KR100608019B1 - 화상형성장치 - Google Patents

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KR100608019B1 KR1020040011006A KR20040011006A KR100608019B1 KR 100608019 B1 KR100608019 B1 KR 100608019B1 KR 1020040011006 A KR1020040011006 A KR 1020040011006A KR 20040011006 A KR20040011006 A KR 20040011006A KR 100608019 B1 KR100608019 B1 KR 100608019B1
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Abstract

화상형성장치가 개시된다. 개시된 화상형성장치는 감광매체와, 감광매체에 현상제를 공급하여 화상을 형성하는 현상롤러와, 현상롤러와 감광매체 사이에 부착되어 있는 토너의 양에 따른 전기적인 값을 검지하고, 이 검지된 값과 기준값을 비교하여 현상제의 잔량을 판별하는 검지장치와, 용지에 형성된 화상의 픽셀을 측정하고 이에 사용된 토너의 양을 계산함으로써 토너적재부에 남아있는 토너의 양을 검지하는 픽셀카운트장치를 구비하는 토너잔량검지장치를 포함한다.

Description

화상형성장치{image forming apparatus}
도 1은 종래의 토너 잔량 검지장치가 구비된 현상장치의 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 토너 잔량검지장치가 적용되는 화상형성장치의 구성을 개략적으로 도시한 측단면도,
도 3은 본 발명에 따른 토너 잔량검지장치의 구성을 도시한 구성도,
도 4는 감광매체와 현상장치사이에 토너가 충분히 전사되는 경우의 토너잔량검지장치의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 5는 감광매체로부터 현상장치로 토너가 전사되지 않는 경우의 토너잔량검지장치의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 6은 감광매체로부터 현상장치로 토너가 불충분하게 전사되는 경우의 토너잔량검지장치의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 7은 감광매체와 현상롤러가 서로 접촉하고 있는 경우의 토너잔량검지장치의 동작을 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
131...감광매체 132...현상제적재부
135...현상롤러 190...현상제 잔량검지장치
191...검지부 192...제어부
193...전원 194...표시부
195...메모리부 196...픽셀카운터
본 발명은 화상형성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 토너 카트리지에 남아있는 토너의 량을 검지할 수 있는 토너 잔량 검지장치를 구비하는 화상형성장치에 관한 것이다.
일반적으로, 화상형성장치는 노광장치에 의하여 감광매체의 표면에 형성된 정전잠상에 토너인 토너를 공급하여 정전잠상을 토너화상으로 만들고, 이 토너화상을 인쇄매체에 전사하고 융착시켜서 원하는 화상을 인쇄하는 장치이다.
이때, 토너는 토너 적재부에 저장되어 있으며 토너가 다 소모되기 전에 토너 적재부에 토너를 지속적으로 공급하여야 인쇄작업이 원활하게 이루어질수 있다. 그러므로, 토너 적재부에 저장된 토너의 잔량을 판단하기 위한 토너 잔량 검지장치가 필요하다.
도 1은 종래의 토너 잔량 검지장치가 구비된 현상장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일정한 주속으로 회전하는 감광드럼(16)이 하우징(11)내에 설치되어 있다. 감광드럼(16)의 일측 표면에는 감광드럼(16)을 고전압으로 대전시 키기 위하여 대전롤러(17)가 장착되어 있다. 대전롤러(17)에 의해서 소정전압으로 대전된 감광드럼(16)에 일정한 화상을 노광시키는 노광부(21)가 감광드럼(16)의 일측에 설치되어 있으며, 감광드럼(16)의 표면에 형성된 정전잠상에 토너화상으로 형성시키기 위해 토너를 공급하는 현상롤러(15)가 감광드럼(16)의 표면에 접촉하도록 설치되어 있다.
토너인 토너를 저장하는 토너적재부(12)가 하우징(11)내에 설치되어 있으며, 토너적재부(12)의 하측에는 토너가 굳지 않도록 교반시키는 교반기(13)가 설치되어 있으며, 토너적재부(12)에 저장된 토너를 현상롤러(15)에 공급시키는 공급롤러(14)가 현상롤러(15)에 접촉하면서 회전되도록 설치되어 있다.
현상롤러(15)의 일측 표면에는 현상롤러(15)의 표면에 부착되는 토너의 두께를 규제하기 위한 규제블레이드(20)가 설치되어 있으며, 감광드럼(16)의 일측 표면에는 토너화상이 용지에 전사된 후 잔류하는 토너를 제거하기 위한 클리닝블레이드(18)가 설치되어 있다. 클리닝블레이드(18)에 의하여 제거된 토너는 폐토너저장부(19)에 일시적으로 수용되었다가 도면에 도시되지 않은 회수장치에 의하여 회수된다.
토너적재부(12)의 하측에는 토너 잔량검지장치로서 압력센서(30)가 설치되어 있다. 이 압력센서(30)는 그 위에 얹혀지는 토너의 무게를 감지하거나 일정한 진동 및 전기적인 신호를 주어 입력값과 출력값의 차이를 인식하고 이를 서로 비교하여 토너의 잔량을 검지한다.
이밖에도, 포토센서를 이용하여 토너잔량을 검지하는 방법이 있다. 이 방식 은 토너적재부의 양측에 서로 대응되도록 발광부와 수광부를 설치하고, 발광부에서 조사된 광이 수광부에 어느 정도 수광되는 가의 여부를 판별하여 토너적재부에 남아있는 토너량을 검지하는 것이다. 즉, 발광부에서 조사된 광이 수광부로 전송되지 않으면 토너가 충분히 있다는 것을 나타내며, 발광부에서 조사된 광이 수광부로 전송이 될 경우에는 토너가 거의 없다는 것을 나타낸다.
그런데, 압력센서를 이용하여 토너 잔량을 검지하는 방법은 압력에 의하여 토너의 많고 적음을 판단할 수 있지만 토너가 얼마나 남아 있는지를 정확하게 판단하기에는 한계가 있다.
또한, 포토센서를 이용하여 토너 잔량을 검지하는 방법도 토너가 적재부의 특정위치에 몰려있어 발광부로부터 전사된 광이 수광부에 수광되지 못하도록 차단하는 경우에도 토너가 충분히 있다고 센싱할 수 있는 경우도 있어 정확하게 토너의 잔량을 측정하는데 한계가 있다.
본 발명은 상기 문제점을 감안한 것으로, 화상형성동작이 원활하게 이루어지도록 토너의 소진시점을 정확하게 검지할 수 있는 토너 잔량검지장치를 구비하는 화상형성장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명인 화상형성장치는 감광매체와, 상기 감광매체에 현상제를 공급하여 화상을 형성하는 현상롤러와, 상기 현상롤러와 상기 감광매체 사이에 부착되어 있는 토너의 양에 따른 전기적인 값을 검지하고, 이 검지된 값과 기준값을 비교하여 현상제의 잔량을 판별하는 검지장치와, 용지에 형성된 화상의 픽셀을 측정하고 이에 사용된 토너의 양을 계산함으로써 토너적재부에 남아있는 토너의 양을 검지하는 픽셀카운트장치를 구비하는 토너잔량검지장치를 포함한다.
본 발명에 따르면, 상기 전기적 검지장치는
상기 감광매체에 전기적으로 연결되어 상기 현상롤러와 상기 감광매체 사이의 전기적인 값을 측정하는 검지부를 구비한다.
본 발명에 따르면, 상기 현상롤러는 전원에 인가되어 있으며, 상기 검지부와 감광매체는 상기 감광매체와 상기 현상롤러사이에 존재하는 토너에 의하여 전기적으로 폐루프를 형성한다.
본 발명에 따르면, 상기 전기적인 값은 전류값(I), 전압값(V) 및 정전용량(C) 중 어느 하나이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 토너 잔량검지장치가 적용되는 화상형성장치의 구성을 개략적으로 도시한 측단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 토너 잔량검지장치의 구성을 도시한 구성도이고, 도 4는 감광매체와 현상장치사이에 토너가 충분히 전사되는 경우의 토너잔량검지장치의 동작을 설명하기 위한 도면, 도 5는 감광매체로부터 현상장치로 토너가 전사되지 않는 경우의 토너잔량검지장치의 동작을 설명하기 위한 도면, 도 6은 감광매체로부터 현상장치로 토너가 불충분하게 전사되는 경우의 토너잔량검지장치의 동작을 설명하기 위한 도면, 도 7은 감광매체와 현상롤러가 서 로 접촉하고 있는 경우의 토너잔량검지장치의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본체(100)의 하부에는 용지(P)를 적재한 용지카세트(110)가 착탈 가능하게 설치되어 있으며, 상기 본체(100)의 측부에는 상기 용지(P)를 적재한 다목적급지대(123)가 설치되어 있다. 상기 카세트(110) 및 다목적급지대(123)의 위쪽에는 적재된 상기 용지(P)를 낱장 씩 픽업하기 위한 픽업롤러(121)(124)가 각각 설치되어 있다.
상기 픽업롤러(121)(124)에 의하여 픽업되어 이송롤러(122)에 의하여 이송되는 용지 이송경로 상에는 화상을 현상하기 위한 현상장치(130)와 상기 현상장치(130)에 의하여 현상된 화상을 상기 용지(P)에 전사하기 위한 전사장치(140)가 설치되어 있다.
상기 현상장치(130)는 하우징(130a)에 감싸여 있으며, 그 내부에는 노광장치(150)에 의하여 그 표면에 정전잠상이 형성되는 감광매체(131)가 이송되는 상기 용지(P)를 사이에 두고 상기 전사장치(140)와 대향되게 설치되어 있다.
상기 현상장치(130)는 토너인 토너를 저장하는 토너적재부(132)와, 상기 토너적재부(132)의 하부에 설치되어 상기 토너적재부(132)에 수용된 토너가 굳지 않도록 휘저어주는 교반기(133)와, 상기 감광매체(131)와 소정간격이 이격되도록 설치되어 상기 감광매체(131)의 표면에 형성된 정전잠상에 토너를 공급하여 토너화상을 형성시키는 현상롤러(135)와, 상기 현상롤러(135)에 접촉하면서 회전되도록 설치되어 상기 토너적재부(132)에 적재된 토너를 상기 현상롤러(135)에 공급하는 공급롤러(134)를 구비한다.
또한, 상기 현상장치(130)는 상기 하우징(130a)에 고정되도록 설치되어 상기 공급롤러(134)에 의하여 상기 현상롤러(135)의 표면에 부착되는 토너의 두께를 규제하는 규제블레이드(136)와, 상기 감광매체(131)의 표면을 소정전위로 대전시키는 대전롤러(137)와, 상기 감광매체(131)로부터 상기 용지(P)로 전사되지 않고 그 표면에 잔류하는 토너를 제거하는 클리닝블레이드(138)를 구비한다. 상기 클리닝블레이드(138)에 의하여 제거된 폐토너는 폐토너저장부(139)에 저장되었다가 도면에 도시되지 않은 회수장치에 의하여 회수된다.
상기 전사장치(140)는 상기 감광매체(131)에 대향되어 접촉하도록 설치되어 상기 감광매체(131)에 형성된 토너화상이 상기 용지(P)에 전사되도록 상기 용지(P)를 상기 감광매체(131)쪽으로 가압한다.
상기 전사장치(132)에 의하여 상기 용지(P)에 전사된 토너화상은 용지경로 상에 설치된 정착장치(160)를 거치면서 열과 압력을 받아 상기 용지(P)에 융착된 다음, 배지롤러(171)(172)에 의하여 상기 본체(100)외부로 배출되어 배지대(180)에 적재된다.
화상형성장치는 상기 토너적재부(132)에 저장되어 있는 토너의 량을 검지하기 위하여 토너 잔량검지장치(190)를 구비한다.
상기 토너 잔량검지장치(190)는 상기 현상롤러(135)와 상기 감광매체(131)사이의 전기적인 값을 검지하고, 이 검지된 값과 기준 설정값을 비교하여 토너의 잔량을 판별하는 전기적 검지장치인 검지부(191)와, 용지(P)에 형성된 화상의 픽셀을 측정하고 이에 사용된 토너의 양을 계산함으로써 토너적재부(132)에 남아있는 토너 의 양을 검지하는 픽셀카운트장치인 픽셀카운터(196)와, 상기 검지부(191)에서 측정된 값과 기준 설정값을 저장하며, 상기 픽셀카운터(196)에서 측정된 값과 상기 토너적재부(132)에 토너가 충만된 값도 저장하는 메모리부(195)와, 토너의 잔량여부에 대한 정보를 사용자에게 알려주기 위한 표시부(194)와, 위와 같은 구성들을 전반적으로 제어하기 위한 제어부(192)를 포함한다.
상기 검지부(191)가 상기 감광매체(131)와 현상롤러(135)사이의 전기적인 값을 측정함으로써 상기 토너적재부(132)에 수용된 토너의 잔량을 측정하는 원리를 설명하면 다음과 같다.
상기 현상롤러(135)로부터 상기 감광매체(131)로 토너의 전사는 상기 현상롤러(135)와 상기 감광매체(131)사이의 전압 차에 의하여 토너가 옮겨가므로, 전압 차를 발생시키기 위해서 상기 현상롤러(135)는 전원(193)과 연결되어 있어 일정전위를 가지고 있고 상기 감광매체(131)는 상기 대전롤러(137)로부터 고전위로 대전되고 상기 노광장치(150)에 의하여 노광된 부분은 전위가 변하게 되어 상기 현상롤러(135)와의 전위 차가 발생된다. 상기 현상롤러(135)에 연결되어 있는 전원(193)은 직류전원(DC), 교류전원(AC) 또는 직류전원과 교류전원을 혼합하여 이루어질 수 있다.
도 4를 참조하면, 토너가 상기 현상롤러(135)로부터 상기 감광매체(131)로 전사되면서 상기 현상롤러(135)와 상기 감광매체(131)는 토너(T)에 의하여 서로 연결된다. 이때, 상기 토너(T)는 전도체이므로 상기 현상롤러(135)로부터 상기 감광매체(131)는 전기적으로 연결되며, 상기 현상롤러(135) 및 상기 감광매체(131)는 접지되어 있으므로 전체적으로 폐회로가 구성된다.
따라서, 상기 검지부(191)는 상기 감광매체(131)와 상기 현상롤러(135)사이의 전기적인 값을 측정할 수 있는 것이다. 상기 검지부(191)가 측정하는 상기 감광매체(131)와 상기 현상롤러(135)사이의 전기적인 값은 전류값(Ｉ), 전압값(Ｖ) 또는 정전용량(Ｃ) 중 어느 하나가 될 수 있다.
상기 검지부(191)가 상기 감광매체(131)와 상기 현상롤러(135)사이에 흐르는 전류값(Ｉ)을 측정하고자 하는 경우에는 전류계를 설치하여 상기 현상롤러(135)와 상기 감광매체(131)사이에 흐르는 전류값(Ｉ)을 측정한다. 그리고 상기 토너가 상기 현상롤러(135)로부터 상기 감광매체(131)로 정상적으로 전사될 때의 전류값을 미리 측정하여 상기 메모리부(195)에 저장한 기준값과 상기 검지부(191)에서 측정한 측정값을 비교한다. 이 측정값이 기준값과 동일하면 상기 현상롤러(135)에 토너가 정상적으로 공급되고 있는 것이므로 상기 토너적재부(132)에 토너가 충만되어 있는 것을 의미한다.
만약에, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 토너가 부족하여 상기 현상롤러(135)의 표면에만 상기 토너가 부착되어 있을 뿐, 상기 감광매체(131)로 전사되지 못한다면 이는 상기 토너적재부(132)에 상기 토너가 충분히 적재되어 있지 못한 상태를 의미한다. 이때, 상기 감광매체(131)와 상기 현상롤러(135)는 서로 이격되어 있으므로 전류가 흐르지 않게 되어 상기 검지부(191)에서 측정된 전류값(Ｉ)은 영(zero)이 되며, 이 값은 기준값보다 미만이므로 상기 토너적재부(132)에는 토너의 잔량이 없음을 의미한다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 토너(T)가 상기 감광매체(131)와 상기 현상롤러(135)의 사이에 부분적으로 존재하는 경우에도 상기 검지부(191)에서 측정되는 전류값(Ｉ)은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 감광매체(131)와 상기 현상롤러(135)사이를 상기 토너가 연결시키는 경우보다는 작아지게 되며, 이 값은 기준값 미만이므로 상기 토너적재부(132)에는 토너가 충분하지 않음을 나타낸다.
도 7을 참조하면, 상기 감광매체(131)와 상기 현상롤러(135)가 서로 접촉되어 있는 상태에서 상기 현상롤러(135)로부터 상기 감광매체(131)로 토너화상이 전달된다.
상기 검지부(191)가 상기 감광매체(131)와 상기 현상롤러(135)사이에서 측정하는 전기적인 값은 상기 감광매체(131) 및 상기 현상롤러(135)의 접촉으로 인하여 상기 감광매체(131)와 상기 현상롤러(135)사이의 전기적인 값과 상기 토너가 상기 감광매체(131)와 상기 현상롤러(135)사이를 통과하면서 전달하는 전기적인 값의 합이다.
따라서, 상기 감광매체(131)와 상기 현상롤러(135)사이를 통과하는 상기 토너의 양이 달라지면 상기 검지부(191)가 검출하는 전기적인 값이 달라지게 되므로 이를 이용하여 토너 잔량을 검지한다.
상기 제어부(192)는 표시부(194)와 연결되어 상기 검지부(191)로부터 측정된 측정값과 상기 메모리부(195)에 저장되어 있는 기준값을 비교하여 "토너부족(Toner Low)" 또는 "토너없음(Toner Empty)" 정보를 사용자에게 알려줌으로써 사용자가 용이하게 토너적재부(132)에 적재된 토너의 잔량을 알 수 있게 한다.
한편, 상기 픽셀카운터(196)는 픽셀계수방식(pixel counter) 또는 도트계수방식(dot counter)을 이용하여, 실제 용지에 인쇄된 화상의 픽셀(pixel)수 또는 도트(dot)수를 계산하여 사용한 토너의 양을 소정 연산식을 이용하여 계산하고 이를 상기 메모리부(195)에 저장한다. 그리고 상기 제어부(192)는 상기 픽셀카운터(196)에서 측정된 측정값과 상기 토너적재부(132)의 초기토너의 양을 비교하여 토너의 잔량을 정량적으로 검지한다.
상기와 같은 토너의 잔량은 디스플레이판넬을 통하여 문자나 특정기호로 표시하거나, 판넬상의 램프등을 통해 사용자에게 알려줄 수 있다. 또한, 특정시점이 되면 강제로 사용정보나 현상제 잔량에 대한 내용을 출력할 수도 있고, 사용자가 소정키를 눌렀을 경우 해당정보를 출력하는 등의 방법으로 정보를 제공할 수 있다.
상기 전기적 검지장치와 픽셀카운트장치는 화상형성장치에 인쇄신호가 전달되면서 동시에 동작하며, 인쇄중에 지속적으로 토너의 잔량을 측정한다.
상기와 같이, 상기 감광매체(131)와 상기 현상롤러(135)와 사이의 전기적인 값을 측정하여 상기 토너적재부(132)에 적재된 토너의 잔량을 측정하는 이유는 상기 토너의 공급이 부족하다것은 상기 토너적재부(132)에 토너가 충만되어 있다 하더라도 상기 현상롤러(135)로부터 상기 감광매체(131)로 정상적으로 토너가 공급되지 못함으로써 상기 감광매체(131)에 토너화상이 형성되지 못하게 되는 것이다.
그러므로, 상기 토너가 상기 현상롤러(135)로부터 상기 감광매체(131)로 정상적으로 공급될 때에는 상기 토너적재부(132)에 상기 토너가 충분히 적재되어 있다는 것을 의미하는 것이고, 만약에 상기 토너가 상기 현상롤러(135)로부터 상기 감광매체(131)로 비정상적으로 공급될 때에는 상기 토너적재부(132)에 상기 토너가 불충분하거나 없다는 것을 의미한다.
또한, 상기 토너적재부(132)에 토너가 얼마나 남아있는 가를 정량적으로 측정할 필요가 있으며, 이는 픽셀카운트방식을 이용하여 실현할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 화상형성장치는 현상롤러와 감광매체 사 이의 토너량에 따른 전기적인 값의 변화를 측정하여 현상제의 잔량을 검출함과 동시에 픽셀카운트방식을 이용하여 토너적재부의 잔량을 정량적으로 측정함으로써 정확하게 토너소진시점을 알 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 감광매체;
    상기 감광매체에 현상제를 공급하여 화상을 형성하는 현상롤러;
    상기 현상롤러와 상기 감광매체 사이에 부착되어 있는 토너의 양에 따른 전기적인 값을 검지하고, 이 검지된 값과 기준값을 비교하여 현상제의 잔량을 판별하는 검지장치와;
    용지에 형성된 화상의 픽셀을 측정하고 이에 사용된 토너의 양을 계산함으로써 토너적재부에 남아있는 토너의 양을 검지하는 픽셀카운트장치를 구비하는 토너잔량검지장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전기적 검지장치는
    상기 감광매체에 전기적으로 연결되어 상기 현상롤러와 상기 감광매체 사이의 전기적인 값을 측정하는 검지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 현상롤러는 전원에 인가되어 있으며, 상기 검지부와 감광매체는 상기 감광매체와 상기 현상롤러사이에 존재하는 토너에 의하여 전기적으로 폐루프를 형성하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 전기적인 값은 전류값(I), 전압값(V) 및 정전용량(C) 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
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