KR100449726B1

KR100449726B1 - 화상형성장치의 토너소진 검출방법

Info

Publication number: KR100449726B1
Application number: KR10-2002-0032524A
Authority: KR
Inventors: 변승영; 심우정
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-06-11
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2004-09-22
Also published as: KR20030095022A; US20030228157A1; US6829443B2

Abstract

개시된 화상형성장치의 토너소진 검출방법은, 인쇄되는 화상의 화소수를 누적 카운트한 누적화소수(Qt)와 현상기에 수용된 토너량으로부터 산출된 기준화소수(Qr)를 비교하여 누적화소수(Qt)가 기준화소수(Qr)보다 큰 경우 토너로우신호를 발생시키는 제1단계와, 토너로우상태인 경우에 인쇄되는 화상의 농도와 설정된 기준농도(Dr)를 비교하여 토너소진신호의 발생여부를 결정하는 제2단계와, 토너소진신호가 발생된 후에 현상기가 다시 장착된 경우 새로운 현상기인지 여부를 판단하는 제3단계를 포함한다. 이와 같은 구성에 의해, 인쇄되는 화소의 수와 화상농도를 함께 고려함으로써 토너소진 검출에러를 최소화할 수 있다.

Description

화상형성장치의 토너소진 검출방법{Toner end detecting method of image forming apparatus}

본 발명은 화상형성장치의 토너(toner)소진 검출방법에 관한 것으로서, 특히 별도의 검출용 센서를 사용하지 않고 토너로우(low) 및 토너소진 여부를 검출할 수 있도록 개선된 화상형성장치의 토너소진 검출방법에 관한 것이다.

일반적으로 토너를 사용하는 화상형성장치는, 감광매체에 광을 주사하여 원하는 이미지에 해당하는 정전잠상(electrostatic latent image)을 형성하고, 토너를 수용하고 있는 현상기로부터 상기 정전잠상에 토너를 공급하여 현상한 후, 이를 용지로 전사시켜 정착시킴으로써 화상을 형성하는 장치를 말한다.

이와 같이 화상형성장치에서는 현상기에 수용되어 있는 토너의 소진 여부를 검출하여 사용자에게 알릴 수 있게 하는 것이 바람직하고, 현상제의 사용 효율을 극대화하기 위해 사용되는 현상제의 농도를 적절히 조절하는 것이 필요하다.

도 1은 종래의 토너잔량 검출장치를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이, 현상기(100)의 하측에는 요철모양의 센싱부(120)가 형성되어 있으며, 상기 센싱부(120)의 좌우에는 투광창(121)이 형성되어 있다. 검출센서(130)는 현상기(100)의 외부에서 투광창(121)을 사이에 두고 각각 대면하여 설치되는 발광부(131)와 수광부(132)를 구비하고 있다.

또한, 현상기(100) 내부에는 축부(111)와 날개부(112)를 가진 교반기(110)가 설치되어 있다. 교반기(110)는 현상기(100) 내부에서 회전하면서 토너가 골고루 분포되도록 하는 한편, 현상을 준비하기 위하여 토너를 마찰대전 시킨다.

교반기(110)가 회전하면서 날개부(112)가 센싱부(120)를 통과하면, 투광창(121)에 부착된 토너를 닦아내고 뒤이어 토너가 센싱부(120)로 밀려들어온다. 이는, 정전기, 습기 등에 의해 투광창(121)에 토너가 부착되어, 센싱부(120)에 토너가 남아있지 않을 때에도 마치 토너가 있는 것처럼 검출되는 센싱불량을 방지하기 위함이다.

상술한 바와 같은 구성에 의해, 발광부(131)에서 광을 방출하고, 이 광이 센싱부(120)의 토너를 통과하여 수광부(132)에서 검출된다. 이 때, 센싱부(120)에 있는 토너의 양에 따라 수광부(132)에서 검출되는 광량이 달라진다. 따라서, 수광부(132)에서 검출되는 광량과 토너잔량과의 관계를 실험적으로 얻은 후, 이를 이용하여 현상기(100) 내에 잔류하는 토너의 양을 산출할 수 있다.

그런데, 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 토너잔량검출장치는, 현상기(100) 내부의 일부영역, 즉 센싱부(120)에서만 토너잔량을 검출하므로, 현상기(100)의 다른 부분에는 토너가 남아있더라도 센싱부(120)에 토너가 없다면 토너가 소진된 것으로 판단하여 토너소진 표시를 하게 된다. 따라서, 사용자가 토너 소진표시를 불신하게 되는 문제점이 있다. 또, 별도의 검출센서(130)를 구비하여야 하므로 비용측면에서 불리하다.

또한, 교반기(110)가 회전하면서 투광창(121)을 닦아준다 하더라도 오랫동안 인쇄하지 않고 대기상태에 있거나 또는 전원을 끈 채로 장시간 방치되어 토너가 투광창(121)에 고착되어 있는 경우에는 완전하게 닦아내지는 못할 수 있다. 이 경우에는 토너가 완전히 소진되었음에도 불구하고, 검출센서(130)에서는 토너가 남아있는 것으로 판단될 수 있다.

토너소진을 검출하기 위한 다른 방법으로서 도 1에 도시된 바와 같은 검출센서를 사용하지 않고, 현상기를 처음 사용할 때부터 인쇄되는 화소수를 카운트하여 일정한 값에 도달하면 토너소진표시를 하는 방법이 있다. 이는 한 화소를 인쇄하는데 소요되는 토너량이 일정하다는 가정하에 가능한 방법이다. 그러나, 같은 수의 화소를 인쇄하더라도 인쇄되는 화상의 농도에 따라 실제로 소모되는 토너의 양이 다르므로 이 방법에 의할 경우 토너소진 여부 검출의 정확성이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 별도의 검출센서를 사용하지 않고, 인쇄되는 화상의 화소수를 카운트하는 한편 주기적으로 인쇄되는 화상의 농도를 검출함으로써 토너로우 또는 토너소진을 검출할 수 있는 화상형성장치의 토너소진 검출방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 토너잔량 검출장치를 도시한 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 토너소진 검출방법이 적용되는 화상형성장치의 일 예를 도시한 개략도.

도 3은 본 발명에 따른 화상형성장치의 토너소진 검출방법의 실시예를 도시한 흐름도.

도 4a는 도 3의 제4단계(S4)와 제1단계(S1)를 상세히 도시한 흐름도.

도 4b는 도 3의 제2단계(S2)를 상세히 도시한 흐름도.

도 4c는 도 3의 제3단계(S3)를 상세히 도시한 흐름도.

도 5는 커버리지와 토너농도센서의 전압값(Vt)과의 관계를 도시한 그래프.

도 6는 커버리지에 따른 기준농도를 토너농도센서의 전압값(Vt)으로 표시한 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100,230......현상기 110......교반기

120......센싱부 130......검출센서

210......감광드럼 220......노광유닛

240......전사벨트 250......토너농도센서

260......화상제어부 Qt......누적화소수

Qr......기준화소수 Pr1......제1기준인쇄매수

Pr2......제2기준인쇄매수 Pt......누적인쇄매수

Di......화상농도 Dr......기준농도

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 화상형성장치의 토너소진 검출방법은, 감광매체와, 상기 감광매체에 형성된 정전잠상으로 토너를 공급하여 현상시키는 현상기와, 상기 토너화상이 전사되는 중간전사매체, 및 상기 구성요소의 동작을 제어하는 화상제어부를 포함하는 화상형성장치의 토너소진검출방법으로서, 인쇄되는 화상의 화소수를 누적 카운트한 누적화소수(Qt)와 상기 현상기에 수용된 토너량으로부터 산출된 기준화소수(Qr)를 비교하여, 상기 누적화소수(Qt)가 상기 기준화소수(Qr)보다 큰 경우 토너로우신호를 발생시키는 제1단계; 토너로우상태인 경우, 인쇄되는 화상의 농도와 설정된 기준농도(Dr)를 비교하여, 토너소진신호의 발생여부를 결정하는 제2단계; 상기 토너소진신호가 발생된 후에 상기 현상기가 다시 장착된 경우, 상기 현상기가 새로운 현상기인지 여부를 판단하는 제3단계;를 포함하여, 상기 현상기 내부에 수용된 토너의 소진 여부를 검출하는 것을 특징으로 한다.

상기 기준화소수는, 상기 현상기에 수용된 토너량을 한 화소를 인쇄하는데 소요되는 토너량으로 나눈 몫보다 작게 설정되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 토너소진 검출방법은, 상기 화상형성장치의 전원이 켜질 때, 상기 현상기내에 수용되어 있는 토너의 양이 토너로우상태인지 또는 토너소진상태인지 여부를 검출하는 제4단계를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제4단계는, 상기 화상제어부에 저장된 토너소진상태변수(TE)를 체크하여, 상기 토너소진상태변수(TE)가 하이(H)이면 토너소진상태로 인식하는 제4a단계; 상기 화상제어부에 저장된 토너로우상태변수(TL)를 체크하여, 상기 토너로우상태변수(TL)가 하이(H)이면 토너로우상태로 인식하는 제4b단계;를 포함한다.

상기 제2단계는, 소정의 인쇄매수(Pr1)마다 인쇄되는 화상의 농도를 측정하기 위한 테스트패치를 형성하는 제2a단계; 상기 테스트패치로부터 상기 화상농도(Di)를 검출하는 제2b단계; 상기 화상농도(Di)와 상기 기준농도(Dr)를 비교하여, 상기 화상농도(Di)가 상기 기준농도(Dr)보다 낮을 때에는 토너소진신호를 발생시키고 그렇지 않을 때에는 상기 제2a단계로 회귀하는 제2c단계;를 포함한다.

상기 테스트패치는, 적어도 3가지의 서로 다른 화상농도(Di)를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 화상농도(Di)는 상기 감광매체에 형성된 테스트패치로부터 검출할 수 있으며, 중간전사매체로 전사된 테스트패치로부터 검출하는 것도 가능하다.

상기 제2c단계는, 다수(n)회 계속하여 상기 화상농도(Di)가 기준농도(Dr)보다 낮을 때에 토너소진신호를 발생시키고, 그렇지 않은 경우에는 상기 제2a단계로 회귀하는 것도 가능하며, 상기 제2a단계로 회귀할 때 상기 화상농도(Di)가 상기 기준농도(Dr)와 같아지도록 하는 현상변수조정단계를 수행하는 것도 가능하다. 상기 현상변수조정단계에서는, 상기 현상기에 마련되어 상기 감광매체로 토너를 공급하는 현상롤러에 인가되는 현상바이어스 및/또는 상기 감광매체에 광을 주사하여 정전잠상을 형성하는 노광유닛의 광출력을 조정할 수 있다.

또한, 상기 제3단계는, 현상기가 다시 장착되었는지 여부를 검출하는 제3a단계; 소정의 인쇄매수(Pr2)마다 인쇄되는 화상의 농도를 측정하기 위한 테스트패치를 형성하는 제3b단계; 상기 테스트패치로부터 상기 화상농도(Di)를 검출하는 제3c단계; 상기 화상농도(Di)와 상기 기준농도(Dr)를 비교하여, 상기 화상농도(Di)가상기 기준농도(Dr)보다 낮지 않을 때에는 상기 누적화소수(Qt)을 "0"으로 리셋시키고 상기 제1단계로 회귀하며, 그렇지 않은 경우에는 상기 제2단계로 회귀하는 제3d단계;를 포함한다.

여기서, 상기 제3d단계는, 상기 화상농도(Di)와 상기 기준농도(Dr)를 비교하여, 다수(m)회 계속하여 상기 화상농도(Di)가 상기 기준농도(Dr)보다 낮지 않을 때에는 상기 누적화소수(Qt)을 "0"으로 리셋시키고 상기 제1단계로 회귀하며, 그렇지 않은 경우에는 상기 제2단계로 회귀하는 것도 가능하다. 또한, 상기 화상농도(Di)와 상기 기준농도(Dr)를 비교하여, 다수(m)회 계속하여 상기 화상농도(Di)가 상기 기준농도(Dr)보다 낮을 때에는 토너소진신호를 발생시키는 것도 가능하다.

이하 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 토너소진 검출방법은 도 2에 도시한 바와 같은 구성을 갖는 화상형성장치에 적용된다.

도시된 바와 같이, 화상형성장치는 감광드럼(210), 노광유닛(220), 현상기(230), 전사벨트(240), 및 화상제어부(260)를 포함한다.

도 2에 도시된 화상형성장치에서는 감광매체로서 감광드럼(210)을 사용하고 있으나, 감광벨트를 사용하는 것도 가능하다. 또한, 중간전사매체로서 전사벨트(240)를 사용하고 있으나, 전사드럼을 사용하는 것도 가능하다.

화상제어부(260)로부터 노광유닛(220)으로 화상정보가 송출되면, 노광유닛(220)은 화상정보에 해당하는 광을 회전하는 감광드럼(210)에 주사하여 정전잠상을 형성한다. 그러면, 현상기(230)로부터 토너가 공급되어 정전잠상을 토너화상으로 현상하고, 이 토너화상이 전사벨트(240)로 전사된 후 용지(S)로 옮겨져서 정착됨으로써 화상형성이 완료된다.

화상형성장치에는 현상기(230)가 재장착되었는지 여부를 판단하기 위한 현상기검출센서(미도시)가 마련되어 있다. 다만, 현상기검출센서(미도시)는 현상기(230)가 화상형성장치로부터 제거된 후 다시 장착되었다는 것만을 검출할 수 있을 뿐, 새로운 현상기(230)로 교체되었는지 여부는 검출할 수 없는 것이 일반적이다. 현상기검출센서(미도시)는 현상기(230)의 재장착 여부를 화상제어부(260)로 전달한다.

또한, 화상형성장치에는 인쇄되는 화상의 농도를 검출하는 토너농도센서(250)가 마련되어 있다. 토너농도센서(250)는 일반적으로 테스트패치(test patch)로부터 화상의 농도를 검출하도록 감광드럼(210) 또는 전사벨트(240)에 인접하게 설치된다. 일반적으로 화상형성장치의 전원이 온(ON)되거나 또는 전원이 켜진 상태에서 장시간 방치되었다가 다시 인쇄하고자 할 경우에는, 먼저 테스트패치를 형성한 다음, 토너농도센서(250)를 이용하여 테스트패치의 농도를 검출한다. 그리고, 검출된 농도가 미리 설정된 기준농도와 다를 경우에는 현상기(230)에 인가되는 현상바이어스, 노광유닛(220)의 광출력 등의 현상제어변수를 조정하여 적절한 화상농도를 가지도록 제어한다.

화상제어부(260)는 화상형성장치의 모든 동작을 제어하는 역할을 한다. 본 발명에 따른 토너소진 검출방법을 적용하기 위한 화상제어부(260)는, 인쇄되는 화상의 화소수를 카운트하는 제1카운터(261), 인쇄된 화상의 매수를 카운트하는 제2카운터(262), 화상형성장치를 제어하기 위한 각종 정보를 저장하고 있는 메모리(263), 및 중앙처리장치인 주제어부(264)를 포함한다. 메모리(263)에는 기준화소수(Qr), 제1기준인쇄매수(Sr1), 제2기준인쇄매수(Sr2), 기준농도정보(Dr), 테스트패치정보, 토너로우 상태변수(TL), 및 토너소진 상태변수(TE) 등 화상형성장치를 제어하기 위해 필요한 제어변수들이 저장되어 있다.

이제, 도 3과 도 4a 내지 도4c를 보면서 도 2에 도시된 화상형성장치에 적용되는 본 발명에 따른 토너소진 검출방법의 실시예를 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 화상형성장치의 토너소진 검출방법의 실시예를 도시한 흐름도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 토너소진 검출방법은 누적화소수(Qt)와 기준화소수(Qr)를 비교하여 토너로우상태를 검출하는 제1단계(S1), 화상농도(Di)와 기준농도(Dr)를 비교하여 토너소진상태를 검출하는 제2단계(S2), 및 현상기(230)의 교체여부를 검출하는 제3단계(S3)를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 토너소진 검출방법은, 화상형성장치의 전원이 온(ON)되었을 때, 토너로우상태변수(TL)와 토너소진상태변수(TE)를 체크하여 토너로우상태 또는 토너소진상태를 검출하는 제4단계(S4)를 더 구비할 수 있다. 이처럼 제4단계를 더 구비하면, 토너로우상태 또는 토너소진상태에서 전원이 오프(OFF)된 후 전원이 다시 온(ON)된 경우에, 제1단계(S1) 내지 제2단계(S2)를 거치지 않고도 토너로우상태 또는 토너소진상태를 검출할 수 있는 잇점이 있다.

도 4a는 도 3의 제4단계(S4)와 제1단계(S1), 도 4b는 도 3의 제2단계(S2), 도 4c는 도 3의 제3단계(S3)를 상세히 도시한 흐름도이다.

먼저, 도 4a를 보면, 도 2에 도시된 화상형성장치의 전원이 켜지면, 주제어부(264)는 메모리(263)에 저장되어 있는 토너로우상태변수(TL)와 토너소진상태변수(TE)를 체크한다.

우선, 토너소진상태변수(TE)를 체크하여(S41) 하이(H:high)이면 흐름도의 ①을 따라 이동하여 사용자가 알 수 있도록 토너소진신호를 발생시키고(S27) 인쇄중지하며, 현상기(230)의 교체를 기다린다. 다음으로, 토너로우상태변수(TL)를 체크하여(S42), 하이(H)이면 사용자가 알 수 있도록 토너로우신호를 발생시키고(S43) 흐름도의 ②를 따라 이동하여 제2대기상태에서 대기하며(도 4b의 S52), 그렇지 않은 경우에는 제1대기상태에서 대기한다(S51).

제1대기상태(S51)에서 화상정보와 함께 인쇄명령이 화상제어부(260)로 전달되면, 화상형성장치는 인쇄작업을 수행한다. 이 때, 제1카운터(261)는 인쇄되는 화상의 화소수를 카운트하여 누적화소수(Qt)을 산출하고(S11), 이를 주제어부(264)로 전달한다.

메모리(263)에는 기준화소수(Qr)가 저장되어 있다. 기준화소수(Qr)는 초기에 현상기(230)에 수용되어 있는 토너의 양을 하나의 화소를 인쇄하는데 소요되는 토너의 양으로 나누면 얻을 수 있다. 그러나, 인쇄시에 소요되는 토너의 양은 현상바이어스의 크기, 노광유닛(220)의 광출력, 온도, 습도 등에 따라 달라지므로 오차가 발생할 수 있다. 따라서, 기준화소수(Qr)는 초기에 현상기(230)에 수용되어 있는토너의 양을 하나의 화소를 인쇄하는데 소요되는 토너의 양으로 나눈 몫보다 약간 적게 설정한다. 이에 의하면, 누적화소수(Qt)가 기준화소수(Qr)보다 적음에도 불구하고 토너가 소진되는 문제점을 해결할 수 있다.

주제어부(264)는 누적화소수(Qt)와 메모리(263)에 저장되어 있는 기준화소수(Qr)를 비교한다(S12).

누적화소수(Qt)가 기준화소수(Qr)보다 많지 않으면 인쇄작업을 완료한 후 제1대기상태(S51)에서 대기한다.

만일, 누적화소수(Qt)가 기준화소수(Qr)보다 많으면 토너로우상태변수(TL)를 하이(H)로 바꾸고 사용자가 알 수 있도록 토너로우신호를 발생시킨다(S13). 그리고, 인쇄작업이 완료되었는지 여부를 체크하여, 완료되었으면 흐름도의 ②를 따라 이동하여 제2대기상태(도 4b의 S52)가 되고, 완료되지 않았으면 흐름도의 ③을 따라 도 4b의 S54 단계로 이동하여 인쇄를 계속한다. 이 때에는 후술할 화상형성장치가 토너로우상태에 있을 때 인쇄명령이 입력된 경우와 동일하게 동작한다.

다음으로 도 4b를 보면, 화상형성장치가 토너로우상태에 있을 때 인쇄명령이 입력되면, 제2카운터(262)가 인쇄매수를 카운트하여 누적인쇄매수(Pt)를 산출하고(S21) 주제어부(264)로 전달한다. 그러면, 주제어부(264)는 메모리(263)에 미리 저장되어 있는 제1기준인쇄매수(Pr1)를 인출하여 누적인쇄매수(Pt)와 비교한다(S22).

상기 제1기준인쇄매수(Pr1)는 토너로우상태에서 토너소진을 검출하기 위해 화상농도(Di)를 체크하는 빈도를 인쇄매수를 기준으로 규정한 것으로서, 제1기준인쇄매수(Pr1)가 너무 적으면 후술할 테스트패치를 형성하기 위한 토너의 소모가 너무 많아져서 토너이용효율이 저하되고, 반대로 너무 많으면 토너가 소진된 상태에서 인쇄작업을 수행하게 될 우려가 있다. 따라서, 토너소진 상태에서 인쇄되는 인쇄매수를 제품의 규격상 몇 매까지 허용할 것인지 여부와, 토너로우신호가 발생된 후 현상기(230)에 잔류할 것으로 예상되는 토너의 양을 고려하여 최적의 값을 결정한다. 예를 들면, 제1기준인쇄매수(Pr1)이 10으로 설정된 경우, 최대 10매까지 토너소진상태에서 인쇄될 가능성이 있고, 현상기의 토너용량이 1000매를 인쇄할 수 있는 용량이라면 최대인쇄용량의 1%가 토너가 소진된 상태에서 인쇄될 가능성을 허용하는 것이 된다.

주제어부(264)에서 제1기준인쇄매수(Pr1)와 누적인쇄매수(Pt)를 비교한 결과, 누적인쇄매수(Pt)가 제1기준인쇄매수(Pr1)보다 적으면 인쇄작업을 완료한 후 제2대기상태(S52)로 이동한다.

누적인쇄매수(Pt)가 제1기준인쇄매수(Pr1)보다 많으면, 주제어부(264)는 메모리(263)로부터 테스트패치정보를 인출한다.

상기 테스트패치정보는 적어도 3가지의 서로 다른 커버리지(coverage)를 가지는 것이 바람직하나, 반드시 그런 것은 아니다. 여기서, 커버리지라함은 인쇄면적 대비 토너가 부착되는 면적의 백분율을 말한다. 따라서, 상기 테스트패치정보는 예를 들면, 100%, 60%, 20%의 3가지 커버리지를 가질 수 있다.

메모리(263)로부터 인출된 테스트패치정보는 노광유닛(220)으로 보낸다. 그러면, 노광유닛(220)은 테스트패치정보에 해당하는 광을 감광드럼(210)에 주사하여정전잠상을 형성하고, 현상기(230)가 이를 현상하여 테스트패치을 형성한다(S23). 다음으로 토너농도센서(250)가 테스트패치으로부터 화상농도(Di)를 전압값(Vt)으로 검출하여(S24) 주제어부(264)로 전달한다. 테스트패치정보가 3가지의 커버리지를 가지는 경우, 토너농도센서(250)로부터 화상농도(Di)에 해당하는 3개의 전압값(Vt)이 출력된다. 상기 화상농도(Di)는 전사벨트(240)로 전사된 테스트패치로부터 검출하는 것도 가능하다.

주제어부(264)는 화상농도(Di)를 메모리(263)에 저장된 기준농도(Dr)와 비교한다(S25).

상기 기준농도(Dr)는, 인쇄되는 화상의 커버리지와 토너농도센서(250)에서 출력되는 전압값(Vt)과의 관계로부터 결정된다. 도 5는 커버리지와 토너농도센서(250)의 전압값(Vt)의 관계를 도시한 그래프이다. 도시된 바와 같이, 커버리지가 증가할수록 전압값(Vt)은 감소한다. 같은 커버리지라 하더라도 현상변수 즉, 온도, 습도, 현상바이어스의 크기, 노광유닛(220)의 광출력 등에 의해 현상기(230)로부터 감광드럼(210)으로 부착되는 토너의 양이 달라지므로 전압값(Vt)도 변한다. 그러므로, 현상변수를 표준화하여, 표준현상조건하에서 도 6에 도시된 그래프와 같이 커버리지에 따른 기준농도(Dr)를 메모리(263)에 미리 저장해 두는 것이 바람직하다.

화상농도(Di)와 기준농도(Dr)를 비교한 결과, 화상농도(Di)가 기준농도(Dr)보다 낮으면, 주제어부(264)는 토너소진상태변수(TE)를 하이(H), 토너로우상태변수(TL)을 로우(L;low)로 각각 바꾸고 사용자가 알 수 있도록 토너소진신호를 발생시킨 후, 인쇄를 중지한다(S27). 그리고 흐름도의 ④를 따라 이동하여 현상기가 재장착되는지를 기다린다(S31). 그렇지 않은 경우에는 누적인쇄매수(St)를 "0"으로 리셋시킨 후(S26), 인쇄를 완료하고 제2대기상태(S52)로 이동한다.

여기서, 토너소진신호를 발생시키는 요건으로서, 상기 S21 내지 S26 단계를 다수(n)회 반복하고 계속해서 화상농도(Di)가 기준농도(Dr)보다 낮을 때에 토너소진신호를 발생시키고 인쇄를 중지하는 것도 가능하다. 왜냐하면 토너농도센서(250)가 항상 정확한 화상농도(Di)를 검출한다고 할 수는 없기 때문이다. S21 내지 S26 단계를 몇 회 반복할 것인지는, 화상농도(Di)가 기준농도(Dr)보다 낮게 검출되었을 때 현상기(230)내의 토너가 실제로 소진되었는지 여부를 반복적으로 실험한 결과와, 상술한 제1기준인쇄매수(Pr1)을 정할 때와 마찬가지로 토너소진 상태에서 인쇄되는 인쇄매수를 제품의 규격상 몇 매까지 허용할 것인지 여부를 고려하여 결정한다. 예를 들면, 제1기준인쇄매수(Pr1)을 10으로 할 때, S21 내지 S26 단계를 3회 반복한다면 최대 30매까지 토너소진상태에서 인쇄될 가능성이 있는 것이다.

또한, S21 내지 S26 단계를 다수(n)회 반복한다는 것은, 화상농도(Di)가 기준농도(Dr)보다 낮게 검출되었을 때에도 현상기(230)내에 토너가 남아있을 수 있다는 가능성을 인정하는 것이므로, S25와 S26단계사이에서 화상농도(Di)와 기준농도(Dr)가 같아지도록 현상바이어스의 크기 및/또는 노광유닛(220)의 광출력을 조정하는 현상변수조정단계를 더 수행한다면, 토너소진상태에 근접한 상황에서도 인쇄화상의 열화를 방지할 수 있다. 일반적으로 현상바이어스의 크기와 노광유닛(220)의 광출력을 높이면 화상의 농도가 증가한다.

다음으로 도 4c를 보면 토너소진신호가 발생된 후, 화상형성장치는 인쇄중지하고 현상기가 재장착되는지 여부를 기다린다(S31). 현상기검출센서(미도시)로부터 화상제어부(260)로 현상기(230)가 다시 장착되었다는 신호가 입력되면, 토너소진상태변수(TE)를 로우(L)로 바꾸고 토너소진신호를 제거한다. 그리고, 누적인쇄매수(Pt)를 "0"으로 리셋시킨 후(S32), 제3대기상태(S53)가 되어 인쇄명령을 기다린다. 이 때, 토너소진 여부를 검출하는 과정에서 화상품질이 열화를 방지하기 위해 현상변수를 조정하였다면, 현상변수들을 표준현상조건으로 회복시키는 것이 바람직하다.

인쇄명령이 입력되면, 인쇄되는 매수마다 누적인쇄매수(Pt)를 하나씩 증가시키면서 인쇄작업을 수행한다(S33). 주제어부(264)는 누적인쇄매수(Pt)와 제2기준인쇄매수(Pr2)를 비교하여(S34), 누적인쇄매수(Pt)가 제2기준인쇄매수(Pr2)보다 커지면, 화상의 농도를 체크하기 위한 테스프패치를 형성하고(S35) 이로부터 화상농도(Di)를 검출한다(S36). 다음으로 화상농도(Di)와 기준농도(Dr)을 비교하여(S37) 화상상농도(Di)가 기준농도(Dr)보다 낮지 않을 때에는 누적화소수(Qt)를 "0"으로 리셋시키고(S38) 흐름도의 ⑤를 따라 이동하여 인쇄를 완료하고 제1대기상태(S51)가 된다.

다시 말하면, 현상기(230)가 다시 장착되었다는 신호가 현상기검출센서(미도시)로부터 입력되었다하더라도 새로운 현상기(230)가 입력되었는지 여부는 알 수 없으므로, 제2기준인쇄매수(Pr2)만큼 인쇄한 후에 화상농도(Di)를 측정하여 설정된기준농도(Dr)보다 낮지 않을 때에는 새로운 현상기(230)가 장착된 것으로 판단한다.

상기 제2기준인쇄매수(Pr2)는 현상기(230)가 다시 장착되었을 때 새로운 현상기(230)가 장착되었는지 여부를 검출하기 위해 화상농도(Di)를 체크하는 빈도를 인쇄매수를 기준으로 규정한 것으로서, 제1기준인쇄매수(Pr1)과 마찬가지로 토너소진 상태에서 인쇄되는 인쇄매수를 제품의 규격상 몇 매까지 허용할 것인지 여부를 고려하여 최적의 값을 결정한다.

만일, 화상상농도(Di)가 기준농도(Dr)보다 낮다면, 토너로우상태로 간주하고 토너로우상태변수(TL)를 하이(H)로 바꾸고 토너로우신호를 발생시킨다(S39). 그리고 흐름도의 ⑥을 따라 이동하여 누적인쇄매수(Pr)를 "0"으로 리셋시킨 후(S26) 인쇄를 완료하고 제2대기상태(S52)가 된다.

이에 의해, 사용자가 단순히 같은 현상기(230)를 화상형성장치로부터 제거하였다가 다시 장착하는 경우에 이를 새로운 현상기(230)로 판단하여 누적화소수(Qt)와 기준화소수(Qr)에 의해 토너로우상태를 검출하는 제1단계로 회귀함으로써 발생할 수 있는 토너소진 검출에러를 방지할 수 있다.

또한, 토너농도센서(250)의 검출에러를 고려하여, S33 내지 S37단계를 다수(m)회 반복하여, 계속해서 화상농도(Di)가 기준농도(Dr)보다 낮지 않을 때에 새로운 현상기가 장착된 것으로 판단하는 것도 가능하다. 이 때, 다수(m)회 계속하여 화상농도(Di)가 기준농도(Dr)보다 낮다면, 토너소진신호를 발생시키고 인쇄중지상태가 되도록 할 수도 있다. 이는, 토너농도검출센서(250)의 검출에러로 인해 새로운 현상기(230)가 장착되었음에도 불구하고 토너로우상태로 인식되어, 불필요하게 제1기준인쇄매수(Pr1)마다 화상농도를 체크하는 것을 방지하기 위한 것이다.

상술한 방법에 의하면, 인쇄되는 화소의 수와 화상농도를 함께 고려함으로써 토너소진 검출에러를 최소화할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 화상형성장치의 토너소진 검출방법에 의하면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 현상기에 별도의 토너잔량 검출센서를 부착하지 않으므로, 종래의 토너잔량검출장치에서와 같이, 센싱부의 투광창이 오염됨으로 인한 검출에러가 발생하지 않는다.

둘째, 일부 저가격형의 화상형성장치를 제외하고는 통상적으로 현상조건을 제어하기 위해 인쇄되는 화상의 농도를 검출하는 토너농도센서가 구비되어 있으므로, 토너소진을 검출하기 위해 별도의 센서를 구비하지 않아도 되며, 따라서 원가를 절감할 수 있다.

셋째, 인쇄되는 화소의 수와, 화상의 농도를 함께 고려하므로 토너소진여부검출의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 현상기 내부의 토너가 거의 완전히 소진된 시점에서 토너소진을 검출할 수 있으므로 사용되지 않고 버려지는 토너의 양을 최소화할 수 있다.

넷째, 토너로우상태에서도 일정한 간격으로 화상의 농도를 체크하고, 현상변수를 제어하므로 화상품질의 열화를 방지할 수 있다.

본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.

Claims

감광매체와, 상기 감광매체에 형성된 정전잠상으로 토너를 공급하여 현상시키는 현상기와, 화상형성과정을 제어하는 화상제어부를 포함하는 화상형성장치의 토너소진검출방법으로서,

인쇄되는 화상의 화소수를 누적 카운트한 누적화소수(Qt)와 상기 현상기에 수용된 토너량으로부터 산출된 기준화소수(Qr)를 비교하여, 상기 누적화소수(Qt)가 상기 기준화소수(Qr)보다 큰 경우 토너로우신호를 발생시키는 제1단계;

토너로우상태인 경우, 인쇄되는 화상의 농도와 설정된 기준농도(Dr)를 비교하여, 토너소진신호의 발생여부를 결정하는 제2단계;

상기 토너소진신호가 발생된 후에 상기 현상기가 다시 장착된 경우, 상기 현상기가 새로운 현상기인지 여부를 판단하는 제3단계;를 포함하여, 상기 현상기 내부에 수용된 토너의 소진여부를 검출하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 토너소진 검출방법.
제1항에 있어서,

상기 기준화소수(Qr)은, 상기 현상기에 수용된 토너량을 한 화소를 인쇄하는데 소요되는 토너량으로 나눈 몫보다 작게 설정되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 토너소진 검출방법.
제1항에 있어서,

상기 화상형성장치의 전원이 켜질 때, 상기 현상기내에 수용되어 있는 토너의 양이 토너로우상태인지 또는 토너소진상태인지 여부를 검출하는 제4단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 토너소진 검출방법.
제3항에 있어서,

상기 제4단계는,

상기 화상제어부에 저장된 토너소진상태변수(TE)를 체크하여, 상기 토너소진상태변수(TE)가 하이(H)이면 토너소진상태로 인식하는 제4a단계;

상기 화상제어부에 저장된 토너로우상태변수(TL)를 체크하여, 상기 토너로우상태변수(TL)가 하이(H)이면 토너로우상태로 인식하는 제4b단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 토너소진 검출방법.
제1항에 있어서,

상기 제2단계는,

소정의 인쇄매수(Pr1)마다 인쇄되는 화상의 농도를 측정하기 위한 테스트패치를 형성하는 제2a단계;

상기 테스트패치로부터 화상농도(Di)를 검출하는 제2b단계;

상기 화상농도(Di)와 상기 기준농도(Dr)를 비교하여, 상기 화상농도(Di)가 상기 기준농도(Dr)보다 낮을 때에는 토너소진신호를 발생시키고 그렇지 않을 때에는 상기 제2a단계로 회귀하는 제2c단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 토너소진 검출방법.
제5항에 있어서,

상기 테스트패치는, 적어도 3가지의 서로 다른 커버리지를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 토너소진 검출방법.
제5항에 있어서,

상기 화상농도(Di)는 상기 감광매체에 형성된 테스트패치로부터 검출하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 토너소진 검출방법.
제5항에 있어서,

상기 화상농도(Di)는 중간전사매체로 전사된 테스트패치로부터 검출하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 토너소진 검출방법.
제5항에 있어서,

상기 제2c단계는, 다수(n)회 계속하여 상기 화상농도(Di)가 기준농도(Dr)보다 낮을 때에 토너소진신호를 발생시키고, 그렇지 않은 경우에는 상기 제2a단계로 회귀하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 토너소진 검출방법.
제9항에 있어서,

상기 제2c단계는, 상기 제2a단계로 회귀할 때 상기 화상농도(Di)가 상기 기준농도(Dr)와 같아지도록 하는 현상변수조정단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 토너소진 검출방법.
제10항에 있어서,

상기 현상변수조정단계는, 상기 현상기에 마련되어 상기 감광매체로 토너를 공급하는 현상롤러에 인가되는 현상바이어스 및/또는 상기 감광매체에 광을 주사하여 정전잠상을 형성하는 노광유닛의 광출력을 조정하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 토너소진 검출방법.
제1항 또는 제5항에 있어서,

상기 제3단계는,

현상기가 다시 장착되었는지 여부를 검출하는 제3a단계;

소정의 인쇄매수(Pr2)마다 인쇄되는 화상의 농도를 측정하기 위한 테스트패치를 형성하는 제3b단계;

상기 테스트패치로부터 화상농도(Di)를 검출하는 제3c단계;

상기 화상농도(Di)와 상기 기준농도(Dr)를 비교하여, 상기 화상농도(Di)가 상기 기준농도(Dr)보다 낮지 않을 때에는 상기 누적화소수(Qt)을 "0"으로 리셋시키고 상기 제1단계로 회귀하며, 그렇지 않은 경우에는 상기 제2단계로 회귀하는 제3d단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 토너소진 검출방법.
제12항에 있어서,

상기 제3d단계는,

상기 화상농도(Di)와 상기 기준농도(Dr)를 비교하여, 다수(m)회 계속하여 상기 화상농도(Di)가 상기 기준농도(Dr)보다 낮지 않을 때에는 상기 누적화소수(Qt)을 "0"으로 리셋시키고 상기 제1단계로 회귀하며, 그렇지 않은 경우에는 상기 제2단계로 회귀하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 토너소진 검출방법.
제13항에 있어서,

상기 제3d단계는, 상기 화상농도(Di)와 상기 기준농도(Dr)를 비교하여, 다수(m)회 계속하여 상기 화상농도(Di)가 상기 기준농도(Dr)보다 낮을 때에는 토너소진신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 토너소진 검출방법.