KR100341784B1 - 프린터의 토너잔량 검출방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인쇄데이터의 데이터량과 페이지 카운터를 사용하여 토너 사용량을 연산하고, 연산된 토너 사용량과 토너 카트리지내의 충진된 토너량을 비교함으로써, 토너의 잔류상태를 검출하도록 한 프린터의 토너잔량 검출방법에 관한 것이다.
본 발명의 특징은, 토너 카트리지내에 충진된 토너를 유색염료로 사용하며, 컴퓨터와 연계되어 컴퓨터로부터 전송된 인쇄데이터를 인쇄하는 프린터에 있어서: 토너 카트리지가 교체되었는가를 확인하고; 토너 카트리지가 교체되었으면 토너 카트리지에 충진된 총 토너량을 초기화시키며; 인쇄명령이 접수되면, 인쇄대기상태로 전환하고; 인쇄데이터를 저장하며; 저장된 인쇄데이터의 데이터량을 검출하고; 검출된 데이터량으로부터 토너 소모량을 연산하며; 연산된 토너 소모량을 현재까지 사용된 총 토너 소모량에 누적 연산하고; 연산된 총 토너 소모량과 토너 카트리지에 충진된 총 토너량을 비교하며; 비교결과, 토너 소모량이 총 토너량에 대하여 일정범위를 초과하면 토너가 부족한 것으로 판단하도록 한 점에 있다.
본 발명에 의하면, 별도의 센서(압전센서, 포토센서)를 사용하지 않고 페이지 카운터와 메모리에 저장된 데이터량을 이용하여 토너의 소모량을 계산함으로써, 토너의 보충 및 토너 카트리지의 교체시기를 용이하게 검출할 수 있는 이점이 있다.

Description

프린터의 토너잔량 검출방법{METHOD FOR DETECTING OF TONER RESIDUAL QUANTITY IN A LASER PRINTER}
본 발명은 프린터의 토너잔량 검출방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인쇄데이터의 데이터량과 페이지 카운터를 사용하여 토너 사용량을 연산하고, 연산된 토너 사용량과 토너 카트리지내의 충진된 토너량을 비교함으로써, 토너의 잔류상태를 검출하도록 한 프린터의 토너잔량 검출방법에 관한 것이다.
일반적으로, 사무자동화(OA: Office Automation)기기의 대표격인 프린터는 컴퓨터와 연계되어 컴퓨터에서 작성된 인쇄데이터, 이미지데이터 등을 인쇄하는 장치를 말한다. 프린터는 다수매의 용지를 적재해 두었다가 사용자의 인쇄명령에 따라 용지를 한 장씩 순차적으로 피딩시켜 프린터의 인쇄영역에 제공함으로써, 연속적인 인쇄작업을 수행할 수 있도록 한다. 프린터는 인쇄방식에 따라 크게 도트방식의 프린터와 잉크젯방식 프린터 및 레이저방식 프린터로 구분할 수 있다.
이중, 토너를 사용하는 레이저방식 프린터에서 토너 카트리지내에 잔류하는 토너의 잔량을 검출하여 적정한 시점에 토너를 보충하거나 교환하는 기술이 매우 중요한 부분으로 인식되면서, 토너의 잔량을 검출하는 다수의 방식이 제시되었다. 토너의 잔량을 검출하는 다수의 방식 중 널리 사용되는 방식으로는 잔류토너의 중량을 전류 혹은 전압값으로 변환하고 변환된 값에 따라 토너의 잔량을 검출하는 압전센서방식과, 토너 카트리지내에 광을 주사하고 광이 토너에 의해 반사되거나 도통되는 상태에 따라 토너의 잔량을 검출하는 포토센서방식이 주로 사용된다.
도 1에는 토너를 사용하는 레이저 프린터에 있어서, 압전센서를 이용한 종래의 토너잔량 검출장치를 나타내는 개략적 블럭도가 도시되어 있고, 도 2에는 포토센서를 이용한 종래의 토너잔량 검출장치를 나타내는 개략적 블럭도가 도시되어 있다.
먼저, 도 1을 참조하여 압전센서를 이용한 종래의 토너잔량 검출장치를 설명하면, 토너 카트리지내에 장착되어 토너의 중량을 감지하여 감지된 중량을 전류값 혹은 전압값으로 변환하여 출력하는 압전센서(101)와, 압전센서(101)에서 발생된 전류값 혹은 전압값을 소정비트수의 디지털화된 데이터로 변환하는 센서입력부(102)와, 센서입력부(102)에서 발생된 데이터를 입력받고 시스템 전체를 제어하는 중앙처리장치 및 회로제어부(103)로 구성되어, 토너 카트리지내에 토너가 "Full"인 경우와 "Empty"인 경우에 대응하는 토너의 중량을 압전센서(101)가 감지하여 그에 따른 신호를 센서입력부(102)로 출력하고, 그 신호를 입력받은 중앙처리장치 및 회로제어부(103)는 토너 카트리지내의 토너의 존재 유무를 판단하여 그에 따른 신호를 표시부(도시되지 않았음)에 출력하도록 구성되어 있다.
그러나, 이와 같은 압전센서를 이용한 종래의 토너잔량 검출장치는, 토너센서를 압전센서로 사용할 경우 압전센서의 가격이 고가이므로, 프린터의 제조원가가 상승되어 소비자에게 경제적인 부담을 제공하며, 신뢰성 측면에서 특정회사의 제품만이 사용되어 부품의 구입처가 제한되는 문제점이 발생한다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 저가의 포토센서를 사용하여 토너잔량을 검출하는 장치가 제시되었다. 도 2를 참조하여 포토센서를 이용한 종래의 토너잔량 검출장치를 설명하면, 애노드가 직렬 접속된 저항(R1)을 거쳐 전원전압(Vcc)에 접속되고 캐소드가 접지되어 빛을 발광하는 포토 다이오드(PD)와, 베이스단자가 포토 다이오드(PD)에서 발광되는 빛을 수광하고 컬렉터단자인 노드 "A"가 직렬 접속된 저항(R2)을 거쳐 전원전압에 접속되며 이미터단자가 접지되는 포토 트랜지스터(PT)와, 베이스단자가 직렬 접속된 저항(R3)을 거쳐 포토 트랜지스터(PT)의 컬렉터단자인 노드 "A"에 접속되고 컬렉터단자인 노드 "B"가 직렬 연결된 저항(R4)을 거쳐 전원전압(Vcc)에 접속되며 이미터단자가 접지되는 트랜지스터(TR)로 구성된다.
여기서, 포토센서(104)는 빛을 발광하는 포토 다이오드(PD)와, 포토 다이오드(PD)에서 발광되는 빛을 수광하는 포토 트랜지스터(PT)로 구성한다.
이와 같은 구성에 있어서, 포토센서를 이용한 종래의 토너잔량 검출장치는, 현상기내에서 서로 마주보도록 설치된 포토 다이오드(PD)와 포토 트랜지스터(PT)의 사이에 토너가 충진되며, 포토 다이오드(PD)는 항상 전류가 흘러 빛을 발광한다.
그러므로, 토너가 있으면 포토 다이오드(PD)에서 발광되는 빛이 포토 트랜지스터(PT)의 베이스단자에 인가되는 것이 차단되어 포토 트랜지스터(PT)가 턴-오프된다.
따라서, 노드 "A"의 전위는 "하이"레벨이 되고, "하이"레벨의 전위가 저항(R3)을 거쳐 트랜지스터(TR)의 베이스단자로 공급됨에 따라 트랜지스터(TR)는턴-온되어 토너잔량 검출장치의 출력단자인 노드 "B"의 전위는 반전되어 "로우"레벨이 된다.
만약, 토너가 없으면 포토 다이오드(PD)에서 발광되는 빛이 포토 트랜지스터(PT)의 베이스단자에 인가되어 포토 트랜지스터(PT)를 턴-온시킨다.
따라서, 포토 트랜지스터(PT)의 컬렉터단자인 노드 "A"의 전위는 "로우"레벨이 되고, "로우"레벨의 전위가 저항(R3)을 거쳐 트랜지스터(TR)의 베이스단자로 공급됨에 따라 트랜지스터(TR)는 턴-오프되어 컬렉터단자인 노드 "B"의 전위는 "하이"레벨이 된다.
즉, 토너잔량 검출장치의 출력단자인 노드 "B"의 전위가 "로우"레벨이면 토너 카트리지내에 토너가 존재한다는 것을 나타내며, 노드 "B"의 전위가 "하이"레벨이면 토너 카트리지내에 토너가 존재하지 않는다는 것을 나타낸다.
그런데, 이와 같은 종래의 토너잔량 검출장치에 의하면 다음과 같은 문제점(들)이 발생한다.
즉, 압전센서를 이용한 토너잔량 검출장치의 경우, 앞서 언급한 바와 같이, 압전센서의 가격이 고가이므로, 프린터의 제조원가가 상승되어 소비자에게 경제적인 부담을 제공하며, 신뢰성 측면에서 특정회사의 제품만이 사용되어 부품의 구입처가 제한된다.
또한, 포토센서를 이용한 토너잔량 검출장치의 경우, 포토센서가 압전센서보다 저가이기는 하지만 소정의 추가 비용이 발생되며, 각 센서에 의해 검출되는 토너잔량의 오차가 매우 커서 정확한 토너잔량을 감지하기 난해하다. 따라서, 사용자는 토너잔량 감지장치를 사용하면서도 인쇄되는 출력물의 인쇄상태를 육안으로 최종 확인하여 토너의 보충 및 토너 카트리지의 교체시기를 판단하게 된다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점(들)을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 별도의 센서(압전센서, 포토센서)를 사용하지 않고 페이지 카운터와 메모리에 저장된 데이터량을 이용하여 토너의 소모량을 계산함으로써, 토너의 보충 및 토너 카트리지의 교체시기를 용이하게 검출할 수 있도록 한 프린터의 토너잔량 검출방법을 제공함에 있다.
이에 따라, 별도의 센서를 장착하지 않기 때문에 부가적인 경비가 발생하지 않고, 프린터의 가격경쟁력이 향상된다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 페이지 카운터와 메모리에 저장된 데이터량을 이용하여 토너의 소모량을 계산하고, 계산된 소모량을 현재까지 사용된 총 토너 소모량에 누적 연산함으로써, 누적 연산된 총 토너 소모량이 토너 카트리지내에 충진된 토너량의 일정범위 이상일 때 토너의 보충 및 토너 카트리지의 교체요구를 표시하도록 함으로써, 보다 정확하고 신뢰성이 있는 검출결과를 획득할 수 있도록 한 프린터의 토너잔량 검출방법을 제공함에 있다.
도 1은 토너를 사용하는 레이저 프린터에 있어서, 압전센서를 이용한 종래의 토너잔량 검출장치를 나타내는 개략적 블럭도이고,
도 2는 토너를 사용하는 레이저 프린터에 있어서, 포토센서를 이용한 종래의 토너잔량 검출장치를 나타내는 개략적 블럭도이며,
도 3은 본 발명에 적용된 프린터의 개략적 블럭도이고,
도 4에는 본 발명에 의한 프린터의 토너잔량 검출방법의 수행과정을 나타내는 동작흐름도이다.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
201: 중앙처리장치 202: 메모리
203: 조작패널 204: 엔진 컨트롤러
205: 프린터엔진 206: 병렬포트
이와 같은 목적(들)을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 토너 카트리지내에 충진된 토너를 유색염료로 사용하며, 컴퓨터와 연계되어 컴퓨터로부터 전송된 인쇄데이터를 인쇄하는 프린터에 있어서: 토너 카트리지가 교체되었는가를 확인하고; 토너 카트리지가 교체되었으면 토너 카트리지에 충진된 총 토너량을 초기화시키며; 인쇄명령이 접수되면, 인쇄대기상태로 전환하고; 인쇄데이터를 저장하며; 저장된 인쇄데이터의 데이터량을 검출하고; 검출된 데이터량으로부터 토너 소모량을 연산하며; 연산된 토너 소모량을 현재까지 사용된 총 토너 소모량에 누적 연산하고; 연산된 총 토너 소모량과 토너 카트리지에 충진된 총 토너량을 비교하며; 비교결과, 토너 소모량이 총 토너량에 대하여 일정범위를 초과하면 토너가 부족한 것으로 판단하도록 한 점에 있다.
여기서, 한 페이지에 대한 블랙데이터를 인쇄하는 경우에 소모되는 토너 소모량이 기 저장되며, 토너 소모량은 블랙데이터 대비 1%의 토너 소모량과 현재 인쇄하고자 하는 인쇄데이터량을 승산하여 얻어진다.
또한, 토너 카트리지에 부착된 휴즈의 단락여부로 토너 카트리지의 교체여부를 확인한다.
이때, 일정범위는 총 토너량에 대하여 90%인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예(들)에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로표기되었음에 유의하여야 한다. 또한, 하기의 설명에서는 구체적인 회로의 구성소자 등과 같은 많은 특정사항들이 도시되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 3에는 본 발명에 적용된 프린터의 개략적 블럭도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명에 의한 프린터의 토너잔량 검출방법의 수행과정을 나타내는 동작흐름도가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 중앙처리장치(201)는 소정의 프로그램에 따라 프린터내의 각 구성부를 전반적으로 제어한다. 특히, 중앙처리장치(201)는 토너 카트리지의 교체시점을 인식하여 토너 카트리지에 의해 계수되는 페이지 카운팅값과 메모리(202)에 저장된 인쇄데이터의 데이터량을 이용하여 토너 소모량을 연산하고, 연산된 토너 소모량을 현재까지 사용된 토너 소모량에 누적 연산함으로써, 총 토너 소모량을 연산한다.
메모리(202)는 프로그램데이터와 컴퓨터의 응용프로그램에서 작성된 인쇄데이터 및 기타 각종 데이터가 저장되며, 특히, 한 페이지에 대한 블랙데이터(한 페이지 전체가 블랙패턴으로 인쇄된 상태)인 경우의 토너 소모량이 저장되고, 블랙데이터에 대비되는 인쇄하고자 하는 인쇄데이터의 데이터량에 대응하는 토너 소모량을 연산하기 위한 연산프로그램이 저장되며, 토너 카트리지내에 충진된 총 토너량이 저장된다.
조작패널(OPE: Operation Panel)(203)은 사용자가 각종 기능을 선택할 수 있도록 다수개의 기능키가 배열 장착되고, 프린터의 동작상태를 표시하는 표시창을 포함한다.
엔진 컨트롤러(Engine Controller)(204)는 메모리(202)에 저장된 인쇄데이터를 비트맵(Bit Map)데이터로 변환하여 프린터엔진(Print Engine)(205)에 전송함과 동시에 프린터엔진(205)의 각종 동작상태 및 개시시점과 전원공급상태 및 시점 등을 제어한다.
프린터엔진(205)은 엔진 컨트롤러(204)에서 변환된 비트맵데이터를 전송받아 인쇄문서상에 인쇄한다.
병렬포트(Parallel Port)(206)는 컴퓨터에 접속되어 컴퓨터와 프린터를 인터페이싱하며, 컴퓨터의 응용프로그램에서 작성된 인쇄데이터를 전송받아 메모리(202)에 저장한다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 동작에 대하여 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 메모리(202)에는 토너 카트리지내에 충진된 총 토너량이 저장되고, 한 페이지분량의 블랙데이터가 인쇄될 때의 토너 소모량이 저장되며, 실제 인쇄데이터의 데이터량에 대응하는 토너 소모량을 연산하기 위한 연산식이 저장된다. 예컨대, 한 페이지분량의 블랙데이터를 100%로 설정하고, 다수회의 실험을 거쳐 블랙데이터를 인쇄할 때 소모되는 토너 소모량이 480㎎이라고 검출되면, 이 값이 메모리(202)에 저장된다.
그리고, 실제 인쇄데이터가 블랙데이터에 대비하여 5%의 데이터량을 가질 때, 연산프로그램에 의해 연산된 토너 소모량은 24㎎이 된다.
토너 소모량을 연산하기 위한 연산식은 아래의 수학식 1과 같다.
이후, 사용자가 토너 카트리지(일부 제품에서는 현상기와 토너 카트리지가 일체화된 제품도 있음)를 교체하는 경우(S1), 중앙처리장치(201)는 토너 카트리지의 교체시점을 인식하고, 토너 카트리지를 제어하여 페이지 카운터를 초기화시킨다. 예컨대, 일부 제품에는 토너 카트리지(혹은 현상기)의 소정위치에 퓨즈가 부착되어 있고, 토너 카트리지(혹은 현상기)를 본체에 결합함에 따라 퓨즈와 대응되는 위치에 형성된 발열체에 의해 퓨즈가 단락되어 페이지 카운터가 초기화되도록 구성된다. 이에 따라, 중앙처리장치(201)는 메모리(202)에 저장된 총 토너 사용량을 초기화시킨다(S2).
이러한 과정을 통하여 초기화작업이 완료된 후, 사용자가 컴퓨터에서 작업한 인쇄데이터에 대한 인쇄작업을 선택하면(S3), 인쇄작업명령 및 인쇄데이터는 병렬포트(206)를 통하여 컴퓨터로부터 프린터의 중앙처리장치(201)에 전송된다.
중앙처리장치(201)는 컴퓨터로부터 전송된 인쇄작업명령에 대응하여 엔진 컨트롤러(204)를 제어하여 프린터엔진(205)을 구동 대기상태로 전환시킨다(S4). 또한, 중앙처리장치(201)는 컴퓨터로부터 전송된 인쇄데이터를 메모리(202)에 저장함과 동시에 메모리(202)에 저장되는 현재의 인쇄데이터량을 검출한다(S5).
이후, 중앙처리장치(201)는 수학식 1의 연산 프로그램을 이용하여 검출된 인쇄데이터량으로부터 토너 소모량을 연산하고(S6), 연산된 토너 소모량을 현재까지 저장된 총 토너 소모량에 누적 연산하며(S7), 연산된 총 토너 소모량을 메모리(202)에 저장한다. 또한, 중앙처리장치(201)는 메모리(202)에 저장된 총 토너 소모량과 총 토너량을 비교한다(S8).
이 단계 8(S8)에서 총 토너 소모량이 총 토너량의 일정범위 이하라고 판단되면, 중앙처리장치(201)는 정상적인 인쇄작업을 수행한다(S9).
만약, 위의 단계 8(S8)에서 총 토너 소모량이 총 토너량의 일정범위 이상이라고 판단되면, 중앙처리장치(201)는 조작패널(203)상의 표시부에 토너가 비었음을 나타내는 소정의 표시문자를 표시한다(S10).
여기서, 총 토너 소모량과 총 토너량을 비교하는 과정에서 일정범위의 오차값을 허용함으로써, 보다 안정된 토너잔량 검출결과를 얻을 수 있다. 이때, 일정범위는 프린터를 제조하는 과정에서 적당한 오차범위로 설정할 수 있으며, 대략 90%정도로 설정하는 것이 바람직하다.
따라서, 별도의 센서를 사용하지 않고도 토너 카트리지내에 잔류하는 토너의 잔량을 용이하게 검출할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예(들)에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예(들)에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
결국, 본 발명에 의한 프린터의 토너잔량 검출방법에 따르면 다음과 같은 이점이 발생한다.
즉, 별도의 센서(압전센서, 포토센서)를 사용하지 않고 페이지 카운터와 메모리에 저장된 데이터량을 이용하여 토너의 소모량을 계산함으로써, 토너의 보충 및 토너 카트리지의 교체시기를 용이하게 검출할 수 있다.
이에 따라, 별도의 센서를 장착하지 않기 때문에 부가적인 경비가 발생하지 않고, 프린터의 가격경쟁력이 향상된다.
또한, 페이지 카운터와 메모리에 저장된 데이터량을 이용하여 토너의 소모량을 계산하고, 계산된 소모량을 현재까지 사용된 총 토너 소모량에 누적 연산함으로써, 누적 연산된 총 토너 소모량이 토너 카트리지내에 충진된 토너량의 일정범위 이상일 때 토너의 보충 및 토너 카트리지의 교체요구를 표시하도록 함으로써, 보다 정확하고 신뢰성이 있는 검출결과를 획득할 수 있다.

Claims (4)

  1. 토너 카트리지내에 충진된 토너를 유색염료로 사용하며, 컴퓨터와 연계되어 상기 컴퓨터로부터 전송된 인쇄데이터를 인쇄하는 프린터에 있어서:
    상기 토너 카트리지가 교체되었는가를 확인하는 단계;
    상기 확인단계에서 상기 토너 카트리지가 교체되었으면 상기 토너 카트리지에 충진된 총 토너량을 초기화시키는 단계;
    인쇄명령이 접수되면, 인쇄대기상태로 전환하는 단계;
    상기 인쇄데이터를 저장하는 단계;
    저장된 상기 인쇄데이터의 데이터량을 검출하는 단계;
    검출된 상기 데이터량으로부터 토너 소모량을 연산하는 단계;
    연산된 상기 토너 소모량을 현재까지 사용된 총 토너 소모량에 누적 연산하는 단계;
    연산된 상기 총 토너 소모량과 상기 토너 카트리지에 충진된 상기 총 토너량을 비교하는 단계; 및
    상기 비교결과, 상기 토너 소모량이 상기 총 토너량에 대하여 일정범위를 초과하면 토너가 부족한 것으로 판단하는 단계를 포함하는 프린터의 토너잔량 검출방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    한 페이지에 대한 블랙데이터를 인쇄하는 경우에 소모되는 토너 소모량이 기 저장되며, 상기 토너 소모량은 상기 블랙데이터 대비 1%의 토너 소모량과 현재 인쇄하고자 하는 상기 인쇄데이터량을 승산하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 프린터의 토너잔량 검출방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 토너 카트리지가 교체되었는가를 확인하는 단계는,
    상기 토너 카트리지에 부착된 휴즈의 단락여부로 확인하도록 한 것을 특징으로 하는 프린터의 토너잔량 검출방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 일정범위는,
    상기 총 토너량에 대하여 90%인 것을 특징으로 하는 프린터의 토너잔량 검출방법.
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