KR101391754B1 - 화상형성장치의 폐토너량 검지장치 및 방법과 이를 채용한 화상형성장치 - Google Patents

화상형성장치의 폐토너량 검지장치 및 방법과 이를 채용한 화상형성장치 Download PDF

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Abstract

오우거(auger)를 구동하는 모터의 전류변화를 이용하여 폐토너통에 폐토너가 가득찼는지 여부를 검지할 수 있도록 된 구조의 화상형성장치의 폐토너량 검지장치 및 방법과 이를 채용한 화상형성장치가 개시되어 있다.
이 개시된 화상형성장치의 폐토너량 검지장치는, 폐토너통 내에 수용된 폐토너의 분포를 고르게 하는 오우거를 회전 구동시키는 모터의 구동전류를 검지하는 모터전류 검지부; 및, 모터의 구동전류 값 가운데 최소 구동전류 값에 대응되는 제1전류값과 현재시점에서의 모터의 구동전류 값에 대응되는 제2전류값 사이의 차이를 이용하여, 폐토너통에 폐토너가 가득 찼는지 여부를 판단하는 판단부를 구비한 제어부를 포함한다.

Description

화상형성장치의 폐토너량 검지장치 및 방법과 이를 채용한 화상형성장치{WASTE TONER QUANTITY DETECTING APPARATUS OF IMAGE FORMING APPARATUS AND METHOD, AND IMAGE FORMING APPARATUS EMPLOYING THE SAME}
본 발명은 화상형성장치의 폐토너량 검지장치 및 방법과 이를 채용한 화상형성장치에 관한 것으로서, 상세하게는 오우거(auger)를 구동하는 모터의 전류변화를 이용하여 폐토너통에 폐토너가 가득찼는지 여부를 검지할 수 있도록 된 구조의 폐토너량 검지장치 및 방법과 이를 채용한 화상형성장치에 관한 것이다.
일반적으로, 건식 토너를 사용하는 전자사진방식의 화상형성장치는 대전 및 노광에 의하여 감광체 상에 잠상(latent image)을 형성하고, 현상유닛에 의하여 감광체 상에 토너를 공급하여 감광체 상의 잠상에 토너 화상을 현상하며, 상기 토너 화상을 급지되는 인쇄매체에 전사 및 정착한다.
이와 같은 화상형성 프로세스를 수행함에 있어서, 공급된 토너 가운데 일부는 감광체, 전사유닛 등에 잔류하게 된다. 이 잔류하는 토너는 클리닝 유닛에 의하여 제거되고, 이 제거된 토너는 재활용되거나 폐토너통(Waste Toner Bottle: 이하, 'WTB'라 한다)에 수용된다. 특히, 칼라화상형성장치는 제거된 토너가 색상 구분없 이 혼합되므로 재활용이 실질상 불가능한 바, 폐토너를 수용하기 위한 WTB를 포함한다. WTB 내에 수용된 폐토너가 외부로 누출되는 경우는 주변을 오염시키고, 폐토너 회수장치에 물리적 손상을 입히게 된다. 이를 방지하기 위하여, 폐토너가 WTB 내에 가득찼는지 여부(WTB 풀(Full))를 검지하는 폐토너량 검지장치가 요구된다.
종래의 폐토너량 검지장치의 일 예로서, WTB 내의 소정 높이에 광선을 투광하여 광학적으로 폐토너가 가득 찼는지 여부를 검지하도록 발광부와 수광부로 구성된 광센서를 포함하는 검지장치가 개시된 바 있다. 이 개시된 종래의 폐토너량 검지장치는 발광부에서 조사된 광을 수광부가 수광하는지에 따라, WTB 풀(Full) 여부를 검지한다.
한편, 상기한 종래의 폐토너량 검지장치는 WTB 풀을 검지하기 위하여 센서부를 별도로 구비하여야 하므로, 센서부를 구비하지 않는 구성에 비하여 제조비용이 비싸고, 조립공수가 복잡하다는 단점이 있다.
또한, WTB 내의 광경로 상의 광창이 비산된 토너 등에 의하여 오염된 경우는 폐토너가 가득 차지 않은 상태에서도 WTB 풀로 인식할 수 있는 등의 오동작을 유발할 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 오우거(auger)를 구동하는 모터의 전류변화를 이용하여 폐토너가 폐토너통에 가득찼는지 여부를 검지할 수 있도록 된 구조의 화상형성장치의 폐토너량 검지장치 및 방법 과 이를 채용한 화상형성장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 폐토너통에 수용된 폐토너의 용량을 검지하는 화상형성장치의 폐토너량 검지장치에 있어서,
상기 폐토너통 내에 수용된 폐토너의 분포를 고르게 하는 오우거를 회전 구동시키는 모터의 구동전류를 검지하는 모터전류 검지부; 및, 상기 모터의 구동전류 값 가운데 최소 구동전류 값에 대응되는 제1전류값과 현재시점에서의 상기 모터의 구동전류 값에 대응되는 제2전류값 사이의 차이를 이용하여, 상기 폐토너통에 폐토너가 가득 찼는지 여부를 판단하는 판단부를 구비한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 제1전류값을 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다. 또한, 제어부는, 제2전류값이 제1전류값 미만의 값으로 판단시, 상기 저장부에 저장된 제1전류값을 상기 제2전류값으로 갱신한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 판단부가 상기 폐토너통 내에 폐토너가 가득찬 것으로 판단시, 이를 사용자에게 알리는 통지부를 더 포함할 수 있다.
상기 모터전류 검지부는,
상기 모터와 직렬 연결되는 것으로, 상기 모터의 구동전류에 비례하는 전압이 양단에 인가되는 저항소자와; 상기 저항소자의 양단에 걸리는 전압을 증폭하는 증폭기와; 증폭된 전압을 디지털 값으로 변환하여 상기 모터의 구동전류에 비례하는 소정 전류값을 출력하는 아날로그-디지털 변환기를 포함한다.
또한, 상기 모터전류 검지부는, 상기 저항소자의 일단과 상기 증폭기의 입력단 사이 및, 상기 증폭기의 출력단과 상기 아날로그-디지털 변환기의 입력단 사이 중 적어도 어느 하나에 배치되어, 상기 저항소자의 양단에 걸리는 전압 내의 노이즈 성분을 제거하는 적어도 하나의 저역통과필터를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 폐토너통에 수용된 폐토너의 용량을 검지하는 화상형성장치의 폐토너량 검지방법에 있어서,
상기 폐토너통 내에 수용된 폐토너의 분포를 고르게 하는 오우거를 회전 구동시키는 모터의 구동전류 값 가운데 최소 구동전류 값에 대응되는 제1전류값을 검지하는 단계와; 현재시점에서, 상기 모터의 구동전류 값에 대응되는 제2전류값을 검지하는 단계와; 제1전류값과 제2전류값 사이의 차이값을 이용하여 상기 폐토너통에 폐토너가 가득 찼는지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1전류값 설정단계는, 화상형성장치에 내부에 폐토너가 수용되지 않은 상태의 폐토너통이 장착시, 처음으로 검지되는 상기 모터의 구동전류 값에 대응되는 전류값을 제1전류값으로 설정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 제2전류값이 상기 제1전류값 미만의 값으로 판단시, 상기 제1전류값을 상기 제2전류값으로 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 폐토너량 검지방법.
여기서, 상기 판단단계에서 상기 차이값이 기설정된 참조값 보다 큰 값을 가지는 것으로 판단된 경우,
상기 제1전류값 설정단계, 상기 제2전류값 검지단계 및 상기 판단단계를 순 차적으로 소정 횟수만큼 반복 수행하여 상기 폐토너통에 폐토너가 가득찼는지 여부를 반복 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 폐토너통에 폐토너가 가득찬 것으로 판단시, 이를 사용자에게 통지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1전류값과 상기 제2전류값을 검지하는 단계는,
상기 모터와 직렬 연결되는 저항소자의 양단에 걸리는 상기 모터의 구동전류에 비례하는 전압을 증폭하는 단계와; 상기 증폭된 전압을 디지털 값으로 변환하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 상기 저항소자의 양단에 걸리는 전압 내에 포함된 노이즈 성분을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 화상형성장치는, 인쇄매체를 공급하는 매체공급유닛과; 상기 매체공급부에서 공급되는 인쇄매체에 대하여 토너 화상을 형성하는 화상형성부와; 상기 화상형성부로부터 회수된 폐토너를 수용하는 폐토너통과, 상기 폐토너통 내에 수용된 폐토너의 분포를 고르게 하는 오우거와, 상기 오우거를 회전 구동시키는 모터를 구비한 폐토너 회수유닛과; 상기 폐토너통에 수용된 폐토너의 용량을 검지하는 것으로, 상기한 구성을 가지는 폐토너량 검지장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 폐토너통에 수용된 폐토너의 용량을 검지하는 화상형성장치의 폐토너량 검지장치에 있어서,
상기 폐토너통 내에 수용된 폐토너의 분포를 고르게 하는 오우거를 회전 구동시키는 모터의 구동전류를 검지하는 모터전류 검지부; 및 상기 모터의 구동전류 값 가운데 최소 구동전류 값에 대응되는 제1전류값을 설정하고, 상기 제1전류값 설정 이후 검지된 상기 모터의 구동전류 값에 대응되는 제2전류값과 상기 제1전류값 사이의 차이를 이용하여, 상기 폐토너통에 폐토너가 가득 찼는지 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 폐토너통에 수용된 폐토너의 용량을 검지하는 화상형성장치의 폐토너량 검지방법에 있어서, 상기 폐토너통 내에 수용된 폐토너의 분포를 고르게 하는 오우거를 회전 구동시키는 모터의 구동전류의 전류값을 검지하는 단계와; 상기 검지된 전류값과 상기 오우거의 구동에 필요한 모터의 최소 구동전류값에 대응하는 메모리에 저장된 저장값 사이의 차이를 이용하여, 상기 폐토너통 내의 폐토너량이 소정 량에 도달했는지를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 속이 빈 폐토너통을 장착시, 초기 검출된 모터의 구동전류값에 대응하는 전류값을 상기 메모리에 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 검지된 전류값이 상기 메모리에 저장된 전류값 미만의 값으로 판단시, 상기 저장부에 저장된 전류값을 상기 검지된 전류값으로 갱신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 저장된 전류값과 검지된 전류값 사이의 차이가 소정 기준값 이상인 경우, 현재전류값을 검지하는 단계와 판단 단계를 반복함에 의하여, 상기 폐토너통이 소정 폐토너량에 도달하였는지 여부를 재차 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 화상형성장치의 폐토너량 검지장치 및 방법과 이를 채용한 화상형성장치는 폐토너통(WTB) 내에 토너가 가득 찼는지 여부(WTB 풀(Full)여부)를 검지함에 있어서, 별도의 센서부를 구비하지 않으므로 센서부를 구비하는 구성에 비하여 제조비용을 낮출 수 있고, 조립공수를 단순화 할 수 있다. 또한 센서부를 구비한 구성의 경우 야기될 수 있는 오동작 문제를 근본적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 모터의 구동전류 변화를 이용하여 WTB 풀 여부를 검지함에 있어서, 최소 전류값과 현재의 전류값을 이용하여 WTB 풀 여부를 판단하므로, 화상형성장치 및 폐토너 회수유닛의 기구 공차 및 조립편차에 따른 판단 오차를 줄일 수 있다는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 복수회에 걸쳐 WTB 풀 여부를 검지함으로, 검지의 정확성을 높일 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화상 형성장치의 폐토너량 검지장치 및 방법과 이를 채용한 화상형성장치를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치를 보인 개략적인 도면으로서, 탠덤(tandem)형 전자사진방식 칼라화상형성장치를 예로 들어 나타낸 것이다. 그리고, 도 2a 및 도 2b 각각은 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치의 폐토너 회수유닛 및 폐토너량 검지장치를 보인 개략적인 단면도이다. 여기서, 도 2a는 폐토너통 내에 소량의 폐토너가 수용된 경우를 나타낸 것이고, 도 2b는 폐토너통 내에 폐토너가 가득찬 경우를 예로 들어 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치는 소정 색상별 화상을 독립적으로 형성하고 이를 중첩하여 칼라 화상을 형성하는 것으로, 인쇄매체(M)를 공급하는 매체공급유닛(10)과, 화상형성부(20)와, 폐토너 회수유닛(40) 및 폐토너량 검지장치(50)를 포함한다.
상기 화상형성부(20)는 공급되는 인쇄매체(M)에 대하여 칼라 화상을 형성하는 것으로, 감광체(21), 이 감광체(21)에 광을 주사하여 잠상(latent image)을 형성하는 노광유닛(23)과, 감광체(21)에 형성된 잠상에 토너를 현상하여 화상을 형성하는 현상유닛(25)과, 감광체(21)에 현상된 토너 화상을 인쇄매체(M)에 전사하는 전사유닛(27)과, 인쇄매체(M)에 전사된 화상이 인쇄매체(M)에 정착되도록 가열 및 가압하는 정착유닛(31)을 포함한다.
상기 현상유닛(25)은 감광체(21)에 마주하게 배치되어, 감광체(21) 상의 잠상이 형성된 영역에 대해 토너를 현상한다.
본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치는 풀(full) 칼라 화상을 형성할 수 있도록, 각 칼라별로 노광유닛(23), 현상유닛(25) 및 감광체(21)를 구비한다. 도 1은 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(K) 칼라를 각각 구현할 수 있도록, 노광유닛(23), 현상유닛(25) 및 감광체(21) 각각이 4개씩 구비된 것을 예로 들어 나타낸 것이다.
상기 전사유닛(27)은 상기 감광체(21)에 형성된 토너 화상을 인쇄매체(M)에 전사한다. 이를 위하여 상기 전사유닛(27)은 각 감광체(21)에 형성된 화상이 일차적으로 전사되는 중간전사벨트(ITB; 28)와, 중간전사벨트(28) 상에 전사된 화상을 이송경로를 통하여 이송되는 인쇄매체(M)로 전사하는 전사롤러(29)를 포함한다. 이 전사유닛(27)을 통하여 인쇄매체(M)에 전사된 화상은 상기 정착유닛(31)을 통하여 정착된다.
또한, 화상형성부(20)는 상기 복수의 감광체(21) 각각에 대응되는 위치에, 상기 감광체(21)를 소정 전위로 대전시키는 대전기(33)와, 감광체(21)에 잔류하는 전하를 제거하는 제전기(미도시) 및, 상기 감광체(23)와 중간전사벨트(28) 묻은 폐토너를 포함하는 이물질을 제거하는 클리닝유닛(35)을 포함한다. 도 1은 클리닝유닛(35)의 일 예로서, 클리닝 블레이드를 나타내었다.
상기 폐토너 회수유닛(40)은 상기 화상형성부(20)로부터 회수된 폐토너를 수용하는 폐토너통(41)과, 상기 폐토너통(41) 내에 수용된 폐토너의 분포를 고르게 하는 오우거(43)와, 상기 오우거(43)를 회전 구동시키는 모터(45)와, 상기 모터(45)에 소정 전류를 인가하여 상기 모터(45)를 구동하는 구동부(47)를 포함한다.
상기 오우거(43)는 상기 모터(45)의 회전에 의하여 회전되는 회전축(43a)과, 상기 회전축(43a) 외주에 헤리컬 형상으로 형성되어 폐토너통(41)의 내부에 수용된 폐토너를 고르게 분산시키는 반송익(43b)을 포함한다. 여기서 모터(45)와 회전축(43a) 사이에는 모터(45)의 회전속도를 감속하여 상기 회전축(43a)에 동력전달 할 수 있도록 하는 동력전달부(49)가 포함될 수 있다.
상기 폐토너량 검지장치(50)는 별도의 센서없이 상기 모터(45)의 구동전류를 기초로 상기 폐토너통(41)에 수용된 폐토너(WT)의 용량을 검지한다. 이를 위하여, 폐토너량 검지장치(50)는 모터(45)의 구동전류를 검지하는 모터전류 검지부(51)와, 상기 폐토너통(41)에 폐토너(WT)가 가득 찼는지 여부를 판단하는 판단부(63)를 구비한 제어부(61)를 포함한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모터전류 검지부 및 제어부를 보인 회로도이다. 도면을 참조하면, 참조하면, 모터전류 검지부(51)는 저항소자(Rs), 증폭기(53), 아날로그-디지털 변환기(ADC; 55)를 포함한다.
저항소자(Rs)는 모터(45)와 직렬 연결되는 것으로, 모터의 구동전류(IM)에 비례하는 전압(V = IM × Rs)이 그 양단에 인가된다. 도 3에 있어서, Vmotor는 모터(45)의 일단에 인가되는 전압이고, 모터_ON은 구동부에 인가되는 모터 구동 개시 신호를 의미한다.
증폭기(53)는 저항소자(Rs)의 양단에 걸리는 전압을 증폭하고, ADC는 아날로그 값을 가지는 증폭된 전압을 디지털 값으로 변환하여 상기 모터의 구동전류에 비 례하는 소정 전류값을 출력한다.
또한, 본 실시예에 있어서, 모터전류 검지부(51)는 상기 저항소자(Rs)의 양단에 걸리는 전압 내의 노이즈 성분을 제거하는 제1 및/또는 제2저역통과필터(LPF; 57, 59)를 더 포함할 수 있다. 제1저역통과필터(57)는 상기 저항소자(Rs)의 일단과 상기 증폭기(53)의 입력단 사이에 배치되고, 제2저역통과필터(59)는 상기 증폭기(53)의 출력단과 상기 ADC(55)의 입력단 사이에 배치된다.
상기한 바와 같이, 모터전류 검지부(51)를 구비함으로써, 폐토너통(41)이 도 2a와 같이 비어있는 경우에서 도 2b와 같이 폐토너통(41)이 폐토너로 채워진 경우로 변화함에 따라 상기 모터(45)의 구동 전류값이 증가하는 것을 측정할 수 있다.
상기 판단부(63)는 상기 모터의 구동전류 값 중 제1전류값과, 제2전류값 사이이 차이를 이용하여 폐토너 풀(full) 여부를 판단한다. 여기서, 제1전류값은 모터(45)의 구동전류 값 가운데 최소 구동전류 값에 대응되는 전류값이고, 제2전류값은 현재시점에서의 상기 모터(45)의 구동전류 값에 대응되는 전류값이다. 즉, 제2전류값은 제1전류값을 설정한 이후에 검출하는 전류값이다.
상기 제어부(61)는 제1전류값을 저장하는 저장부(65)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 새 폐토너통(WTB)을 화상형성장치에 장착 후, 폐토너를 수용하기 이전에 오우거(43)를 회전 구동시키는데 소요되는 모터(45)의 구동 전류값을 제1전류값으로 설정할 수 있다.
한편, 도 2a에 도시된 바와 같이, 폐토너통(WTB)에 폐토너가 소량 수용된 경우는 구동 전류값이 상기한 제1전류값 미만으로 측정될 수 있다. 이와 같이, 제2전 류값이 제1전류값 미만의 값을 가지는 것으로 판단시, 상기 제어부(61)는 저장부(65)에 저장된 제1전류값을 제2전류값으로 갱신한다.
이와 같이, 갱신된 제1전류값과, 폐토너 풀 여부를 판단하는 현재시점에서의 새로운 제2전류값을 비교하여, 폐토너 풀(full) 여부를 검지한다. 즉, 판단부(63)는 제2전류값과 제1전류값 사이의 차이값(= 제2전류값 - 제1전류값)이, WTB 풀 검지 전류 설정치를 나타내는 기준값을 비교하여 폐토너 풀 여부를 검지한다.
도 4a 및 도 4b 각각은 비교예와 본 발명의 실시예에 따른 폐토너량 검지장치의 모터 전류값에 따른 폐토너량 검지결과를 보인 개략적인 그래프이다.
도 4a 및 도 4b 각각을 살펴보면, 폐토너량이 증가함에 따른 검지 모터전류값이 가변된다. 따라서, 제1전류값으로 표현되는 최소 전류값은 폐토너 회수장치 각각의 특성에 따라 서로 다른 값을 가질 수 있다. 도 4a 및 도 4b는 최소 전류값이 M_Min0, M_Min1, M_Min2 세 가지 값을 가지는 경우를 나타낸 것이다.
도 4a는 폐토너량이 풀을 나타내는 모터 전류값 M_Max를 특정 전류값으로 고정한 경우를 나타낸 것이다. 즉, 최소 전류값 M_Min0를 기준으로 폐토너량이 풀(full; F)인 경우를 나타낸 것이다.
최소 전류값이 M_Min1을 가지는 경우는 M_Max를 검지하는 시점에는 폐토너량이 F2로서 최대 수용량 F를 벗어나게 된다. 따라서, WTB(41) 밖으로 폐토너가 넘칠 수 있다. 이는 화상형성장치의 기내 오염이 발생하여, 화질이 저하됨과 아울러 폐토너에 의한 환경 오염의 원인을 제공할 수 있다. 반면, 최소 전류값이 M_Min2를 가지는 경우는 M_Max를 가지는 시점의 폐토너량은 F1으로서, 최대 수용량 F에 못미 치게 된다. 따라서, WTB(41)가 가득차지 않은 상태에서 WTB(41)를 교체하여야 하므로, 정상적인 경우에 비하여 WTB(41)를 자주 교체하여야 하는 단점이 있다.
도 4b는 폐토너량이 풀을 나타내는 모터의 최대전류값을 최소전류값에 따라 다르게 설정한 경우를 나타낸 것이다. 즉, 최대전류값 M_Max0, M_Max1, M_Max2 각각은 최소 전류값 M_Min0, M_Min1, M_Min2에 참조값(REF)을 합한 값이다.
이 경우, 최소 전류값이 M_Min1, M_Min0, M_Min2 각각을 가지는 경우, 서로 다는 최대 전류값 M_Max1, M_Min0, M_Max2에 대응되는 모터 전류값이 검출된 시점을 폐토너 풀(F)로 검지한다. 따라서, WTB(41) 밖으로 폐토너가 넘치거나, 폐토너 부족상태에서 폐토너 풀(F)로 잘못 인식하는 문제점이 발생되지 않는다.
또한, 상기 제어부(61)는 상기 판단부(63)가 폐토너 풀 여부를 판단함에 있어서, 검지의 정확성을 높일 수 있도록, 복수회에 걸쳐 WTB 풀 여부를 검지할 수 있다.
또한, 제어부(61)는 통지부(67)를 더 포함할 수 있다. 이 통지부(67)는 상기 판단부(63)가 상기 폐토너통(41) 내에 폐토너(WT)가 가득찬 것으로 판단시, 이를 사용자에게 알린다. 상기 통지부(67)는 화상형성장치에 마련된 표시패널이나 표시램프, 화상형성장치와 연결된 호스트장치의 표시부, 소리 등의 방식으로 통지할 수 있다.
상기한 바와 같이 구성된 폐토너량 검지장치 및 이를 채용한 화상형성장치는 폐토너통(WTB)에 수용되는 폐토너량이 증가함에 따라 모터 구동전류값의 변화를 검지하고, 이를 기초로 폐토너 풀을 검지할 수 있다. 따라서 별도의 검지센서를 구비 하는 종래의 방식에 비하여, 구성을 단순화하고 조립공수를 줄일 수 있다는 이점이 있다. 또한, 폐토너 풀을 인식함에 있어서, 모터의 최대 전류값을 고정값으로 사용하지 않고, 모터의 최소 전류값과이 관계를 고려하여 설정함으로써, 폐토너 풀 검지시점에서 WTB에 수용되는 폐토너량이 폐토너 풀이 되도록 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치의 폐토너량 검지방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치의 폐토너량 검지방법은, 제1전류값(M_Min)을 설정하는 단계(S55, S65), 제2전류값(M_Curr)을 검지하는 단계(S40) 및, 제1전류값(M_Min)과 제2전류값(M_Curr) 사이의 차이값을 이용하여 폐토너통(41)에 폐토너(WT)가 가득 찼는지 여부를 판단하는 단계를 포함한다. 여기서, 제1전류값(M_Min)은 폐토너통(41) 내에 수용된 폐토너(WT)의 분포를 고르게 하는 오우거(43)를 회전 구동시키는 모터(45)의 구동전류 값 가운데 최소 구동전류 값에 대응되는 값이다. 제2전류값(M_Curr)은 현재시점에서 모터(45)의 구동전류 값에 대응되는 값이다.
상기 제1전류값(M_Min)과 상기 제2전류값(M_Curr)은 상기 모터(45)와 직렬 연결되는 저항소자(Rs)의 양단에 걸리는 상기 모터(45)의 구동전류에 비례하는 전압을 증폭하고, 이 증폭된 전압을 ADC를 통하여 디지털 값으로 변환하는 과정을 통하여 검지할 수 있다. 또한, 제1 및 제2전류값을 검지함에 있어서, 상기 저항소자의 양단에 걸리는 전압 내에 포함된 노이즈 성분을 제거하는 과정을 더 포함할 수 있다.
보다 구체적으로 살펴보면, 우선 초기 조건값을 설정한다(S10). 예컨대, WTB 풀 검지 전류 설정치인 기준값(REF)과, 풀 판단 반복횟수를 나타내는 계수값(REF_CNT) 각각을 100과 30으로 설정한다. 여기서, 값 100은 ADC(55)를 통하여 변환된 디지털 값에 대응되는 값이다. 이어서, 모터(45)에 구동전류를 인가(모터 온(ON)하여, 오우거(43)를 작동시킨다(S20). 여기서, 모터 구동시의 초기의 불안정한 상태에서의 전류인 돌입 전류를 배제하기 위하여 소정시간(예, 200msec) 동안 딜레이한다(S30).
상기한 바와 같이, 단계 S10 내지 S30을 수행한 이후, 제1전류값 설정과 제2전류값의 검지를 수행한다. 즉, 단계 S30에 이어서, ADC에서 출력된 전류값을 제2전류값(M_Curr)으로 취한다. 이어서, 폐토너통(WTB; 41)이 새(New) WTB인지 여부를 판단한다(S50). 여기서, 새 WTB인 경우는 현재시점에서 검출된 제2전류값(M_Curr)을 제1전류값(M_Min)으로 취하고, 이 M_Min을 저장부(65)에 저장한다. WTB 풀 검지를 반복하기 위한 계수값(Cnt)을 초기화(Cnt ← 0)한다(S55).
또한, 본 발명은 새 WTB가 아닌 것으로 판단된 경우는 제2전류값(M_Curr)과 제1전류값(M_Min)을 비교하고, 상기 제2전류값(M_Curr)이 상기 제1전류값(M_Min) 미만의 값으로 판단시 상기 제1전류값(M_Min)을 상기 제2전류값(M_Curr)으로 갱신하는 단계를 더 포함할 수 있다(S60). 여기서, M_Curr이 M_Min 미만의 전류값을 가지는 것으로 판단되면, 저장부(65)에 저장된 M_Min 값을 M_Curr 값으로 갱신 후(S65), 단계 S40 이하를 반복한다.
M_Curr이 M_Min과 같거나 큰 값을 가지는 것으로 판단되면, M_Curr과 M_Min 사이의 차이값(Diff)을 산출한다(Diff ← M_Curr - M_Min)(S70).
이어서, 이와 같이 산출된 Diff와 기준값(REF)을 비교한다(S80). 여기서, 차이값(Diff)이 REF와 같거나 작은 값을 가지는 경우, 제어부(61)는 WTB가 풀 상태가 아닌 것으로 판단하여, 계수값(Cnt)를 초기화(Cnt ← 0) 한 후(S85), 단계 S40 이하를 반복한다.
한편, Diff가 REF를 초과하는 것으로 판단된 경우(Diff > REF), 계수값을 갱신한다(Cnt ← Cnt+1)(S90). 이어서, 갱신된 Cnt 와 참조 계수값(REF_CNT)를 비교한다(S100). 여기서, Cnt 값이 REF_CNT 이하인 경우, 주어진 REF_CNT 값만큼(도 5에서는 30회) 단계 S40 이하를 반복한다. 그리고, Cnt 값이 REF_CNT를 초과하는 경우는 WTB 풀(Full)로 판단한다(S110).
상기한 계수단계는 측정의 정확성을 높이기 위한 것으로서, 본 발명에 있어서, 일회 판단결과를 기초로 WTB 풀을 판단하는 것도 가능하다(예, REF_CNT = 0)
또한, 본 발명은 단계 S110에서 상기 폐토너통에 폐토너가 가득찬 것으로 판단시, 이를 사용자에게 통지하는 단계(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치의 폐토너량 검지방법은 WTB 풀에 대응되는 모터 전류의 최대 전류값을 설정함에 있어서, 기준값(REF)을 정하고, 이 기준값과 차이값(Diff) 사이의 전류값 차이를 이용하여 WTB 풀을 검지한다. 그러므로, 별도의 검지센서 없이, WTB 풀을 정확히 산출할 수 있다는 이점이 있다.
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치를 보인 개략적인 단면도.
도 2a 및 도 2b 각각은 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치의 폐토너 회수유닛 및 폐토너량 검지장치를 보인 개략적인 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치의 폐토너량 검지장치를 보인 회로도.
도 4a 및 도 4b 각각은 비교예와 본 발명의 실시예에 따른 폐토너량 검지장치의 모터 전류값에 따른 폐토너량 검지결과를 보인 개략적인 그래프.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치의 폐토너량 검지방법을 설명하기 위한 순서도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 매체공급유닛 20: 화상형성부
40: 폐토너 회수유닛 41: 폐토너통
43: 오우거 45: 모터
45: 구동부 50: 폐토너량 검지장치
53: 증폭기 55: 아날로그-디지털 변환기
57, 59: 저역통과필터 61: 제어부
63: 판단부(CPU) 65: 저장부
67: 통지부 Rs: 저항소자

Claims (20)

  1. 화상형성장치에 있어서,
    인쇄매체를 공급하는 매체공급유닛과;
    상기 매체공급유닛에서 공급되는 인쇄매체에 대하여 토너 화상을 형성하는 화상형성부와;
    상기 화상형성부로부터 회수된 폐토너를 수용하는 폐토너통과, 상기 폐토너통 내에 수용된 폐토너의 분포를 고르게 하는 오우거와, 상기 오우거를 회전 구동시키는 모터를 구비한 폐토너 회수유닛과;
    상기 폐토너통에 수용된 폐토너의 용량을 검지하는 폐토너량 검지장치를 포함하며,
    상기 폐토너량검지장치는,
    상기 폐토너통 내에 수용된 폐토너의 분포를 고르게 하는 오우거를 회전 구동시키는 모터의 구동전류를 검지하는 모터전류 검지부와;
    상기 모터의 구동전류 값 가운데 최소 구동전류 값에 대응되는 제1전류값과, 현재시점에서의 상기 모터의 구동전류 값에 대응되는 제2전류값 사이의 차이를 이용하여, 상기 폐토너통에 폐토너가 가득 찼는지 여부를 판단하는 판단부를 구비한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1전류값을 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 화상형성장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2전류값이 제1전류값 미만의 값으로 판단시, 상기 저장부에 저장된 제1전류값을 상기 제2전류값으로 갱신하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 판단부가 상기 폐토너통 내에 폐토너가 가득찬 것으로 판단시, 이를 사용자에게 알리는 통지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모터전류 검지부는,
    상기 모터와 직렬 연결되는 것으로, 상기 모터의 구동전류에 비례하는 전압이 양단에 인가되는 저항소자와;
    상기 저항소자의 양단에 걸리는 전압을 증폭하는 증폭기와;
    증폭된 전압을 디지털 값으로 변환하여 상기 모터의 구동전류에 비례하는 소정 전류값을 출력하는 아날로그-디지털 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 모터전류 검지부는,
    상기 저항소자의 일단과 상기 증폭기의 입력단 사이 및, 상기 증폭기의 출력단과 상기 아날로그-디지털 변환기의 입력단 사이 중 적어도 어느 하나에 배치되어, 상기 저항소자의 양단에 걸리는 전압 내의 노이즈 성분을 제거하는 적어도 하나의 저역통과필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  7. 폐토너통에 수용된 폐토너의 용량을 검지하는 화상형성장치의 폐토너량 검지방법에 있어서,
    상기 폐토너통 내에 수용된 폐토너의 분포를 고르게 하는 오우거를 회전 구동시키는 모터의 구동전류 값 가운데 최소 구동전류 값에 대응되는 제1전류값을 설정하는 단계와;
    상기 모터의 구동전류 값에 대응되는 제2전류값을 검지하는 단계와;
    제1전류값과 제2전류값 사이의 차이값을 이용하여 상기 폐토너통에 폐토너가 가득 찼는지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 폐토너량 검지방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1전류값 설정단계는,
    화상형성장치에 내부에 폐토너가 수용되지 않은 상태의 폐토너통이 장착시, 처음으로 검지되는 상기 모터의 구동전류 값에 대응되는 전류값을 제1전류값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 폐토너량 검지방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2전류값이 상기 제1전류값 미만의 값으로 판단시, 상기 제1전류값을 상기 제2전류값으로 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 폐토너량 검지방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 판단단계에서 상기 차이값이 기설정된 참조값 보다 큰 값을 가지는 것으로 판단된 경우,
    상기 제1전류값 설정단계, 상기 제2전류값 검지단계 및 상기 판단단계를 순차적으로 소정 횟수만큼 반복 수행하여 상기 폐토너통에 폐토너가 가득찼는지 여부를 반복 판단하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 폐토너량 검지방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 폐토너통에 폐토너가 가득찬 것으로 판단시, 이를 사용자에게 통지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 폐토너량 검지방법.
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1전류값과 상기 제2전류값을 검지하는 단계는,
    상기 모터와 직렬 연결되는 저항소자의 양단에 걸리는 상기 모터의 구동전류 에 비례하는 전압을 증폭하는 단계와;
    상기 증폭된 전압을 디지털 값으로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 폐토너량 검지방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 저항소자의 양단에 걸리는 전압 내에 포함된 노이즈 성분을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 폐토너량 검지방법.
  14. 폐토너통에 수용된 폐토너의 용량을 검지하는 화상형성장치의 폐토너량 검지장치에 있어서,
    상기 폐토너통 내에 수용된 폐토너의 분포를 고르게 하는 오우거를 회전 구동시키는 모터의 구동전류를 검지하는 모터전류 검지부와;
    상기 모터의 구동전류 값 가운데 최소 구동전류 값에 대응되는 제1전류값과, 현재시점에서의 상기 모터의 구동전류 값에 대응되는 제2전류값 사이의 차이를 이용하여, 상기 폐토너통에 폐토너가 가득 찼는지 여부를 판단하는 판단부를 구비한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 폐토너량 검지장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 모터전류 검지부는,
    상기 모터와 직렬 연결되는 것으로, 상기 모터의 구동전류에 비례하는 전압이 양단에 인가되는 저항소자와;
    상기 저항소자의 양단에 걸리는 전압을 증폭하는 증폭기와;
    증폭된 전압을 디지털 값으로 변환하여 상기 모터의 구동전류에 비례하는 소정 전류값을 출력하는 아날로그-디지털 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 폐토너량 검지장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 모터전류 검지부는,
    상기 저항소자의 일단과 상기 증폭기의 입력단 사이 및, 상기 증폭기의 출력단과 상기 아날로그-디지털 변환기의 입력단 사이 중 적어도 어느 하나에 배치되어, 상기 저항소자의 양단에 걸리는 전압 내의 노이즈 성분을 제거하는 적어도 하나의 저역통과필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 폐토너량 검지장치.
  17. 폐토너통에 수용된 폐토너의 용량을 검지하는 화상형성장치의 폐토너량 검지방법에 있어서,
    상기 폐토너통 내에 수용된 폐토너의 분포를 고르게 하는 오우거를 회전 구동시키는 모터의 구동전류의 전류값을 검지하는 단계와;
    상기 검지된 전류값과 상기 오우거의 구동에 필요한 모터의 최소 구동전류값에 대응하는 메모리에 저장된 저장값 사이의 차이를 이용하여, 상기 폐토너통 내의 폐토너량이 소정 량에 도달했는지를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 폐토너량 검지방법.
  18. 제17항에 있어서,
    속이 빈 폐토너통을 장착시, 초기 검출된 모터의 구동전류값에 대응하는 전류값을 상기 메모리에 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 폐토너량 검지방법.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 검지된 전류값이 상기 메모리에 저장된 전류값 미만의 값으로 판단시, 상기 메모리에 저장된 전류값을 상기 검지된 전류값으로 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 폐토너량 검지방법.
  20. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    저장된 전류값과 검지된 전류값 사이의 차이가 소정 기준값 이상인 경우, 현재전류값을 검지하는 단계와 판단 단계를 반복함에 의하여, 상기 폐토너통이 소정 폐토너량에 도달하였는지 여부를 재차 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 폐토너량 검지방법.
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