상제(30)의 응집이 방지된다. 또한 상기 에지테이터(28)의 일측 교반날개(31)에 부착된 블레이드(44)가 호퍼(20)의 측벽에 설치된 투과창(40)과 상기 투광창이 이격되어 형성된 수광창(38)의 사이를 통과하여 상기 두 창의 벽을 닦더라도 충만된 현상제(30)가 즉시 보충이 되어 채워지게 된다.

따라서 상기 투과창(40)의 내부에 설치된 두개의 발광소자(116a, 116b)로부터 발광되는 빛은 상기 투과창(40)을 통과하나 호퍼(20)내에 충만된 현상제(30)에 의해 곧 차단되어진다. 따라서 호퍼(20)내의 현상제(30)의 보유 레벨이 레벨1(L1) 보다 높게 되어 있으면 수광창(38)의 내부에 설치된 수광소자(120a)(120b)들은 빛을 수광하지 못하게 된다. 상기 수광소자(120a)(120b)들 각각이 빛을 수광하지 못하였을 때 논리 하이출력하고, 수광되는 빛에 응답하여 논리 로우을 출력한다 가정하면 모두 논리 하이를 출력하게됨을 알 수 있다. 그러므로, 상기 두개의 수광소자(120a)(120b)들의 출력을 뒤에 설명되는 감지신호 전송회로의 구성에 의해 논리합하고, 논리합된 결과을 반전하여 전술한 바와같은 시퀀스로서 현상제(30)의 유무를 판단하는 중앙처리장치의 입력으로 제공하면 상기 중앙처리장치는 호퍼(20)내에 현상제가 충만한 상태로 판단할 수 있다.

상기와 같이 현상기(50)가 작동하여 호퍼(20)내에 충만되게 저장된 현상제(30)가 점점 소모가 되어 현상제(30)의 보유 레벨이 낮아지면 투과창(40)의 외측에 위치되어 상시 발광되는 발광소자(116a, 116b)로부터 발광되어지는 빛이 수광창(38)의 내부에 위치된 수광소자(120a, 120b)로 전달되는 확율이 하기의 게이스와 같이 증가되어 질 것이다.

[게이스 1]

호퍼(20)내의 에지테이터(28)가 연속회전되여 현상제(30)의 보유 레벨이 제7a도, 제7b도에 도시된 레벨1(L1)보다 낮고 레벨2(L2) 보다는 높은 상태에서 블레이드(44)가 제7b도와 같이 수광창(38)의 포토센서(42b)의 광을 차단하는 상태라면, 포토센서(42a)의 광로는 오푼되어진다. 따라서 수광창(38)내의 수광소자(120a)는 투과창(40)의 발광소자(116a)로부터 전송되는 광을 수광하여 이에 대응된 논리신호를 출력한다. 이후, 에지테이터(28)의 연속된 회전에 의해 블레이드(44)가 제7A도와 같이 포토센서(42a)의 광로를 차단하는 상태라면, 수광창(38)내의 2개의 수광소자(120a)(120b)들은 현상제(30)가 정상상태로 있다는 상태의 현상제 검출 신호를 출력하게 될 것이다. 왜야하면, 포토센서(42b)의 광로는 호퍼(20)내부에서 레벨2(L2) 보다 높게 보유된 현상제(30)에 의해 차단된 상태이기 때문이다. 따라서 호퍼(20)내에 보유된 현상제(30)의 레벨이 제7a도, 제7b도의 레벨1(L1) 보다 낮고, 레벨2 (L2) 보다 높게 있는 겨우에는 블레이드(44)에 의해 투과창(40)과 수광창(38)이 닦어진 후에 포토센서(42a)에 의해 감지되는 신호만이 중앙처리장치로 전송됨을 알 수 있다. 그러나 현상제(30)의 레벨을 충분히 불규칙한 레벨을 띨 특성을 가짐으로 후술하는 회로들에 의해 두개의 포토센서(42a)(42b)의 출력을 논리합하여 중앙처리장치로 전송한다. 그러므로, 전술한 바와 같이 토너센서의 출력을 10msec의 주기로 일정시간(T) 동안 읽어 현상제의 보유 레벨을 체크하는 중앙처리장치의 입력단자로 공급되는 하이펄스의 값이 발생된다. 이때 중앙처리장치는 전술한 바와 같은 현상제 보유 레벨 결정 알고리즘을 수행하여 일정시간(T) 동안 발생된 하이 펄스의 값을 분석하여 호퍼(20)내에 저장된 현상제(30)의 보유레벨을 판단하게 된다. 예를들면, 일정시간(T) 동안 감지된 하이 펄스의 값에 의해 현상제 보유레벨 낮음등을 결정하게 된다.

[게이스 2]

만약, 호퍼(20)내의 현상제(30)의 보유 레벨이 제7a도, 제7b도에 도시된 레벨2(L2) 보다 낮은 상태에서 블레이드(44)가 제7A도와 같이 수광창(38)의 포토센서(42a)의 광을 차단하는 상태라면, 포토센서(42b)의 광로는 오푼되어진다. 따라서 수광창(38)내의 수광소자(120b)는 투과창(40)의 발광소자(116b)로부터 전송되는 광을 수광하여 이에 대응된 감지논리신호를 출력한다. 이후, 에지테이터(28)의 연속된 회전에 의해 블레이드(44)가 제7a도와 같이 포토센서(42b)의 광로를 차단하는 상태라면, 수광창(38)내의 2개의 수광소자(120a)는 투과창(40)의 발광소자(116a)로부터 전송되는 광을 수광하여 이에 대응된 감지논리신호를 출력한다. 따라서 호퍼(20)내에 포유된 현상제(30)의 레벨이 제7a도, 제7b도의 레벨2(L2) 보다 낮게 있는 경우에는 블레이드(44)에 의해 투과창(40)과 수광창(38)이 닦어진 후에 포토센서(42a)(42b)로부터 출력되는 감지 논리 신호가 후술하는 회로에 의해 논리합되어 중앙처리장치로 전송됨을 알 수 있다. 그러므로, 전술한 바와 같이 토너센서의 출력을 10msec의 주기로 일정시간(T) 동안 읽어 현상제의 보유 레벨을 체크하는 중앙처리장치의 입력단자로 공급되는 하이 펄스의 값은 증가된다. 이때 중앙처리장치는 일정시간(T) 동안에 증가된을 분석하여 호퍼(20)내에 저장된 현상제(30)의 보유 레벨이 없음을 판단할 수 있다.

제8도는 전술한 제4도와 같은 본 발명의 실시예의 에지테이터(28)에 블레이드를 복수개 부착한 또다른 실시예로서, 호퍼(20)내에 저장된 현상제(30)가 매우 적은 경우 보다 안정된 감지신호를 얻기위한 강구된 것이다. 이의 구성은, 제4도에서 전술한 에지테이터(28)의 축(29)을 중심으로 교반날개(31)를 세곳에 형성하고, 각각의 교반날개(31)에 블레이드(44)(46)(56)를 더 부착하여 설치한 것임을 알 수 있다. 제8도의 구성에 따른 동작을 하기와 같다.

제4도 및 제7도에서 설명된 바와 같이 에지테이터(28)의 교반날개(31)에 하나의 블레이드(44)만이 부착된 구조에서 호퍼(20)내의 현상제(30)보유 레벨이 레벨1(L1) 보다는 낮고 레벨2(L2) 보다 높은 경우에는 하기와 같은 원인에 의해 에러가 발생될 수 있다.

블레이드(44)가 전술한 바와 같은 동작에 의해 회전되어 투과창(40)과 수광창(38)의 대향면을 닦으면, 투과창(40)과 수광창(38)의 사이의 광로는 전술한 바와 같이 오푼되어 진다. 이때 수광창(38)의 내부에 위치된 수광소자(120a)는 투과창(40)내의 발광소자(116a)로부터 전송되는 빛은 수광하여 이에 대응된 현상제 감지신호를 출력한다. 예를들면, 논리 하이의 현상제 감지신호를 출력한다. 상기와 같은 상태에서 에지테이터(28)의 회전에 의해 블레이드(44)의 위치가 약 200°정도 회전되면, 상기 블레이드(44)의 평면에 퍼 얹혀진 현상제(30)가 다시 하부측으로 쏟아져 투과창(40) 및 수광창(38)의 표면에 달라 붙는다. 이때 현상제(30)가 탄소가루등과 같은 성분을 가짐으로 투과창(40)과 수광창(38)간의 광로가 차단되며, 상기 광로의 차단에 의해 수광창(38)의 내부의 수광소자(120a)는 논리적으로 로우상태로 출력된다. 이와 같은 동작에 의해 실질적으로 현상제(30)의 보유 레벨이 낮은 레벨이거나 거의 없는 상태임에도 불구하고, 포토센서의 수광소자(120a)는 현상제가 정상임을 나타내는 감지신호를 출력하는 에러가 발생된다. 즉, 따라서 현상제가 적은 경우에도 돌발적으로(블레이드에 퍼 얹혀진 형태에 따라) 불안정한 신호가 발생할 수 있다.

그러나, 제8도와 같이 에지테이터(28)의 교반날개(31)의 수를 증가 시키어 투과창(40) 및 수광창(38)을 닦기 위한 블레이드를 적어도 2개 이상 부착 설치하면, 상기와 같은 에러를 방지할 수 있다. 제8도에서, 블레이드(46)과 (56)이 추가 설치된 블레이드이다. 이와 같이 적어도 2개 이상의 블레이드를 설치한 상태에서, 하나의 블레이드가 호퍼(20)에 남아 있는 현상제(30)를 퍼가고 다시 쏟아 붓는 동작의 주기가 짧아짐으로서 이러한 돌발적인, 불연속적인 감지 신호의 발생을 방지할 수 있다.

제9도는 제4도와 같은 구성을 가지는 현상기(50)에서 포토센서(42a, 42b)의 감지신호를 최적상태로 중앙처리장치로 전송하는 전자사진 기록 시스템의 일부분의 회로 블럭도를 도시한다. 제9도에서 참조번호 100와 102는 전술한 투과창(40)의 내부에 위치되는 발광소자(116a)와 (116b)를 각각 포함하여 가지는 제1,제2발광부들이다. 참조번호 104와 106은 전술한 수광창(38)의 내부에 위치되어진 수광소자(120a)(120b)들 각각 포함하며, 상기 발광소자(116a)(116b)로부터 발광되는 빛의 수광에 대응된 감지신호(DS1)(DS2)를 출력하는 제1,제2수광부들이다. 상기에서 미설명된 저항(114)와 (118)은 바이어스 공급용 저항이며 발광소자(116a)(116b)는 발광다이오드, 수광소자(120a)(120b)는 포토트랜지스터로 도시됨을 나타내었다. 여기서, 저항(122)(124) 및 트랜지스터(126)으로 구성된 부분은 인버터로서 포토트랜지스터(120a)(120b)의 출력을 반전하기 위함이다. 그리고, 참조번호 108은 제1,제2수광부(104)(106)으로부터 출력되는 감지신호(DS1)(DS2)를 논리합하여 중앙처리장치(110)으로 전송하는 신호 전송부이다. 중앙처리장치(110)는 전술한 바와 같은 현상제 보유 레벨 결정 알고리즘을 수행하여 입력되는 신호를 분석하여 현상제의 보유 레벨을 결정 판단하고, 상기 판단된 상태에 대응된 메세지를 표시기(도시하지 않았음)으로 전송하여 이를 사용자에게 알리는 기능도 아울러 포함한다.

상기와 같이 구성된 신호 전송회로의 동작을 전술한 매카니즘을 참조하여 설명한다.

지금, 전원이 공급되면 발광소자(116a)(116b)들은 바이어스 저항(114)을 통하여 입력되는 전원의 입력에 응답하여 상시 발광한다. 이때 현상기(50)의 호퍼(20)의 내부에 저장된 현상제(30)의 보유 레벨이 전술한 게이스2와 같은 경우라면, 발광소자(116a)와 수광소자(120a) 간의 광로(P1)는 블레이드(44)에 의해 차단되어 지고, 발광소자(116b)와 수광소자(120b) 간의 광로(P2)는 현상제(30)에 의해 차단된다. 따라서 수광소자(120a)(120b)들은 오프되어진 상태에 있게되고, 이에 접속된 트랜지스터(126)들은 온 스위칭되어 논리 로우의 신호를 현상제(30)의 보유 레벨 감지신호(DS1)(DS2)를 신호 전송부(108)로 출력한다.

블레이드(44)의 위치가 제7b도와 같은 위치로 이동되면, 발광소자(116a)와 수광소자(120a) 간의 광로(P1)만이 오푼되어짐으로써 수광소자(120a)는 온스위칭된다. 따라서 상기 수광소자(120a)에 접속된 스위칭 트랜지스터(126)이 오프스위칭되어 논리 하이 상태의 현상제 감지신호(DS1)을 신호전송부(108)로 전송한다.

신호 전송부(108)은 상기와 같은 동작에 의해 감지되는 감지신호(DS1)(DS2)를 논리합하여 중앙처리장치(110)로 전송한다. 이와같은 신호 전송부(108)는 단일의 논리합 게이트로 구성될 수 있으며, 후술하는 여러 실시예들중 하나가 유용하게 사용될 것이다. 이때 상기 중앙처리장치(110)는 일정시간(T) 동안 10msec의 주기로 신호 전송부(108)로부터 전송되는 하이 펄스의 갯수를 카운팅하고, 그 값을 미리 예정된 값과 비교하여 현재의 현상제 보유 레벨을 결정하고, 이에 대응된 표시 메세지를 출력한다.

만약, 호퍼(20)내의 현상제(30)의 보유 레벨이 전술한 게이스 2와 같은 경우라면, 제9도에 도시된 광로(P1)과 (P2) 각각은 에지테이터(28)의 회전에 의한 블레이드(44)의 위치 이동에 따라 교대로 차단, 오푼되어 질 것이다. 따라서, 제1,제2수광부(104)(106)들로 부터는 교대로 논리 하이의 현상제 감지신호(DS1)(DS2)가 출력되며, 이는 입력신호를 논리 합하여 중앙처리장치(110)로 공급하는 신호전송부(108)로 입력된다. 그로므로, 호퍼(20)내의 현상제(30)의 보유 레벨이 전술한 게이스 2와 같은 경우라면, 중앙처리장치(110)로는 현상제(30)의 보유 레벨이 낮은 레벨 낮거나 없을 때 발생되는 논리 하이 신호가 계속하여 입력됨을 알 수 있다. 이때 중앙처리장치(110)가 일정시간(T) 동안 매 10msec주기로 신호 전송부(108)의 출력을 읽어 일정시간(T)동안에 입력된 하이상태의 총합의 값을 미리 예정된 값과 비교하여 현상제 없음을 표시할 수 있다.

제10a도, 제10b도 및 제10c도들은 제9도에 도시된 제1,2수광부(104)(106)의 또다른 실시예들의 회로도이다. 제10a도와 제10b도는 스위칭 트랜지스터(126)를 포함하는 인버터의 구성을 기준전압(Vref)이 설정된 비교기(130)와, 파형 정형 기능을 가지는 슈미트 트리거 인버터(132)의 구성으로 대치한 구성을 도시하고 있다. 이와 같은 구성에 의해 수광소자(120)의 출력에 대응한 논리 출력을 보다 정확히 발생시킬 수 있다. 제10C도는 포토트랜지스터로 구성된 수광소자(120)의 낮은 전류 구동 능력을 보상하기 위하여 포토트랜지스터의 수광소자(120)에 트랜지스터(134)를 다링톤 접속한 일예를 나타내고 있다. 이러한 또다른 실시예의 상세한 동작은 전술한 제9도의 실시예의 범주를 벗어나지 않는다.

제11a도, 제11b도 및 제11c도는 제9도에 도시된 신호 전송부(108)의 또다른 실시예들이다. 제11a도는 오푼 콜렉터 타입의 버퍼(136)(138)들을 이용한 와이어드 오아(Wired OR)에 의해 구성한 예이다. 이러한 구성에 의해 제1,제2수광부(104)(106)들로부터 출력되는 감지신호들(DS1)(DS2)의 레벨에 대응하여 보다 정확한 논리 신호를 중앙처리장치(110)로 전송할 수 있다. 제11b도는 제1,제2수광부(104)(106)들 각각이 전원전압(Vcc)와 그라운드 사이에 바아어스 저항(118)과 포토트랜지스터의 수광소자(120)만을 이용하여 현상제 감지신호들(DS1)(DS2)를 발생시키는 경우 유용하게 사용될 수 있는 실시예이다. 제11b도는 단일의 포토트랜지스터의 콜렉터로 부터 출력되는 현상제 감지신호(DS1)(DS2)들을 트랜지스터(150) 및 다수의 저항(142,144,148)과 캐피시터(146,152)를 포함하는 통상의 전류 증폭회로로서 전류증폭하여 중앙처리장치(110)로 공급하는 실시예의 구성이다. 제11c도는 제1,제2수광부(104)(106)으로부터 출력되는 현상제 감지신호(DS1)(DS2)를 기준전압(Vref2)이 설정된 비교기(158)의 비교 전압으로 공급하여 현상제 감지신호(DS1)(DS2)의 레벨이 미리 설정된 기준전압(Vref2)의 레벨을 초과시에만 중앙처리장치(110)로 현상제 없음을 나타내는 논리 하이신호를 전송케하여 수광소자(120)의 출력에 대응한 논리 출력을 보다 정확히 발생시킬 수 있다.

본원 발명자들은 상기한 바와 같이 두개의 포토센서와 논리합을 만드는 신호발생부(108)까지를 현상기(50)에 구성한 다음 압전센서 타입의 토너 센서를 채택하는 기존의 전자사진 기록 시스템의 본체에 장착 시험하여 하기 표2와 같은 결과를 얻었다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 구조를 가지는 현상기는 압전 센서 타입의 토너 검출센서를 이용하는 현상기를 채용하는 기존 전자사진 기록 시스템의 매카니즘, 현상제 레벨 판단 알고리즘 및 그 이외의 하드웨어의 변경이 없이 그대로 사용할 수 있어 런닝 체인지가 용이하고, 현상기를 저렴한 가격으로 구성할 수 있다.

Claims (6)

1. 감광드럼에 형성된 정전잠상을 가시상으로 현상하여 기록하는 전자사진 기록 시스템의 현상기에 있어서. 현상제를 저장하는 저장수단과, 상기 저장수단으로 부터의 현상제에 의해 상기 감광드럼에 형성된 정전잠상을 현상하는 현상수단과, 상기 저장수단의 하부로 부터 소정의 높이에 위치된 측면으로부터 빛을 발생하는 제1,제2발광수단과, 상기 저장수단의 외부에 위치되어 상기 발생되는 빛의 수광량에 대응하여 상기 저장수단내의 현상제의 유무 제1,제2 대응신호를 출력하는 제1,제2수광소자를 포함하는 현상제 유무 검출 수단과, 상기 저장수단안에 저장된 상기 현상제를 상기 현상수단으로 이송시킴과 동시에 상기 발광수단의 발광면과 수광소자의 수광면을 상기 이송 주기에 동기하여 닦는 에지테이터수단과, 상기 현상제 유무 검출 수단으로 부터 출력되는 현상제 유무 제1,제2대응신호를 논리합하여된 신호를 일정시간 동안 카운팅한 값과 미리 설정된 값을 비교하여 현상제의 레벨을 판단하는 판단수단으로 구성함을 특징으로하는 현상기의 현상제 검출장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 에지테이터수단은, 상기 저장수단의 양측 사이에 끼어진 회전수단에 형성되어 상기 현상제를 상기 현상수단측으로 이송하는 이송수단과, 상기 이송수단에 부착되어 상기 발광면과 수광면을 에지테이터의 주기에 대응하여 클리닝하는 창 닦기 수단으로 구성함을 특징으로하는 현상제 검출장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1,제2발광수단은 상기 저장수단의 일측면에 형성된 투과창의 외부에 위치되며, 상기 제1,제2수광수단은 상기 저장수단의 내부에서 상부로 돌출된 수광창의 내부에 위치됨을 특징으로하는 현상제 검출장치,
4. 제1항에 있어서, 상기 에지테이터수단은, 상기 저장수단의 양측 사이에 끼어진 회전수단에 이격 형성되어 상기 현상제를 상기 현상수단측으로 이송하는 하나 이상의 교반날개와, 상기 교반날개에 부착되어 상기 투과창과 수광창을 에지테이터의 주기에 대응하여 닦아주는 블레이드로 구성함을 특징으로 하는 현상제 검출장치.
5. 감광드럼에 형성된 정전잠상을 가시상으로 현상하여 기록하는 전자사진 기록 시스템의 현상기에 있어서, 제1레벨의 높이와 제2레벨의 높이의 위치에서 외부로부터 발생되는 적어도 하나 이상의 광원을 내부로 투과하는 투과창을 가지고, 현상제를 저장하는 저장수단과, 상기 저장수단으로 부터의 현상제에 의해 상기 감광드럼에 형성된 정전잠상을 현상하는 현상수단과, 상기 저장수단안에 저장된 상기 현상제를 상기 현상수단으로 이송시키는 에지테이터수단과, 상기 저장수단내에서 돌출되어 있으며, 상기 투과창을 통하여 전달되는 광원을 통과 시키는 수광창과, 상기 에지테이터수단에 부착되어 상기 투과창과 수광창의 사이의 혼탁 광로를 에지테이터주기에 대응하여 클리닝하는 블레이드와, 상기 수광창의 내부에 위치되어 상기 제1레벨의 높이와 제2레벨의 높이의 위치에서 상기 닦어진 광로를 통하여 수광되는 광원의 수광에 응답하여 저장수단내의 현상제의 보유 레벨 대응신호를 논리합하여 출력하는 현상제 보유 레벨 검출 수단과, 상기 현상제 보유 레벨 검출 수단으로부터 출력되는 현상제 보유 레벨 대응 신호를 일정시간 카운팅한 값과 미리 설정된 값을 비교하여 현상제의 레벨을 판단하는 판단수단으로 구성함을 특징으로하는 현상기의 현상제 검출장치.
6. 감광드럼에 화상을 정전잠상으로 형성하는 화상 형성 수단과, 상기 화상 형성 수단에 의해 상기 감광드럼에 형성된 정전잠상을 가시상으로 형상하여 기록하는 전자사진 기록장치에 있어서, 상기 전자사진 기록장치의 본채에 장착 분리가 가능하며, 내부의 용기에서 소모되는 현상제의 유무를 상기 내부의 용기에 위치된 압전센서 타입의 센서 혹은 내부의 용기에서 소정의 거리로 이격되어 위치된 포토센서타입의 센서로 검출하는 소모성 부품인 현상기와, 상기 현상기내의 압전센서타입의 센서 혹은 포토센서 타입의 센서로부터 출력되는 신호를 일정 시간동안 카운팅하고, 상기 카운팅된 값과 미리 설정된 값을 비교하여 현상제의 유무를 판단하여 이 상태를 표시함을 특징으로 하는 전자사진 기록장치.