KR100497385B1 - 메모리부를 포함하는 토너 카트리지 및 전자 사진 방식화상 형성 장치 - Google Patents

메모리부를 포함하는 토너 카트리지 및 전자 사진 방식화상 형성 장치 Download PDF

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Abstract

메모리부를 포함하는 토너 카트리지 및 이를 이용한 전자 사진 현상 방식 화상 형성 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 토너 카트리지는 토너 카트리지가 사용되는 화상 형성 장치와 토너 카트리지의 정합 여부를 판단할 수 있도록 토너 카트리지의 고유 식별값을 저장하는 메모리부를 포함하며, 특히, 메모리부는 토너 카트리지 내의 잔류 현상제의 양에 대한 잔여량 정보 및 감광 매체가 회전한 회전수에 대한 회전수 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, 본 발명에 의한 토너 카트리지에 포함되는 메모리부는 전기적 소거가능한 독출전용 메모리(EEPROM)인것이 바람직하다. 본 발명에 의하여 별도의 장치 없이 각 화상 형성 장치에 정합되는 토너 카트리지를 용이하게 식별할 수 있음은 물론, 토너 카트리지에 남아있는 토너의 잔량을 정밀하게 관리할 수 있다.

Description

메모리부를 포함하는 토너 카트리지 및 전자 사진 방식 화상 형성 장치{Toner cartridge having memory and electro-photographic imaging device having the same}
본 발명은 전자 사진 방식 화상 형성 장치에 관한 것으로서, 특히 메모리를 포함하는 토너 카트리지 및 이를 포함하는 전자 사진 방식 화상 형성 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전자 사진 방식 화상형성장치는 감광 드럼 또는 감광 벨트와 같은 감광 매체에 정전 잠상을 형성시키고, 그 정전 잠상을 소정 색상의 현상제로 현상하여 용지에 전사시킴으로써 원하는 화상을 얻을 수 있도록 된 장치이다.
이러한 전자 사진 방식 화상형성장치는 크게 현상 장치, 전사 장치 및 정착 장치를 구비한다. 현상 장치는 광 주사장치(laser scanning unit)에 의하여 감광 매체에 형성된 정전 잠상에 현상제를 공급하여 소정 화상을 형성하는 것으로, 현상용기에 수용된 현상제에 일부가 잠기면서 감광 매체에 대향되어 회전되도록 설치되어 감광 매체에 현상제를 공급하는 현상롤러를 포함한다. 전사장치는 용지를 사이에 두고 감광 매체에 대향되어 회전되도록 설치되어 감광 매체에 형성된 화상을 용지에 전사시킨다. 또한, 정착장치는 전사 장치에 의하여 용지에 전사된 화상을 소정 열과 압력을 가하여 융착 시킨다. 전사 장치는 소정 열원이 연결되어 정착기능을 겸할 수도 있다.
이밖에도, 카세트에 적재된 용지를 픽업하여 전사 장치와 감광 매체의 접촉부에 공급하는 용지 공급 장치와, 전사 장치와 정착 장치에 의하여 화상이 전사 및 정착된 용지를 배출하는 배출 장치가 설치된다.
이러한 전자사진방식 프린터는 사용하는 토너에 따라 건식과 습식으로 구분되는데, 건식 전자 사진 방식 프린터의 경우 분말 상태의 토너가 사용된다. 반면에, 습식 전자사진방식 프린터의 경우에는 휘발 성분의 액체 캐리어에 토너가 혼합된 액상의 현상제가 사용되며, 건식의 경우보다 인쇄 품질이 우수한 동시에 유해한 토너 분진에 의한 피해를 방지할 수 있다.
통상적으로 전자 사진 장치에 토너를 공급하는 방식으로는 외부로부터 토너를 직접 투입하는 방식 및 토너 카트리지를 화상 형성 장치 본체로부터 떼어내어 새로운 것으로 교환하는 방식이 있는데, 일반적으로 교환하는 방식이 많이 사용된다.
그런데, 화상 형성 장치마다 동작 가능한 토너 카트리지를 사용하여야만 바람직한 인쇄 품질을 얻을 수 있음은 물론, 만일 적합하지 않은 토너 카트리지를 사용하면 인쇄 불능은 물론 화상 형성 장치에 고장이 발생될 수 있다. 그러므로, 토너 카트리지가 설치되었을 때, 화상 형성 장치에 적합한 토너 카트리지인지 판단하는 것이 중요하다. 종래 기술에 의하면 일명 유니크-키(unique-key)라는 장치를 이용한다. 이 방법은, 토너 카트리지마다 고유한 유니크-키를 설치하고, 화상 형성 장치마다 각각의 유니크-키에 상응하는 물리적 삽입구를 설치하는 것이다. 이는 마치 열쇠와 자물쇠의 관계와 같은 것으로, 특정 화상 형성 장치에 정합되지 않는 토너 카트리지는 설치 자체가 물리적으로 불가능하므로 타입이 맞지 않는 토너 카트리지를 설치함으로써 야기될 수 있는 화상 형성 장치의 오동작 및 고장을 미연에 방지할 수 있다.
그런데, 이러한 유니크-키 방식은 토너 카트리지 및 화상 형성 장치 모두에 물리적인 형상의 변경을 요구하므로, 금형 변경 등의 비용이 발생하고, 새로운 토너 카트리지가 개발될 경우 주위 다른 장치들과의 위치를 재배열하여야하는 경우가 발생하므로 불편하다.
그러므로, 별도의 유니크-키를 사용하지 않음으로써 생산비를 절감하도록 하면서도 화상 형성 장치에 상응하는 토너 카트리지를 식별할 수 있는 기술이 절실히 요구된다.
또한, 토너가 다 사용되었을 경우 토너 카트리지를 교환해야 하므로, 토너 잔량을 판단하는 것이 매우 중요하다. 종래 기술에는 크게 두 가지의 방법이 토너 잔량을 파악하기 위하여 사용된다.
첫째, 압전 센서와 같은 전기적인 장치를 별도로 사용하여 토너 잔량을 감지한다.
둘째, 전기적인 수단 및 기구적인 수단을 병행 사용하는데, 그 예로는 토너 잔량에 상응하는 기구적인 부하 변화를 인코딩하는 인코더를 이용하여 감지하는 방법 및 광센서를 이용하여 토너량을 감지하는 방법이 있다.
그런데, 종래 기술에서는 별도의 장치를 이용하여 토너 잔량을 측정하므로 기계적인 오류 가능성이 상존함은 물론, 설계 및 생산 단가가 상승하는 단점을 가진다.
그러므로, 별도의 장치를 사용하지 않으면서 토너 잔량을 파악할 수 있는 기술이 절실히 요구된다.
본 발명의 목적은 유니크-키를 구비하지 않으면서도 특정 화상 형성 장치에 상응하는지 여부를 판단할 수 있는 토너 카트리지를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 별도의 물리적 장치를 사용하지 않으면서 토너 잔량을 측정할 수 있는 토너 카트리지를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일면은, 감광 매체의 표면에 정전 잠상을 형성하는 광 주사장치, 감광 매체와 접촉 회전하면서 감광 매체에 형성된 정전 잠상에 현상제를 공급하는 현상 롤러, 현상 롤러 상에 공급된 현상제를 용지 상에 전사하기 위한 전사 롤러 및 현상 롤러의 표면에 잔류하는 현상제를 제거하는 클리닝 롤러를 포함하는 전자 사진 방식 화상 형성 장치에 현상제를 공급하는 토너 카트리지에 관한 것으로서, 본 발명의 일면에 따른 토너 카트리지는 토너 카트리지가 사용되는 화상 형성 장치와 토너 카트리지의 정합 여부를 판단할 수 있도록 토너 카트리지의 고유 식별값을 저장하는 메모리부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 특히, 메모리부는 토너 카트리지 내의 잔류 현상제의 양에 대한 잔여량 정보 및 감광 매체가 회전한 회전수에 대한 회전수 정보를 포함하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, 메모리부에 포함되는 잔여량 정보는 토너 카트리지에 저장된 현상제의 이전 잔여량을 메모리부로부터 독출하는 이전 잔여량 독출 단계, 토너 카트리지의 인쇄 작업 당 소비되는 현상제의 소모량을 계산하는 소모량 계산 단계 및 이전 잔여량에서 소모량을 공제하여 갱신된 잔여량을 결정하는 공제 단계에 의하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 면은, 광 주사장치에 의하여 감광 매체의 표면에 형성된 정전 잠상에 현상제를 공급하여 소정 화상을 현상하는 전자 사진 방식 화상 형성 장치에 관한 것으로서, 고유 식별값을 저장하는 메모리부를 포함하며 현상제를 공급하는 토너 카트리지, 감광 매체와 접촉 회전하면서 감광 매체에 형성된 정전 잠상에 현상제를 공급하는 현상 롤러, 현상 롤러 상에 공급된 현상제를 용지 상에 전사하기 위한 전사 롤러, 현상 롤러의 표면에 잔류하는 현상제를 제거하는 클리닝 롤러 및 각 구성 요소를 제어하여 인쇄 작업을 수행하는 제어부를 포함한다. 본 발명에 의한 화상 형성 장치에 포함되는 제어부는, 메모리부에 저장된 고유 식별값을 독출하여 토너 카트리지와 화상 현상 장치의 정합 여부를 판단하며, 토너 카트리지 내의 잔류 현상제의 양에 대한 잔여량 정보 및 감광 매체가 회전한 회전수에 대한 회전수 정보를 갱신하여 메모리부에 저장하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 의한 화상 형성 장치에 포함되는 제어부는, 토너 카트리지에 저장된 현상제의 이전 잔여량을 메모리부로부터 독출하고, 인쇄 작업 당 소비되는 현상제의 소모량을 계산하여, 이전 잔여량에서 소모량을 공제하여 갱신된 잔여량을 결정하고 갱신된 잔여량을 이용하여 메모리부에 저장된 이전 잔여량을 갱신하는 것을 특징으로 한다. 뿐만 아니라, 본 발명에 의한 화상 형성 장치에 포함되는 제어부는 감광 매체의 회전수 및 1회 회전 당 사용된 현상제의 양을 이용하여 소모량을 산출하며, 인쇄 작업이 수행되는 인쇄 환경, 인쇄 모드 및 해상도 등 적어도 하나 이상을 고려하여 산출하는 것을 특징으로 한다. 더 나아가, 본 발명에 의한 화상 형성 장치에 포함되는 제어부는, 토너 카트리지로부터 독출된 현상제의 이전 잔여량이 소정 한계치보다 적으면 용지 상에 출력되는 출력물의 인쇄 모드 또는 해상도를 변경하여 현상제가 부족하다는 정보를 사용자에게 통보하는 것이 바람직하다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로서, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 대하여, 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 토너 카트리지의 동작을 개념적으로 설명하기 위한 블록도이다.
도 1에 도시된 화상 형성 장치(130) 및 토너 카트리지(170)는 각각 제어부(150) 및 메모리부(190)를 포함한다. 화상 형성 장치(130) 및 토너 카트리지(170) 각각에 포함되는 다른 구성 요소들의 구성 및 동작은 종래 기술에 의한 장치들의 구성 및 동작과 동일하므로 설명의 편의 및 명세서의 간략화를 위하여 생략되었다.
생략된 구성 요소들은 감광 매체, 광 주사 장치, 현상 롤러, 전사 롤러, 클리닝 롤러 등이다. 이들의 동작을 간략히 설명하면 다음과 같다. 광 주사장치는 감광 매체의 표면에 정전 잠상을 형성하고, 토너 카트리지는 현상제를 공급한다. 현상 롤러는 감광 매체와 접촉 회전하면서 감광 매체에 형성된 정전 잠상에 현상제를 공급하며, 전사 롤러는 현상 롤러 상에 공급된 현상제를 용지 상에 전사한다. 그러면, 전사 후에 현상 롤러의 표면에 잔류하는 현상제는 클리닝 롤러에 의하여 제거된다. 이러한 구성 요소들은 제어부(150)에 의하여 제어되어 인쇄 작업을 수행한다.
도 1에 도시된 토너 카트리지(170)는 메모리부(190)를 포함한다. 메모리부(190)에는 토너 카트리지의 고유 식별값(ID), 토너 잔량(TONER) 및 모터 동작 시간(MOT, Motor-On Time) 등의 정보가 저장된다. 고유 식별값(ID)은 토너 카트리지의 유니크-키 대신에 저장된다. 고유 식별값은 토너 카트리지마다 상이하게 설정된다. 또한, 화상 형성 장치(130)는 각각 자신에 적합한(사용될 수 있는) 토너 카트리지의 고유 식별값을 제어부(150) 내에 저장한다. 그리하여, 토너 카트리지(170)가 설치되면, 화상 형성 장치(130)의 제어부(150)는 토너 카트리지(170) 내의 메모리부(190)로부터 고유 식별값(ID)을 독출한다. 그리고, 독출한 고유 식별값(ID)을 제어부(150) 내에 저장된 사용 가능한 토너 카트리지들의 고유 식별값들과 비교한다. 그리하여, 독출된 고유 식별값(ID)이 사용 가능한 고유 식별값들 중에 포함되어 있으면 설치된 토너 카트리지를 화상 형성 장치에 적합한 것으로 판단한다. 고유 식별값(ID)을 이용한 토너 카트리지의 사용 가능 여부 판단 방법은 도 2를 이용하여 상세히 후술된다.
또한, 메모리부(190)는 고유 식별값(ID) 뿐만 아니라, 토너 카트리지(170) 내의 토너 잔량(TONER) 및 모터 동작 시간(MOT)을 포함한다. 토너 잔량(TONER)은 토너 카트리지(170) 내에 남아 있는 토너의 양을 의미하며 모터 동작 시간(MOT)은 감광 매체를 회전시키기 위한 모터의 동작 시간을 나타낸다. 토너 잔량(TONER)은 토너 카트리지(170) 내에 남아있는 토너의 양일수도 있고, 남아 있는 토너를 이용하여 출력할 수 있는 용지의 매수(Pr)일 수도 있다. 출력 할 수 있는 용지의 매수는 토너 잔량(TONER)을 단위 용지당 평균 사용되는 토너량으로 나누어서 구할 수 있다. 토너 잔량(TONER) 및 인쇄 가능 용지 매수(Pr)를 구하는 방법에 대해서는 명세서의 해당 부분에서 상세히 후술된다.
모터 동작 시간(MOT)에 대해 설명하면 다음과 같다. 일반적으로 화상 형성 장치 내에 포함되는 감광 매체는 사용 가능한 횟수에 제한이 있다. 그 이유는 감광 매체에 토너를 형성하고, 이를 용지로 전사한 후 남은 폐토너들을 클리닝하는 과정에서 모든 폐토너가 회수되는 것이 아니라, 소량의 폐토너들이 감광 매체 상에 잔류하게 되기 때문이다. 그러므로, 감광 매체가 회전된 양을 알 수 있으면 대략적인 감광 매체의 수명을 예측할 수 있다. 따라서, 메모리부(190)에 저장되는 모터 동작 시간(MOT)은 감광 매체의 수명을 구하기 위하여 필요하다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 의한 토너 카트리지(170)는 토너 카트리지의 고유 식별값(ID), 토너 잔량(TONER) 및 모터 동작 시간(MOT) 등의 정보를 메모리부(190)에 저장하고 있으므로, 화상 형성 장치(130) 내의 제어부(150)의 요청에 의하여 저장된 정보들을 제공함으로써, 별도의 장치 없이 토너 카트리지가 프린터에 적합한 것인지를 알 수 있음은 물론 남아있는 토너량을 쉽게 알 수 있다. 그리하여, 토너 잔량(TONER)이 인쇄하기 부족한 경우에는 인쇄물을 흐리게 한다든지, 실선을 점선 처리를 함으로써 사용자에게 토너가 부족함을 알릴 수도 있다.
토너 카트리지(170)에 구비되는 메모리부(190)는 화상 형성 장치(130) 전체의 전원이 차단되더라도 소거되지 않으며, 저장되는 정보를 갱신할 수 있어야 하므로 전기적 소거 및 프로그램 가능 읽기 전용 기억 장치(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory, EEPROM)인 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 의한 전자 사진 방식 화상 형성 장치가 자신에 적합한 토너 카트리지가 사용되었는지 판단하는 방법을 나타내는 블록도이다.
우선, 사용자는 토너 카트리지를 삽입하고(S210), 화상 형성 장치의 상부 커버를 닫는다(S220). 그러면 화상 형성 장치는 카트리지가 설치되었는지를 판단한다(S230). 판단 결과 토너 카트리지가 존재하지 않으면(또는 설치 과정에서 오류가 발생하였으면) 사용자에게 토너 카트리지가 부존재함을 알린다(S240). 토너 카트리지가 존재하면, 토너 카트리지 내의 메모리부로부터 고유 식별값(ID)을 독출한다(S250). 그리하여, 독출된 고유 식별값(ID)을 화상 형성 장치 내의 제어부에 저장된 사용 가능한 토너 카트리지 들의 고유 식별값들과 비교한다(S260). 사용 가능한 토너 카트리지들의 고유 식별값은 제어부 내에 내장된 메모리에 저장될 수도 있고, 제어부 외부에 구비된 저장부에 저장될 수도 있다. 판단 결과 토너 카트리지에 저장된 고유 식별값(ID)이 사용 가능한 토너 카트리지들의 고유 식별값들 중에 포함되어 있으면 적합한 토너 카트리지가 설치된 것으로 판단하고 인쇄 과정을 대기한다(S280). 반면에, 토너 카트리지에 저장된 고유 식별값(ID)이 사용 가능한 토너 카트리지들의 고유 식별값들 중에 포함되어 있지 않으면 부적합한 토너 카트리지가 설치되었음을 알린다(S270).
도 2에 도시된 방법에 따라서, 토너 카트리지 외에 별도의 유니크-키를 사용하지 않더라도 토너 카트리지와 화상 형성 장치의 정합 여부를 용이하게 판단할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 의한 전자 사진 방식 화상 형성 장치의 초기화 과정을 나타내기 위한 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 토너 카트리지가 제대로 설치되었다고 판단되면 토너 카트리지 내의 메모리부로부터 모터 동작 시간(MOT)을 독출한다(S305). 모터 동작 시간(MOT)은 감광 매체의 수명을 나타내는 것으로 간주될 수 있음은 전술된 바와 같다. 따라서, 독출된 모터 동작 시간(MOT)이 제1 소정치보다 큰지가 판단된다(S310). 만일 모터 동작 시간(MOT)이 제1 소정치보다 큰 것으로 판단되면 감광 매체가 어느 정도 노후된 것으로 판단할 수 있다. 그러므로 이번에는 모터 동작 시간(MOT)이 제2 소정치보다 큰지가 판단된다(S315). 모터 동작 시간(MOT)이 제2 소정치보다도 큰 것으로 판단되면 감광 매체가 매우 노후된 것이므로 토너가 거의 고갈(TONER OUT)된 것으로 판단할 수 있다(S335).
만일, 모터 동작 시간(MOT)이 제1 소정치보다는 크지만 제2 소정치보다는 작은 것으로 판단되면 토너 카트리지의 메모리부로부터 현상기의 인쇄 가능 매수(Pr)를 독출한다(S320). 그리하여 독출된 인쇄 가능 용지 매수(Pr)가 토너 고갈시의 인쇄 가능 매수(TO, Toner Out)보다 큰지를 판단한다(S325). S325에서 판단한 결과 인쇄 가능 용지 매수(Pr)가 토너 고갈시의 인쇄 가능 매수(TO)보다 적으면 토너가 많이 부족한 것이므로 토너 고갈로 판단한다(S335). 반면에 S325에서 판단한 결과 인쇄 가능 용지 매수(Pr)가 아직 토너 고갈시의 인쇄 가능 매수(TO)보다 크면 토너가 조금은 여유가 있는 것이므로 토너 부족으로 판단하고(S330) 인쇄를 대기한다(S380).
토너 카트리지의 메모리부로부터 독출된 모터 동작 시간(MOT)과 비교되는 제1 및 제2 소정치의 예를 들면, 각각 감광 매체의 수명의 70% 및 90%로 각각 설정될 수 있다. 따라서, 감광 매체의 동작 시간이 전체 수명의 70%에 도달하였는지 여부를 판단하기 위하여 제1 소정치가 사용되고, 90%에 도달되었는지를 판단하기 위하여는 제2 소정치가 사용될 수 있다. 감광 매체의 수명을 판단하기 위하여 모터 동작 시간(MOT)을 사용하는 것은, 감광 매체를 회전시키는 모터가 화상 형성 장치의 제어부에 의하여 구동되므로 모터의 구동을 정밀하게 측정할 수 있기 때문이다.
S310에서 판단한 결과 모터 동작 시간(MOT)이 제1 소정치보다 작으면 아직 수명이 많이 남아있는 것이므로 인쇄 가능 용지 매수(Pr)를 독출한다(S350). 그리하여, 독출된 인쇄 가능 용지 매수(Pr)가 토너 부족시 인쇄 가능 매수(TL, Toner Low)보다 크면 토너가 충분한 것으로 판단하고 인쇄를 대기한다(S380). 하지만, 만일 인쇄 가능 용지 매수(Pr)가 토너 부족시 인쇄 가능 매수(TL)보다 적으면 정상 모드로 출력하기에는 토너가 부족한 것이므로 다시 인쇄 가능 용지 매수(Pr)가 토너 고갈시의 인쇄 가능 매수(TO)보다 큰지를 판단한다(S365). 판단 결과 인쇄 가능 용지 매수(Pr)가 토너 고갈시의 인쇄 가능 매수(TO)보다 적으면 토너 고갈로 판단하고(S335), 그렇지 않으면 토너 부족 상태인 것으로 판단한다(S370).
도3에 도시된 바와 같이, 화상 형성 장치의 전원이 켜질 때마다, 우선, 감광 매체의 모터 동작 시간(MOT)을 이용하여 대략적인 감광 매체의 수명을 측정하여 인쇄 모드를 초기화하고, 그 이후에 토너 카트리지의 메모리부에 저장되어 있는 인쇄 가능 용지 매수(Pr)를 독출하여 토너 잔량에 적합한 인쇄 상태를 초기화 한다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 전자 사진 방식 화상 형성 장치의 인쇄 과정을 나타내기 위한 블록도이다.
인쇄가 시작되면, 화상 형성 장치가 워밍업 된다(S405). 워밍업이 완료되면 프린터의 인쇄 환경을 인식한다(S410). 인쇄 환경은 인쇄 작업이 수행되는 온도, 습도 등의 물리적 요소 및 토너 잔량에 따른 다양한 인쇄 모드의 변화 등을 의미하며 실험에 의하여 구해질 수 있는 실험값이다. 인쇄 환경이 인식되면, 인식된 인쇄 환경에서 다시 한번 모터 동작 시간(MOT)을 독출하고(S415), 독출된 모터 동작 시간(MOT)이 제2 소정치보다 큰지를 판단한다(S420). 만일 모터 동작 시간(MOT)이 제2 소정치보다 크면 이미 감광 매체의 수명이 다한 것으로 판단할 수 있으므로 토너 고갈로 판단하고(S440) 출력작업을 수행한다(S445). 반면에, 아직 모터 동작 시간(MOT)이 제2 소정치보다 작으면 인쇄 가능 용지 매수(Pr)를 독출한다(S425). 독출된 인쇄 가능 용지 매수(Pr)가 토너 고갈시의 인쇄 가능 매수(TO)보다 적으면 매 출력시마다 인쇄 환경을 리셋하는 등 경고를 수행한다(S435). 그 이유는 토너가 고갈되었음은 사용자에게 알리기 위해서이다. 만일 인쇄 가능 용지 매수(Pr)가 토너 고갈시의 인쇄 가능 매수(TO)보다 크면 아직 인쇄가 가능한 것이므로 출력 작업을 수행한다. 전술된 바와 같이 모터 동작 시간(MOT)을 다시 한번 점검하는 이유는 인식된 인쇄 환경에 따라서 인쇄 가능 용지 매수(Pr) 등이 변화될 수 있는 요인을 포함시키기 위해서이다.
그러면 출력 작업이 수행된다(S445). 이 경우, 작업 당 인쇄된 용지의 매수(m(e)) 가 구해진다(S450). 작업 당 인쇄된 용지의 매수(m(e))를 구하는 방법으로는 다음과 같은 방법이 이용될 수 있다. 우선, 작업 당 인쇄된 용지의 매수(m(e))는 작업당 소모된 토너의 소모량을 기준 장당 소모되는 토너량으로 나누어서 고할 수 있다. 즉, 다음 수학식 1과 같이 구해진다.
여기서 작업에 사용된 토너의 소모량은 다음 수학식 2와 같이 구할 수 있다.
작업에 사용된 토너의 소모량 = 용지에 전사된 토너량 +
감광 매체에 잔류된 폐토너량
수학식 2는 감광 매체에 공급된 토너가 일부는 용지로 전사되고, 나머지 는 잔류되는 것을 의미한다. 하지만, 한번 공급된 토너는 다시 사용될 수 없으므로 폐토너량을 합산하여 작업에 사용된 토너의 소모량을 구한다.
또한, 용지에 전사된 토너량은 다음 수학식 3에 의해 구할 수 있다.
여기서, k는 인쇄 모드별의 보정 계수, x는 인쇄 방법에 따른 가중치이며 e는 인쇄 환경별 보정 계수를 나타낸다. 또한, Ndot 은 도트수를 나타낸다.
예를 들어, 인쇄 모드란 인쇄되는 해상도 및 동일 해상도 내의 진하기 정도를 나타낸다. 즉, 다음 표와 같이 구성될 수 있다.
dpi 300 600dpi 1200
모드 normal normal light dark ret gray t/save normal
보정계수 k1 k2 k3 k4 k5(1.0) k6 k7 k8
해상도가 커질수록 사용되는 토너량이 증가된다. 예를 들어, 600dpi로 인쇄할 경우 동일 화상을 300dpi로 인쇄할 경우보다 약 4배의 토너가 소요된다. 또한, normal은 일반적인 진하기의 인쇄 모드를 나타내며 dark는 매우 진한 상태로 인쇄하는 인쇄 모드를 나타낸다. 따라서 dark 모드로 인쇄할 경우가 light 모드로 인쇄할 경우보다 토너가 많이 소요된다. t/save 모드는 토너 절약 모드를 나타낸다.
또한, 인쇄 작업에 사용되는 토너량은 인쇄 작업이 수행되는 기온 및 습도 등에 따라 변화된다. 그러므로 이러한 요인은 환경 계수(e)에 의하여 보정된다.
예를 들어, 환경 계수는 다음 표2와 같이 정의될 수 있다.
인쇄 환경 저온저습 상온상습 고온다습
환경 계수 e1 e2(1.0) e3
또한, 인쇄 방법에 따른 가중치(x)는 동일 화상을 인쇄 할 때, 실선으로만 구현할 것인지, 문자 데이터만을 사용할 것인지, 아니면 회색으로 구현할 것인지에 대한 보정 계수이다. 다라서, 인쇄 방법에 따른 가중치 x는 표3과 같이 정리될 수 있다.
인쇄 방법 Solid Text Gray
보정 계수 x1 x2(1.0) x3
또한 감광 매체에 잔류된 폐토너량은 다음 수학식 4를 이용하여 구할 수 있다.
감광 매체에 잔류된 폐토너량 = e*{시간당 BG량 * 감광 매체 회전 시간}
수학식 4를 보면 폐토너는 용지가 공급되는 시간 및 비공급되는 시간 모두에서 발생되므로 시간당 발생되는 백그라운드량인 시간당 BG량에 감광 매체 회전 시간을 승산하여 폐토너량을 구할 수 있음을 알 수 있다. 발생되는 백그라운드는 클리닝 롤러에 의하여 제거되어 폐토너로 쌓이게 된다.
또한, 기준 장당 소모되는 토너량은 다음 수학식 5와 같이 구할 수 있다.
여기서 coverage 는 전체 용지 중 인쇄된 부분의 비율을 나타내며, duty는 인쇄 작업당 실제로 용지가 공급된 시간의 비율을 나타낸다. 또한 A4는 인쇄에 사용된 용지의 기준이 A4 임을 나타낸다.
그러므로, 전술된 수학식들을 이용하여 작업 당 인쇄된 용지의 매수(m(e))를 구할 수 있다. 전술된 바와 같이, 인쇄 모드별의 보정 계수(k), 인쇄 방법에 따른 가중치(x) 및 인쇄 환경별 보정 계수(e)는 실험에 의하여 구해지며 표에 나타난 것은 일 실시예를 제공한 것에 불과하다.
그러므로, 구해진 작업 당 인쇄된 용지의 매수(m(e))를 독출된 인쇄 가능 용지 매수(Pr)로부터 제함으로써 갱신된 인쇄 가능 용지 매수(Pr)를 구한다(S470). 그리하여 새로운 인쇄 가능 용지 매수(Pr)를 메모리부에 갱신한다(S475). 또한, 갱신된 인쇄 가능 용지 매수(Pr)를 토너 고갈시의 인쇄 가능 매수(TO) 및 토너 부족시 인쇄 가능 매수(TL)와 비교하여 각각 상응하는 경고를 수행할 수 있다(S485). 예를 들어, 갱신된 인쇄 가능 용지 매수(Pr)가 토너 부족시 인쇄 가능 매수(TL)보다 작고 토너 고갈시의 인쇄 가능 매수(TO)보다 크다면, 토너가 부족한 상태임으로 판단하고 이에 상응하는 경고를 수행할 수 있다. 또한, 갱신된 인쇄 가능 용지 매수(Pr)가 토너 고갈시의 인쇄 가능 매수(TO)보다도 적다면, 인쇄되는 인쇄물을 점선 처리한다던가 하는 방법을 이용하여 사용자에게 토너가 고갈되었음을 알릴 수도 있다.
또한, 더 사용된 감광 매체의 모터의 사용시간을 이용하여 모터 동작 시간(MOT)을 갱신하고(S460), S485와 마찬가지로 갱신된 모터 동작 시간(MOT) 및 제1 및 제2 소정치와 비교를 수행하여 토너 잔량에 따른 경고를 수행할 수 있다.
전술된 바와 같이 토너 카트리지 자체가 남아있는 토너의 잔량 및 인쇄 가능 용지 매수(Pr)를 메모리부에 저장하고 있으므로, 토너 카트리지는 항상 토너의 잔여량에 대한 정보를 유지하게 된다. 그러므로, 토너 카트리지를 다른 프린터에 설치하여 사용하더라도 토너 카트리지 내의 메모리부에 저장된 정보를 이용하여 토너 카트리지에 남아있는 토너량을 용이하게 파악할 수 있다.
특히, 별도의 폐토너 수납 공간을 구비하고 있는 토너 카트리지의 경우에는, 전사 작업 후에 남는 폐토너가 기계적으로 클리닝되어 폐토너 수납 공간에 보관된다. 이 경우, 토너 카트리지가 반복 사용될수록 저장되는 폐토너의 양이 증가되므로 낮은 coverage 의 인쇄물이나 낮은 duty 로 인쇄를 반복할 경우에는 실제 용지로 전사되는 현상제량에 비하여 발생되는 폐토너량이 증가된다. 그러므로, 결국에 폐토너 수납 공간에 저장될 수 있는 폐토너의 양이 초과되면 토너가 유출되어 토너 카트리지는 물론 프린터 전체를 오염시키는 심각한 문제가 발생될 수 있는데, 본 발명에 따른 토너 카트리지를 사용하면 각 토너 카트리지에 남은 토너량이 정밀하게 제어되므로 이러한 현상을 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명에 의하여, 유니크-키를 구비하지 않으면서도 특정 화상 형성 장치에 상응하는지 여부를 판단할 수 있는 고유 식별값을 저장하는 메모리를 포함하는 토너 카트리지가 제공되었다.
또한, 본 발명에 의하여 인쇄 작업마다 사용된 토너의 양을 정밀하게 계산하여 남아있는 토너 잔량을 갱신하여 메모리에 저장함으로써, 별도의 물리적 장치를 사용하지 않으면서 토너 잔량을 정밀하게 측정할 수 있는 토너 카트리지가 제공되었다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 토너 카트리지의 동작을 개념적으로 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 의한 전자 사진 방식 화상 형성 장치가 자신에 적합한 토너 카트리지가 사용되었는지 판단하는 방법을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 의한 전자 사진 방식 화상 형성 장치의 초기화 과정을 나타내기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 전자 사진 방식 화상 형성 장치의 인쇄 과정을 나타내기 위한 블록도이다.

Claims (8)

  1. 감광 매체의 표면에 정전 잠상을 형성하는 광 주사장치, 상기 감광 매체와 접촉 회전하면서 상기 감광 매체에 형성된 정전 잠상에 현상제를 공급하는 현상 롤러, 상기 현상 롤러 상에 공급된 현상제를 용지 상에 전사하기 위한 전사 롤러 및 상기 현상 롤러의 표면에 잔류하는 현상제를 제거하는 클리닝 롤러를 포함하는 전자 사진 방식 화상 형성 장치에 상기 현상제를 공급하는 토너 카트리지에 있어서,
    상기 토너 카트리지는 상기 토너 카트리지가 사용되는 상기 화상 형성 장치와 상기 토너 카트리지의 정합 여부를 판단할 수 있도록 상기 토너 카트리지의 고유 식별값을 저장하는 메모리부를 포함하며,
    상기 메모리부는 상기 토너 카트리지 내의 잔류 현상제의 양에 대한 잔여량 정보 및 상기 감광 매체가 회전한 회전수에 대한 회전수 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 사진 방식 화상 형성 장치의 토너 카트리지.
  2. 삭제
  3. 제2항에 있어서, 상기 잔여량 정보는,
    상기 토너 카트리지의 인쇄 작업 당 소비되는 현상제의 소모량을
    상기 메모리부로부터 독출된 상기 토너 카트리지에 저장된 현상제의 이전 잔여량으로부터 공제하여 갱신되는 것을 특징으로 하는 전자 사진 방식 화상 형성 장치의 토너 카트리지.
  4. 제3항에 있어서, 상기 소모량은,
    상기 감광 매체의 회전수 및 1회 회전 당 사용된 현상제의 양에 기반하여, 인쇄 작업이 수행되는 인쇄 환경, 인쇄 모드 및 해상도 등 적어도 하나 이상을 고려하여 산출하는 것을 특징으로 하는 전자 사진 방식 화상 형성 장치의 토너 카트리지.
  5. 광 주사장치에 의하여 감광 매체의 표면에 형성된 정전 잠상에 현상제를 공급하여 소정 화상을 현상하는 전자 사진 방식 화상 형성 장치에 있어서,
    고유 식별값을 저장하는 메모리부를 포함하며 상기 현상제를 공급하는 토너 카트리지;
    상기 감광 매체와 접촉 회전하면서 상기 감광 매체에 형성된 정전 잠상에 상기 현상제를 공급하는 현상 롤러;
    상기 현상 롤러 상에 공급된 현상제를 용지 상에 전사하기 위한 전사 롤러;
    상기 현상 롤러의 표면에 잔류하는 현상제를 제거하는 클리닝 롤러; 및
    각 구성 요소를 제어하여 인쇄 작업을 수행하는 제어부를 포함하는 전자사진방식 화상 형성 장치에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 메모리부에 저장된 상기 고유 식별값을 독출하여 상기 토너 카트리지와 상기 화상 현상 장치의 정합 여부를 판단하며,
    상기 토너 카트리지 내의 잔류 현상제의 양에 대한 잔여량 정보 및 상기 감광 매체가 회전한 회전수에 대한 회전수 정보를 갱신하여 상기 메모리부에 저장하는 것을 특징으로 하는 전자 사진 방식 화상 형성 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 토너 카트리지에 저장된 현상제의 이전 잔여량을 상기 메모리부로부터 독출하고,
    인쇄 작업 당 소비되는 현상제의 소모량을 계산하여,
    상기 이전 잔여량에서 상기 소모량을 공제하여 갱신된 잔여량을 결정하고 갱신된 잔여량을 이용하여 상기 메모리부에 저장된 이전 잔여량을 갱신하는 것을 특징으로 하는 전자 사진 방식 화상 형성 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 감광 매체의 회전수 및 1회 회전 당 사용된 현상제의 양을 이용하여 상기 소모량을 산출하며,
    인쇄 작업이 수행되는 인쇄 환경, 인쇄 모드 및 해상도 등 적어도 하나 이상을 고려하여 산출하는 것을 특징으로 하는 전자 사진 방식 화상 형성 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 토너 카트리지로부터 독출된 현상제의 이전 잔여량이 소정 한계치보다 적으면,
    용지 상에 출력되는 출력물의 인쇄 모드 또는 해상도를 변경하여 상기 현상제가 부족하다는 정보를 사용자에게 통보하는 것을 특징으로 하는 전자 사진 방식 화상 형성 장치.
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JP2018136414A (ja) * 2017-02-21 2018-08-30 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 画像形成装置

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