KR20210042766A - 센서를 이용한 토너 카트리지의 상태 판단 및 제어 - Google Patents

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KR20210042766A
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심정섭
이성희
김효중
강민우
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휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
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Abstract

본 개시는, 토너 카트리지 내의 현상제를 이송시키는 이송 부재가 회전함에 따라, 센서로부터, 상기 이송 부재의 수축 정도에 대응하는 출력 신호를 획득하는 단계; 상기 출력 신호의 특성에 기초하여, 상기 토너 카트리지의 상태를 판단하는 단계; 및 상기 토너 카트리지의 상태가 현상 장치로 토너를 정상적으로 공급할 수 없는 비정상 상태로 판단되면, 상기 이송 부재에 전달되는 구동력을 증가시키는 복구 모드를 실행하는 단계를 포함하는, 화상 형성 장치의 동작 방법이 개시된다.

Description

센서를 이용한 토너 카트리지의 상태 판단 및 제어 {STATUS DETERMINATION AND CONTROL OF TONER CARTRIDGE USING SENSOR}
전자사진방식을 이용하는 화상 형성 장치는, 감광체에 형성된 정전잠상에 토너를 공급하여 감광체 상에 가시적인 토너화상을 형성한다. 화상 형성 장치는, 형성된 토너화상을 기록매체로 전사한 후, 전사된 토너화상을 기록매체에 정착시켜 기록 매체에 화상을 인쇄한다.
한편, 토너 카트리지는 화상 형성 장치 내의 현상 장치로 토너를 공급할 수 있다. 토너 카트리지는 화상 형성 장치에 착탈 가능하고, 토너 카트리지 내의 토너가 소모되면 교체된다.
본 개시는, 다음의 자세한 설명과 그에 수반되는 도면들의 결합으로 쉽게 이해될 수 있으며, 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
도 1은 일실시예에 따라, 토너 카트리지 내의 이송 부재가 수축됨에 따라 센서에서 획득된 출력 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일실시예에 따라, 화상 형성 장치의 동작 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3a는 일실시예에 따라, 토너 카트리지 및 현상 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3b는 일실시예에 따라, 토너 카트리지의 구성 및 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일실시예에 따라, 토너 카트리지의 동작에 따라 획득된 출력 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일실시예에 따라, 토너 카트리지 내의 현상제의 분포도에 따른 이송 부재의 외형 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일실시예에 따라, 토너 카트리지의 상태가 정상 상태일 때와 비정상 상태일 때에 획득된 출력 파형을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일실시예에 따라, 복구 모드를 실행한 이후의 화상 형성 장치의 동작 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 일실시예에 따라, 화상 형성 장치의 동작 방법을 나타낸 상세 흐름도이다.
도 9는 일실시예에 따라, 토너 카트리지의 복구 모드의 동작에 따라, 토너가 원활하게 공급되는 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일실시예에 따른 화상 형성 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
"화상 형성 장치"란 프린터(printer), 스캐너(scanner), 팩스기(fax machine), 복합기(multi-function printer, MFP) 또는 디스플레이 장치 등과 같이 화상 형성 작업을 수행할 수 있는 모든 종류의 장치일 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도 1은 일실시예에 따라, 토너 카트리지 내의 이송 부재가 수축됨에 따라 센서에서 획득된 출력 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 1의 이미지(110)을 참고하면, 토너 카트리지(1010) 내의 이송 부재가 회전함에 따라, 토너 카트리지(1010) 내의 현상제는 토너 배출구(312)의 방향으로 이송될 수 있다. 토너 카트리지(1010) 내의 현상제의 분포가 균일한 경우, 이송 부재(101)는 원 상태로 유지될 수 있다. 그러나, 토너 카트리지(1010) 내의 현상제의 분포가 이송 부재로 구동력을 전달하는 구동 커플러(314)의 반대 방향인 토너 배출구(312)의 방향으로 높아진 경우, 이송 부재(102)는 구동 커플러(314) 방향으로 수축될 수 있다.
예를 들면, 그래프(120), 그래프(130), 그래프(140)은 이송 부재가 회전함에 따라, 이송 부재의 수축 정도에 대응하는 출력 신호를 나타낸다. 예를 들면, 그래프(120)은 이송 부재가 수축되지 않고 원 상태로 유지될 때의 센서(1020)에서 획득된 출력 신호이다. 그래프(120)의 출력 신호에서, C는 이송 부재의 1주기 시간을 나타내고, A는 1주기 내에서 센서(1020) 근처에 이송 부재가 부존재할 때의 시간을 나타내고, B는 1주기 내에서 센서(1020) 근처에 이송 부재가 존재할 때의 시간을 나타낸다.
예를 들면, 그래프(130)은 이송 부재가 수축된 경우에 센서(1020)에서 획득된 출력 신호이다. 그래프(130)의 출력 신호에서, C'는 이송 부재의 1주기 시간을 나타내고, C'는 그래프(120)의 출력 신호 내의 C와 동일할 수 있다. 그래프(130)의 출력 신호에서, A'는 1주기 내에서 센서(1020) 근처에 이송 부재가 부존재할 때의 시간을 나타내고, B'는 1주기 내에서 센서(1020) 근처에 이송 부재가 존재할 때의 시간을 나타낸다. 이송 부재가 수축될수록, A'의 영역은 감소되고, B'의 영역은 증가될 수 있다. 화상 형성 장치는 A 영역과 A'의 영역 간의 관계 및 B 영역과 B' 영역 간의 관계 중 적어도 하나에 기초하여, 토너 카트리지(1010)의 상태를 판단할 수 있다.
예를 들면, 그래프(140)은 이송 부재가 센서(1020)가 감지할 수 있는 영역을 벗어날 정도로 수축된 경우, 또는 이송 부재가 구동 장치에서 이탈된 경우에 센서(1020)에서 획득된 신호이다. 센서(1020)에서는 금속 성분의 밀도 변화가 감지되지 않을 수 있기 때문에, 센서(1020)에 의해 출력된 값은 일정하거나, 진폭의 값은 작을 수 있다.
화상 형성 장치는 그래프(130) 또는 그래프(140)에 도시된 출력 신호에 대응되는 토너 카트리지(1010)의 상태를 비정상 상태로 판단하고, 비정상 상태를 정상 상태로 복구하기 위한 동작을 수행할 수 있다.
도 2는 일실시예에 따라, 화상 형성 장치의 동작 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2를 참고하면, 화상 형성 장치(10)의 동작 210에서, 화상 형성 장치(10)는 토너 카트리지(1010) 내의 이송 부재가 회전함에 따라, 센서(1020)를 통해, 이송 부재 의 수축 정도에 대응하는 출력 신호를 획득할 수 있다. 여기서, 이송 부재는 토너 카트리지(1010) 내의 현상제를 이송시킬 수 있다. 현상제는 토너 및 캐리어를 포함할 수 있다.
예를 들면, 현상제는 대량의 토너와 소량의 캐리어로 구성될 수 있다. 예를 들면, 현상제를 이송시키는 이송 부재는, 회전체일 수 있고, 금속 성분으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 센서(1020)는 소량의 금속 성분을 감지할 수 있는 고감도 인덕턴스 변화형 센서일 수 있다. 따라서, 센서(1020)는 소정 부피 내에서 캐리어 또는 이송 부재가 통과됨에 따른 금속 성분의 밀도 변화를 감지할 수 있다.
한편, 센서(1020)는, 화상 형성 장치(10)에 토너 카트리지(1010)가 장착되면, 토너 카트리지(1010) 내의 토너 배출구의 근처에 위치되도록 배치될 수 있다. 센서(1020)는 소정 범위 내에서, 이송 부재의 회전에 따른 소정의 금속 성분의 밀도 변화가 감지된 출력 신호를 획득할 수 있다. 센서(1020)는 획득된 출력 신호를 화상 형성 장치(10)의 프로세서로 전달할 수 있다.
화상 형성 장치(10)의 동작 220에서, 화상 형성 장치(10)는 출력 신호의 특성에 기초하여, 토너 카트리지(1010)의 상태를 판단할 수 있다. 예를 들면, 출력 신호의 특성은, 출력 신호의 주기성의 특성 및 센서가 감지할 수 있는 범위 내로 이송 부재가 통과할 때 센서에서 감지된 감지 신호의 특성 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들면, 화상 형성 장치(10)는 출력 신호로부터 출력 신호의 주기성이 검출되는지 여부에 기초하여, 토너 카트리지(1010)의 상태를 판단할 수 있다.
구체적으로, 출력 신호의 소정 주기에서의 최대값과 최소값 간의 차이를 나타내는 진폭이 기준 진폭 미만이면, 화상 형성 장치(10)는 출력 신호의 주기성이 부존재하는 것으로 판단하고, 토너 카트리지(1010)의 상태를 비정상 상태로 판단할 수 있다. 출력 신호의 주기성에 기초하여, 토너 카트리지(1010)의 상태를 판단하는 과정은, 도 5 및 도 6에서 설명한다.
예를 들면, 화상 형성 장치(10)는 출력 신호 내의 감지 신호와 기준 출력 신호 내의 기준 감지 신호를 비교한 결과에 기초하여, 토너 카트리지(1010)의 상태를 판단할 수 있다. 여기서, 감지 신호는, 이송 부재가 회전함에 따라 센서(1020)에서 이송 부재에 의해 감지된 신호이다. 또한, 기준 출력 신호는, 토너 카트리지(1010)의 상태가 정상 상태일 때의 센서(1020)에서 획득된 신호이다. 또한, 기준 감지 신호는, 토너 카트리지(1010)의 상태가 정상 상태일 때, 이송 부재가 회전함에 따라 센서(1020)에서 이송 부재에 의해 감지된 신호이다. 예를 들면, 토너 카트리지(1010)의 정상 상태는, 토너 카트리지(1010)가 현상 장치(1030)로 토너를 정상적으로 공급할 수 있는 상태를 의미할 수 있다.
구체적으로, 화상 형성 장치(10)는 소정 주기로 샘플링 된, 출력 신호 내의 감지 신호의 개수와 기준 출력 신호 내의 기준 감지 신호의 개수를 획득할 수 있다. 감지 신호의 개수와 기준 감지 신호의 개수 간의 차이가 미리 설정된 오차 범위를 벗어나면, 화상 형성 장치(10)는 토너 카트리지(1010)의 상태를 비정상 상태로 판단할 수 있다. 이송 부재에 의해 감지되는 감지 신호에 기초하여, 토너 카트리지(1010)의 상태를 판단하는 과정은, 도 5 및 도 6에서 설명한다.
화상 형성 장치(10)의 동작 230에서, 토너 카트리지(1010)의 상태가 현상 장치(1030)로 토너를 정상적으로 공급할 수 없는 비정상 상태로 판단되면, 화상 형성 장치(10)는 이송 부재에 전달되는 구동력을 증가시키는 복구 모드를 실행할 수 있다.
도 3a는 일실시예에 따라, 토너 카트리지 및 현상 장치를 설명하기 위한 도면이다.
토너 카트리지(1010)는 화상 형성 장치(10) 내의 현상 장치(1030)로 토너를 공급할 수 있다. 구체적으로, 토너 카트리지(1010) 내의 이송 부재(311)가 회전함에 따라, 토너 카트리지(1010) 내의 현상제는 토너 배출구(312)의 방향으로 이송될 수 있다. 즉, 현상제 내의 토너는 이송 부재(311)가 회전함에 따라, 토너 배출구(312)로 배출될 수 있고, 현상 장치(1030)의 토너 주입구(331)로 주입될 수 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 이송 부재(311)의 형태는 나선 형태일 수 있다. 화상 형성 장치(10)는 구동 장치(320)에서 구동 커플러(314)로 구동력을 전달하고, 구동 커플러(314)에 전달된 구동력에 의해 이송 부재(311)를 회전시킬 수 있다. 이송 부재(311)가 회전함으로써, 현상제는 토너 배출구(312)의 방향으로 이송될 수 있다.
한편, 센서(1020)는 토너 카트리지(1010) 내의 토너 배출구(312)의 근처에 위치되도록 배치될 수 있다. 센서(1020)는 토너 카트리지(1010)의 외부에 배치될 수 있다. 센서(1020)는 소정 범위 내에서, 이송 부재(311)의 회전에 따른 소정의 금속 성분의 밀도 변화가 감지된 출력 신호를 획득할 수 있다.
도 3b는 일실시예에 따라, 토너 카트리지(1010)의 구성 및 센서(1020)를 설명하기 위한 도면이다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 토너 카트리지(1010)는 이송 부재(311), 토너 배출구(312), 토너 저장부(313), 구동 커플러(314)를 포함할 수 있다. 그러나, 도시된 구성 요소가 필수 구성 요소인 것은 아니다. 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 토너 카트리지(1010)가 구현될 수 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해 토너 카트리지(1010)가 구현될 수 있다.
이송 부재(311)는 토너 카트리지(1010) 내에 저장된 현상제를 이송시킬 수 있다. 예를 들면, 이송 부재(311)가 회전함에 따라, 이송 부재(311)는 현상제를 토너 배출구(312) 방향으로 이송시킬 수 있다. 토너 저장부(313)는 대량의 토너와 소량의 캐리어를 수용할 수 있다. 구동 커플러(314)는, 화상 형성 장치(10) 내의 구동 장치(320)로부터 구동력을 전달 받고, 전달된 구동력으로 이송 부재(311)를 회전시킬 수 있다.
센서(1020)는 토너 카트리지(1010) 내의 토너 배출구(312)의 근처에 위치되도록 배치될 수 있다. 센서(1020)는 소량의 금속 성분을 감지할 수 있는 고감도 인덕턴스 변화형 센서(1020)일 수 있다. 따라서, 센서(1020)는 소정 부피 내에서 캐리어의 밀도 변화를 감지할 수 있다. 또한, 센서(1020)는, 금속 성분으로 이루어진 이송 부재(311)가 회전함으로써 센서(1020) 부근을 통과할 때마다 이송 부재(311)의 움직임을 감지할 수 있다. 즉, 센서(1020)는 이송 부재(311)의 회전에 따라, 금속 성분의 밀도 변화가 감지된 출력 신호를 획득할 수 있다. 센서(1020)는 센서(1020)가 감지할 수 있는 범위 내에서 감지된 캐리어의 밀도 변화에 기초하여, 토너 카트리지(1010) 내의 남아있는 토너의 잔여량을 계산할 수 있다.
도 4는 일실시예에 따라, 토너 카트리지의 동작에 따라 획득된 출력 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 4의 그래프(410)는 이송 부재(311)가 회전함에 따라 센서(1020)로부터 획득된 출력 신호(411)를 나타낸다. 이송 부재(311)의 회전 주기가 일정한 경우, 출력 신호(411)는 이송 부재(311)의 회전 주기와 동일한 주기를 가질 수 있다. 센서(1020)의 근처에 캐리어가 많이 존재할수록 출력 신호(411)의 최대값은 높아질 수 있다. 따라서, 출력 신호(411)의 최소값은 이송 부재(311)가 센서(1020)의 근처를 통과할 때 나타날 수 있다. 출력 신호(411)는 구형파 또는 구형파와 유사한 형태일 수 있다.
도 4의 그래프(420)는 센서(1020) 근처에 캐리어의 밀도가 높아진 경우에 센서(1020)로부터 획득된 출력 신호(421)를 나타낸다. 센서(1020)가 감지할 수 있는 범위 내에서, 캐리어의 밀도가 높으면, 캐리어의 밀도가 낮은 때보다 출력값이 높을 수 있다. 따라서, 도 4의 그래프(420)에 도시된 출력 신호(421)의 최대값 및 최소값은, 도 4의 그래프(410)에 도시된 출력 신호(411)의 최대값 및 최소값보다 높을 수 있다.
도 4의 그래프(430)는 이송 부재(311)가 회전하지 않을 때에 센서(1020)로부터 획득된 출력 신호(431)를 나타낸다. 이송 부재(311)가 회전하지 않으면, 센서(1020)가 감지할 수 있는 범위 내에서, 금속 성분의 밀도 변화는 없게 된다. 따라서, 센서(1020)에서 획득된 출력 신호(431)의 값은 일정할 수 있다. 도 4의 그래프(430)에 도시된 출력 신호(431)의 출력값은, 도 4의 그래프(410)에 도시된 출력 신호(411)의 최대값과 동일하거나, 유사한 값일 수 있다. 또한, 그래프(430)에 도시된 출력 신호(431)의 출력값은, 이송 부재(311)의 위치에 따라 변경될 수 있고, 센서(1020)에 입력되는 제어 전압에 의해서도 변경될 수 있다.
도 5는 일실시예에 따라, 토너 카트리지 내의 현상제의 분포도에 따른 이송 부재의 외형 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 5의 이미지(510)는 토너 카트리지(1010)의 상태가 정상 상태인 경우, 이송 부재(311)의 외형 상태를 설명하기 위한 도면이다. 이송 부재(311)가 회전함에 따라, 이송 부재(311)는 현상제를 토너 배출구(312)의 방향으로 이송시킬 수 있다. 도 6의 그래프(610)는 토너 카트리지(1010)의 상태가 정상 상태일 때, 센서(1020)에서 획득된 출력 신호(611)이다.
도 5의 이미지(520)는 토너 카트리지(1010)의 상태가 비정상 상태인 경우, 이송 부재(311)의 외형 상태를 설명하기 위한 도면이다. 토너 카트리지(1010) 내의 현상제의 밀도가 토너 배출구(312)의 방향으로 높아진 경우, 이송 부재(311)는 구동 커플러(314)의 방향으로 수축될 수 있다. 도 5의 이미지(520)에 도시된 바와 같이, 이송 부재(311)가 구동 커플러(314)의 방향으로 수축된 상태에서 회전하게 되면, 토너는 토너 배출구(312)의 방향으로 정상적으로 이송되지 않게 되고, 현상 장치(1030)로 토너가 정상적으로 공급될 수 없게 될 수 있다. 예를 들면, 도 6의 그래프(620)는 토너 카트리지(1010)의 상태가 비정상 상태일 때, 센서(1020)에서 획득된 출력 신호(621)이다. 이 경우, 센서(1020)에서 획득된 출력 신호(621)는 토너 카트리지(1010)의 상태가 정상 상태일 때 획득된 출력 신호(611)와 달라지게 된다.
도 5의 이미지(530)는 토너 카트리지(1010)의 상태가 비정상 상태인 경우, 이송 부재(311)의 외형 상태를 설명하기 위한 도면이다. 토너 카트리지(1010) 내의 현상제의 밀도가 토너 배출구(312)의 방향으로 더 높아진 경우, 이송 부재(311)는 구동 커플러(314)의 방향으로 더 수축될 수 있다. 예를 들면, 이송 부재(311)가 회전하더라도, 센서(1020)는 캐리어 및 이송 부재(311)를 감지하지 못하게 되고, 도 6의 그래프(630)에 도시된 출력 신호(631)를 획득할 수 있다.
도 6은 일실시예에 따라, 토너 카트리지의 상태가 정상 상태일 때와 비정상 상태일 때에 획득된 출력 파형을 설명하기 위한 도면이다.
예를 들면, 도 6의 그래프(610)는 토너 카트리지(1010)의 상태가 정상 상태일 때, 센서(1020)에서 획득된 출력 신호(611)이다. 즉, 토너 카트리지(1010) 내의 이송 부재(311)가 회전함에 따라, 센서(1020)는 그래프(611)에 도시된 바와 같이, 주기성을 지닌 출력 신호를 획득할 수 있다.
출력 신호(611) 내의 C는 이송 부재(311)의 1주기 시간을 나타낸다. 또한, 출력 신호(611) 내의 A는 1주기 내에서 센서(1020) 근처에 이송 부재(311)가 부존재할 때의 시간을 나타낸다. 출력 신호(611) 내의 B는 1주기 내에서 센서(1020) 근처에 이송 부재(311)가 존재할 때의 시간을 나타낸다. 여기서, A 및 B는 센서(1020)의 감지 방향, 재료의 특성, 또는 센서(1020)가 감지할 수 있는 범위에 따라 변경될 수 있다. 또한, C는 구동 장치의 RPM에 따라 변경될 수 있다.
한편, 토너 카트리지(1010) 내의 토너의 밀도가 토너 배출구(312)의 반대 방향으로 높아진 경우, 토너 카트리지(1010) 내의 토너의 분포도의 불균형으로 인해, 토너는 현상 장치(1030)로 토너가 정상적으로 공급될 수 없게 된다. 이 경우, 이송 부재(311)는 수축되어 이송 부재(311)의 외형 상태가 변경된다.
예를 들면, 도 6의 그래프(620)는 토너 카트리지(1010)의 상태가 비정상 상태일 때, 센서(1020)에서 획득된 출력 신호(621)이다. 출력 신호(621) 내의 C는 이송 부재(311)의 1주기 시간을 나타낸다. 출력 신호(621) 내의 C는 출력 신호(611) 내의 C와 동일할 수 있다. 또한, 출력 신호(621) 내의 A'는 1주기 내에서 센서(1020) 근처에 이송 부재(311)가 부존재할 때의 시간을 나타낸다. 출력 신호(621) 내의 B'는 1주기 내에서 센서(1020) 근처에 이송 부재(311)가 존재할 때의 시간을 나타낸다. 이송 부재(311)가 수축될수록, A'의 영역은 감소되고, B'의 영역은 증가될 수 있다.
예를 들면, 도 6의 그래프(630)는 토너 카트리지(1010)의 상태가 비정상 상태일 때, 센서(1020)에서 획득된 출력 신호(631)이다. 예를 들면, 이송 부재(311)가 센서(1020)가 감지할 수 있는 영역을 벗어날 정도로 수축된 경우, 또는 이송 부재(311)가 구동 장치에서 이탈된 경우에 센서(1020)에서는 금속 성분의 밀도 변화가 감지되지 않을 수 있기 때문에, 센서(1020)에 의해 출력된 값은 일정할 수 있다. 이 경우, 출력 신호(631)는 주기성이 검출되지 않고, 진폭의 값도 작을 수 있다. 따라서, 진폭의 값은, 그래프(630)에 도시된 출력 신호(631)에 대응되는 토너 카트리지(1010)의 비정상 상태를 검출하는 데에 이용되는 파라미터일 수 있다.
예를 들면, 화상 형성 장치(10)는 그래프(630)에 도시된 출력 신호(631)에 대응되는 토너 카트리지(1010)의 비정상 상태를 검출하기 위해, 소정 출력 신호의 소정 주기에서 최대값과 최소값 간의 차이를 나타내는 진폭이 기준 진폭 미만이면, 소정 출력 신호의 주기성이 부존재하는 것으로 판단하고, 토너 카트리지(1010)의 상태를 비정상 상태로 판단하는 프로세스를 수행할 수 있다.
구체적으로, 소정 출력 신호의 진폭은 수학식 1에 의해 계산될 수 있고, 출력 신호가 주기성을 갖는 신호인지는 수학식 2에 의해 판단될 수 있다.
Figure pat00001
한편, 기준 진폭은, 토너 카트리지(1010)의 정상 상태에서 이송 부재(311)가 회전함에 따라 획득된, 주기성을 지닌 출력 신호로 판단할 수 있는 임계 진폭일 수 있다. 예를 들면, 기준 진폭은 0.3V로 설정될 수 있다.
Figure pat00002
따라서, 화상 형성 장치(10)는 수학식 2의 조건을 충족하면, 출력 신호의 주기성이 부존재하는 것으로 판단하고, 토너 카트리지(1010)의 상태를 비정상 상태로 판단할 수 있다.
예를 들면, 수학식 2에 기초하여, 토너 카트리지(1010)의 상태가 비정상 상태로 판단되면, 화상 형성 장치(10)는 토너 카트리지(1010) 내에서 현상제의 분포도가 불균형 한 것으로 판단하고, 소정 방향으로 현상제의 밀도가 높게 형성된 영역 내의 현상제를 풀어주기 위해 복구 모드를 실행할 수 있다. 예를 들면, 화상 형성 장치(10)는 구동 장치의 전류 또는 RPM을 증가시켜 이송 부재(311)에 전달되는 구동력을 증가시킨 상태에서 이송 부재(311)를 회전시킬 수 있다. 예를 들면, 화상 형성 장치(10)는 이송 부재(311)에 전달되는 구동력을 증가시킨 상태에서 이송 부재(311)를 2회전 시킬 수 있다. 복구 모드가 실행되면, 현상제의 밀도가 높게 형성된 영역 내의 현상제의 밀도는 낮아질 수 있다.
한편, 토너 카트리지(1010)에 대해 복구 모드가 실행되고, 화상 형성 장치(10)는 토너 카트리지(1010)의 상태가 정상 상태로 회복되었는지를 판단할 수 있다.
예를 들면, 화상 형성 장치(10)는 소정 출력 신호를 토너 카트리지(1010)의 정상 상태일 때 획득된 기준 출력 신호와 비교함으로써, 소정 출력 신호가 토너 카트리지(1010)의 비정상 상태일 때의 신호인지, 토너 카트리지(1010)의 정상 상태일 때의 신호인지를 판단할 수 있다.
도 6의 그래프(610)를 참고하면, 토너 카트리지(1010)의 정상 상태일 때의 출력 신호(611)에서 소정 주기(t)마다 샘플링을 하게 되면, t의 주기로 측정되는 1주기 내 A의 값의 개수는 N_A로 나타내고, t의 주기로 측정되는 1주기 내 B의 값의 개수는 N_B로 나타내고, t의 주기로 측정되는 1주기 내 C의 값의 개수는 N_C로 나타낼 수 있다.
한편, 토너 카트리지(1010)의 동작에 따라, 소정 출력 신호에 대해, 소정 주기마다 센서(1020)에서 측정되는 전압값(Vout)을 n이라고 할 때, n을 N_C의 횟수만큼 누적하면, 1주기 동안 측정되는 모든 값의 합이 된다. 예를 들어, 도 6의 그래프(620)을 참고하면, 소정 출력 신호(621)에 대해, 전압값(Vout)인 n을 N_C의 횟수만큼 누적하면, 1주기 동안 측정되는 전압값의 합일 수 있다. 전압값의 합을 Sum_C로 나타낼 수 있고, 수학식 3에 의해 계산될 수 있다. 또한, 1주기 동안 측정된 전압값의 평균값(D) 수학식 4에 의해 계산될 수 있다.
Figure pat00003
Figure pat00004
예를 들어, 도 6의 그래프(620)을 참고하면, 화상 형성 장치(10)는 샘플링 된 전압값 n이 평균값(D)보다 크면, A'로 나타내고, 샘플링 된 전압값 n이 평균값(D)보다 작으면, B'로 나타낼 수 있다. 여기서, 출력 신호(621) 내의 A'는 1주기 내에서 센서(1020) 근처에 이송 부재(311)가 부존재할 때의 시간을 나타낸다. 출력 신호(621) 내의 B'는 1주기 내에서 센서(1020) 근처에 이송 부재(311)가 존재할 때의 시간을 나타낸다. 이송 부재(311)가 수축될수록, A'의 영역은 감소되고, B'의 영역은 증가될 수 있다. 화상 형성 장치(10)는 출력 신호(621)가 주기성을 갖더라도, 이송 부재(311)의 회전에 따라 토너 카트리지(1010)에서 현상 장치(1030)로 토너를 정상적으로 공급할 수 있는지를 소정 조건에 기초하여, 판단할 수 있다. 즉, 화상 형성 장치(10)는 소정 조건에 기초하여, 토너 카트리지(1010)의 상태가 정상 상태인지를 판단할 수 있다. 예를 들면, 화상 형성 장치(10)는 소정 주기로 샘플링 된, 출력 신호 내의 이송 부재(311)에 의한 감지 신호의 개수와 기준 출력 신호 내의 이송 부재(311)에 의한 기준 감지 신호의 개수 간의 차이가 미리 설정된 오차 범위를 벗어나면, 토너 카트리지(1010)의 상태를 비정상 상태로 판단할 수 있다.
구체적인 예를 들면, 소정 출력 신호의 1주기 내에서, A', B'의 값으로 t의 주기로 샘플링 된 값의 개수를 R_A', R_B'로 나타낼 수 있다. 화상 형성 장치(10)는 R_A', R_B'를 토너 카트리지(1010)의 정상 상태일 때의 N_A, N_B와 비교하여, 소정 오차 범위 이내이면, 토너 카트리지(1010)의 상태를 정상 상태로 판단할 수 있다. 예를 들면, 소정 오차 범위는 ㅁ10% 일 수 있다. 소정 오차 범위가 ㅁ10%인 경우, 화상 형성 장치(10)는 R_A', R_B'와 N_A, N_B의 관계가 수학식 5 및 수학식 6의 조건을 충족시키면, 토너 카트리지(1010)의 상태를 정상 상태로 판단할 수 있다. 복구 모드가 실행된 이후에, R_A', R_B'와 N_A, N_B의 관계가 수학식 5 및 수학식 6의 조건을 충족시키면, 화상 형성 장치(10)는 토너 카트리지(1010)의 상태가 정상 상태로 회복되었다고 판단할 수 있다.
Figure pat00005
Figure pat00006
반면에, R_A', R_B'와 N_A, N_B의 관계가 수학식 5 및 수학식 6의 조건을 충족시키지 못하면, 토너 카트리지(1010)의 상태를 비정상 상태로 판단할 수 있다. 그러나, 수학식 5 및 수학식 6의 조건을 충족시키지 못하더라도, 화상 형성 장치(10)에서는 소정의 화상 형성 작업을 수행할 수 있기 때문에, 관리자는 정상 상태 조건보다 완화된 조건을 설정하고, 화상 형성 장치(10)에서 설정된 정상 상태 완화 조건에 따른 동작을 수행하도록 할 수 있다. 예를 들어, 정상 상태 완화 조건은 수학식 7과 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00007
예를 들어, R_A'와 N_A 의 관계가 수학식 7의 조건을 충족시키지 못하면, 토너 카트리지(1010)의 상태를 비정상 상태로 판단할 수 있다.
또한, 정상 상태 완화 조건에는 복구 모드가 실행된 누적 횟수가 소정 횟수를 초과해야 하는 조건도 포함될 수 있다. 예를 들면, 복구 모드가 실행된 누적 횟수가 3회를 초과하고, 수학식 7의 조건을 충족시키면, 화상 형성 장치(10)는 토너 카트리지(1010)의 상태를 정상 상태로 판단할 수 있다. 반대로, 복구 모드가 실행된 누적 횟수가 3회를 초과하나, 수학식 7의 조건을 충족시키지 못하면, 화상 형성 장치(10)는 토너 카트리지(1010)의 상태를 비정상 상태로 판단할 수 있다.
도 7은 일실시예에 따라, 복구 모드를 실행한 이후의 화상 형성 장치의 동작 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7을 참고하면, 화상 형성 장치(10)의 동작 710에서, 화상 형성 장치(10)는 복구 모드를 실행한 이후에, 센서(1020)를 통해 획득된 출력 신호에 기초하여, 토너 카트리지(1010)의 상태가 정상 상태로 회복되었는지를 판단할 수 있다.
도 6에서 설명했던 바와 같이, 화상 형성 장치(10)는 수학식 1 및 수학식 2에 기초하여 토너 카트리지(1010)의 상태를 판단하는 제1 프로세스에 따라, 토너 카트리지(1010)의 상태가 정상 상태로 회복되었는지를 판단할 수 있다.
또한, 화상 형성 장치(10)는 수학식 5 및 수학식 6에 기초하여 토너 카트리지(1010)의 상태를 판단하는 제2 프로세스에 따라, 토너 카트리지(1010)의 상태가 정상 상태로 회복되었는지를 판단할 수 있다.
또한, 화상 형성 장치(10)는 수학식 7에 기초하여 토너 카트리지(1010)의 상태를 판단하는 제3 프로세스에 따라, 토너 카트리지(1010)의 상태가 정상 상태로 회복되었는지를 판단할 수 있다.
예를 들면, 화상 형성 장치(10)는 제1 프로세스, 제2 프로세스, 제3 프로세스 중 적어도 하나의 프로세스의 조합에 의해, 토너 카트리지(1010)의 상태가 정상 상태로 회복되었는지를 판단할 수 있다.
화상 형성 장치(10)의 동작 720에서, 토너 카트리지(1010)의 상태가 정상 상태로 회복되지 못한 경우, 화상 형성 장치(10)는 동작 730을 수행할 수 있다. 반면에, 토너 카트리지(1010)의 상태가 정상 상태로 회복된 경우, 화상 형성 장치(10)는 동작 740을 수행할 수 있다.
화상 형성 장치(10)의 동작 730에서, 화상 형성 장치(10)는 복구 모드가 실행된 누적 횟수에 기초하여, 토너 카트리지(1010)에 대한 소정의 조치를 결정하고, 결정된 소정의 조치를 실행할 수 있다.
예를 들면, 복구 모드가 실행된 누적 횟수가 3회 미만이면, 화상 형성 장치(10)는 이송 부재에 전달되는 구동력을 증가시키는 복구 모드를 재실행할 수 있다.
예를 들면, 복구 모드가 실행된 누적 횟수가 3회 이상이면, 화상 형성 장치(10)는 토너 카트리지(1010)를 흔드는 동작이 필요하다고 결정할 수 있다. 화상 형성 장치(10)는 화상 형성 장치(10)로부터 토너 카트리지(1010)를 분리시켜, 토너 카트리지(1010)의 흔들기를 가이드 하는 제1 가이드 정보를 표시할 수 있다. 사용자는 화상 형성 장치(10)로부터 토너 카트리지(1010)를 분리시키고, 토너 카트리지(1010)를 흔들어 토너 카트리지(1010) 내의 현상제가 골고루 섞일 수 있도록 할 수 있다. 사용자는 토너 카트리지(1010)의 흔들기를 완료하고, 토너 카트리지(1010)를 화상 형성 장치(10)에 장착시킬 수 있다. 화상 형성 장치(10)에 토너 카트리지(1010)가 장착되면, 화상 형성 장치(10)는 센서(1020)를 통해 획득된 출력 신호에 기초하여, 토너 카트리지(1010)의 상태가 정상 상태로 회복되었는지를 판단할 수 있다.
예를 들면, 복구 모드가 실행된 누적 횟수가 3회 이상이고, 토너 카트리지(1010)의 흔들기도 이미 수행된 경우, 화상 형성 장치(10)는 토너 카트리지(1010)가 화상 형성 장치(10) 내의 구동 장치로부터 이탈되어 교체가 필요하다고 결정할 수 있다. 화상 형성 장치(10)는 토너 카트리지(1010)가 이탈되어 교체가 필요함을 알리는 제2 가이드 정보를 표시할 수 있다. 사용자는 기존 토너 카트리지(1010)를 새로운 토너 카트리지(1010)로 교체할 수 있다.
화상 형성 장치(10)의 동작 740에서, 화상 형성 장치(10)는 토너 카트리지(1010)의 상태를 정상 상태로 판단하고, 토너 카트리지(1010)에서 현상 장치(1030)로 토너가 공급될 수 있도록 토너 카트리지(1010)의 각 구성의 동작을 제어할 수 있다.
도 8은 일실시예에 따라, 화상 형성 장치의 동작 방법을 나타낸 상세 흐름도이다.
도 8을 참고하면, 화상 형성 장치(10)의 동작 810에서, 화상 형성 장치(10)는 토너 카트리지(1010) 내의 현상제를 이송시키는 이송 부재가 회전함에 따라, 센서(1020)로부터, 이송 부재의 수축 정도에 대응하는 출력 신호를 획득할 수 있다. 화상 형성 장치(10)는 출력 신호의 특성에 기초하여, 토너 카트리지(1010)의 상태를 판단할 수 있다. 예를 들면, 출력 신호의 특성은, 출력 신호의 주기성의 특성 및 센서가 감지할 수 있는 범위 내로 이송 부재가 통과할 때 센서에서 감지된 감지 신호의 특성 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
화상 형성 장치(10)의 동작 820에서, 화상 형성 장치(10)는 출력 신호의 1주기에서 최대값과 최소값 간의 차이를 나타내는 진폭이 기준 진폭을 초과하는지를 판단할 수 있다. 구체적으로, 화상 형성 장치(10)는 수학식 1 및 수학식 2에 기초하여, 진폭이 기준 진폭을 초과하는지를 판단할 수 있다. 진폭이 기준 진폭 미만이면, 화상 형성 장치(10)는 토너 카트리지(1010)의 상태를 비정상 상태로 판단하고, 동작 822를 수행하고, 진폭이 기준 진폭을 초과하면, 화상 형성 장치(10)는 토너 카트리지(1010)의 상태를 정상 상태로 판단하고, 동작 830을 수행할 수 있다.
예를 들면, 진폭이 기준 진폭 미만이면, 화상 형성 장치(10)의 동작 822에서, 화상 형성 장치(10)는 토너 카트리지(1010)에 대한 복구 모드가 실행된 누적 횟수가 기준 횟수 미만인지를 판단할 수 있다.
예를 들면, 복구 모드가 실행된 누적 횟수가 기준 횟수 미만이면, 화상 형성 장치(10)는 동작 824에 따라, 이송 부재에 전달되는 구동력을 증가시키는 복구 모드를 실행할 수 있다. 예를 들면, 복구 모드가 실행됨에 따라, 화상 형성 장치(10)는 이송 부재에 전달되는 구동력을 증가시킨 상태에서 이송 부재를 2회전 시킬 수 있다. 복구 모드가 실행된 이후에, 화상 형성 장치(10)는 동작 810에 따라 센서(1020)로부터 출력 신호를 획득할 수 있고, 출력 신호에 기초하여, 토너 카트리지(1010)의 상태를 판단할 수 있다.
예를 들면, 복구 모드가 실행된 누적 횟수가 기준 횟수 이상이면, 화상 형성 장치(10)는 동작 826에 따라, 토너 카트리지(1010)에 흔들기가 실행되었는지를 확인할 수 있다. 토너 카트리지(1010)에 흔들기가 실행되지 않은 것으로 확인되면, 화상 형성 장치(10)는 동작 827에 따라, 토너 카트리지(1010)를 탈거하여 흔들기를 가이드 하는 제1 가이드 정보를 표시할 수 있다. 사용자는 제1 가이드 정보에 따라, 토너 카트리지(1010)를 탈거하여 흔들기를 수행하고, 토너 카트리지(1010)를 화상 형성 장치(10)에 장착시킬 수 있다. 화상 형성 장치(10)의 동작 828에서, 화상 형성 장치(10)는 토너 카트리지(1010)의 장착을 감지할 수 있다. 이후에, 화상 형성 장치(10)는 동작 810에 따라 센서(1020)로부터 출력 신호를 획득할 수 있고, 출력 신호에 기초하여, 토너 카트리지(1010)의 상태를 판단할 수 있다. 반면에, 토너 카트리지(1010)에 흔들기가 이미 실행된 것으로 확인되면, 화상 형성 장치(10)는 동작 829에 따라, 토너 카트리지(1010)가 화상 형성 장치(10) 내의 구동 장치로부터 이탈되어 교체가 필요하다고 결정하고, 토너 카트리지(1010)의 교체가 필요함을 알리는 제2 가이드 정보를 표시할 수 있다. 사용자는 기존 토너 카트리지(1010)를 새로운 토너 카트리지(1010)로 교체할 수 있다.
예를 들면, 진폭이 기준 진폭을 초과하면, 화상 형성 장치(10)는 동작 830에 따라, 출력 신호가 기준 신호와의 관계에서 정상 상태 조건을 충족하는지를 판단할 수 있다.
예를 들면, 화상 형성 장치(10)는 소정 주기로 샘플링 된, 출력 신호 내의 이송 부재에 의한 감지 신호의 개수와 기준 출력 신호 내의 이송 부재에 의한 기준 감지 신호의 개수 간의 차이가 미리 설정된 오차 범위를 벗어나면, 토너 카트리지(1010)의 상태를 비정상 상태로 판단할 수 있다. 구체적으로, 화상 형성 장치(10)는 수학식 5 및 수학식 6에 기초하여, 출력 신호가 기준 신호와의 관계에서 정상 상태 조건을 충족하는지를 판단할 수 있다.
예를 들면, 출력 신호가 기준 신호와의 관계에서 정상 상태 조건을 충족하면, 화상 형성 장치(10)는 동작 840에 따라, 소정의 화상 형성 작업을 수행할 수 있고, 주기적으로 토너 카트리지(1010)의 상태를 모니터링 할 수 있다. 반면에, 출력 신호가 기준 신호와의 관계에서 정상 상태 조건을 충족시키지 못하면, 화상 형성 장치(10)는 동작 835을 수행할 수 있다.
예를 들면, 화상 형성 장치(10)는 출력 신호가 기준 신호와의 관계에서 정상 상태 완화 조건을 충족하는지를 판단할 수 있다. 예를 들면, 화상 형성 장치(10)는 기준 출력 신호의 1주기 내에서, t의 주기로 측정되는 A의 값의 개수를 나타내는 N_A에 대한 소정 비율의 값을 정상 상태 완화의 임계값으로 설정할 수 있다. 예를 들면, 수학식 7을 참고하면, 소정 출력 신호의 1주기 내에서, t의 주기로 측정되는 A'의 값을 개수를 나타내는 R_A'가 N_A에 대한 70% 값을 초과하면, 화상 형성 장치(10)는 토너 카트리지(1010)의 상태를 정상 상태로 판단할 수 있다. 반면에, R_A'가 N_A에 대한 70% 값을 초과하지 않으면, 화상 형성 장치(10)는 토너 카트리지(1010)의 상태를 비정상 상태로 판단할 수 있다.
출력 신호가 기준 신호와의 관계에서 정상 상태 완화 조건을 충족하는지를 판단한 결과, 정상 상태 완화 조건이 충족되지 못하면, 화상 형성 장치(10)는 동작 822을 수행할 수 있고, 정상 상태 완화 조건이 충족되면, 화상 형성 장치(10)는 동작 840을 수행할 수 있다.
도 9는 일실시예에 따라, 토너 카트리지의 복구 모드의 동작에 따라, 토너가 원활하게 공급되는 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참고하면, 그래프(910)는 토너의 공급에 따라, 토너 카트리지(1010)에 남아 있는 실제 토너량과 계산된 토너량이 일치하는 이상적인 토너 게이지를 나타낸다. 또한, 그래프(920)는, 토너 카트리지(1010) 내의 이송 부재의 수축 등으로 토너 카트리지(1010)의 상태가 비정상 상태인 채로 토너가 공급된 경우에, 토너 카트리지(1010)에 남아 있는 실제 토너량과 계산된 토너량이 불일치하는 토너 게이지를 나타낸다.
또한, 그래프(930)는, 토너 카트리지(1010) 내에서 현상 장치(1030)로 토너가 공급됨에 따라, 토너 카트리지(1010)의 상태가 비정상 상태로 판단된 경우 소정의 복구 모드가 실행됨으로써, 토너 카트리지(1010)에 남아 있는 실제 토너량과 계산된 토너량 간의 차이가 감소된 토너 게이지를 나타낸다.
즉, 화상 형성 장치(10)는 현상 장치(1030)에서 토너가 비정상적으로 공급되고 있음을 감지하기 전에, 토너 카트리지(1010) 내의 이송 부재 또는 캐리어를 감지한 출력 신호에 기초하여, 토너 카트리지(1010)의 비정상 상태를 미리 판단함으로써, 현상 장치(1030)에 스트레스가 가중되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 화상 형성 장치(10)는 토너 카트리지(1010)의 장기 방치 등으로 인해 토너 카트리지(1010) 내의 토너의 밀도가 높아져 토너 공급에 불량이 발생되는 경우에 토너 카트리지(1010)의 비정상 상태를 감지하고, 토너의 공급량을 일정하게 유지시켜 토너 카트리지(1010) 내의 토너의 잔여량의 정확도를 높일 수 있다.
또한, 화상 형성 장치(10)는 토너 카트리지(1010)의 상태를 비정상 상태로 판단한 경우, 자동으로 토너 카트리지(1010)의 상태를 정상 상태로 회복하기 위한 복구 모드를 실행할 수 있다.
도 10은 일실시예에 따른 화상 형성 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 10에 도시된 화상 형성 장치(10)는 토너 카트리지(1010), 센서(1020), 현상 장치(1030), 사용자 인터페이스 장치(1040), 메모리(1050) 및 프로세서(1060)를 포함할 수 있다. 그러나, 도시된 구성 요소 모두가 필수 구성 요소인 것은 아니다. 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 화상 형성 장치(10)가 구현될 수 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해 화상 형성 장치(10)가 구현될 수 있다. 이하, 상기 구성 요소들에 대해 살펴본다.
토너 카트리지(1010)는 화상 형성 장치(10) 내의 현상 장치(1030)로 토너를 공급할 수 있다. 구체적으로, 토너 카트리지(1010) 내의 이송 부재가 회전함에 따라, 토너 카트리지(1010) 내의 현상제는 토너 배출구의 방향으로 이송될 수 있다. 즉, 현상제 내의 토너는 이송 부재가 회전함에 따라, 토너 배출구로 배출될 수 있고, 현상 장치(1030)의 토너 주입구로 주입될 수 있다.
또한, 토너 카트리지(1010)는 이송 부재, 토너 배출구, 토너 저장부, 구동 커플러를 포함할 수 있다. 이송 부재는 토너 카트리지(1010) 내에 저장된 현상제를 이송시킬 수 있다. 예를 들면, 이송 부재가 회전함에 따라, 이송 부재는 현상제를 토너 배출구 방향으로 이송시킬 수 있다. 토너 저장부는 대량의 토너와 소량의 캐리어를 수용할 수 있다. 구동 커플러는, 화상 형성 장치(10) 내의 구동 장치로부터 구동력을 전달 받고, 전달된 구동력으로 이송 부재를 회전시킬 수 있다.
센서(1020)는 토너 카트리지(1010) 내의 토너 배출구의 근처에 위치되도록 배치될 수 있다. 센서(1020)는 소량의 금속 성분을 감지할 수 있는 고감도 인덕턴스 변화형 센서(1020)일 수 있다. 따라서, 센서(1020)는 소정 부피 내에서 캐리어 또는 이송 부재가 통과됨에 따른 금속 성분의 밀도 변화를 감지할 수 있다. 또한, 센서(1020)는, 금속 성분으로 이루어진 이송 부재가 회전함으로써 센서(1020) 부근을 통과할 때마다 이송 부재의 움직임을 감지할 수 있다. 즉, 센서(1020)는 이송 부재의 회전에 따라, 금속 성분의 밀도 변화가 감지된 출력 신호를 획득할 수 있다. 센서(1020)는 센서(1020)가 감지할 수 있는 범위 내에서 감지된 캐리어의 밀도 변화에 기초하여, 토너 카트리지(1010) 내의 남아있는 토너의 잔여량을 계산할 수 있다. 또한, 토너 카트리지(1010) 내의 남아있는 토너의 잔여량은 프로세서(1060)에 의해 계산될 수도 있다.
현상 장치(1030)는 토너 카트리지(1010)에서 토너가 공급됨에 따라, 소정의 화상 형성 작업을 수행할 수 있다. 프로세서(1060)는 토너 카트리지(1010) 및 현상 장치(1030)를 제어하여, 토너 카트리지(1010) 내의 토너가 현상 장치(1030)로 공급될 수 있도록 할 수 있다.
사용자 인터페이스 장치(1040)는 사용자로부터 화상 형성 장치(10)의 동작을 제어하기 위한 입력 등을 수신하기 위한 입력부와 화상 형성 장치(10)의 동작에 따른 결과 또는 화상 형성 장치(10)의 상태 등의 정보를 표시하기 위한 출력부를 포함할 수 있다. 예를 들면, 사용자 인터페이스 장치(1040)는 사용자 입력을 수신하는 조작 패널, 화면을 표시하는 디스플레이 패널 등을 포함할 수 있다.
구체적으로, 입력부는, 예를 들어, 키보드, 물리 버튼, 터치스크린, 카메라 또는 마이크 등과 같이 다양한 형태의 사용자 입력을 수신할 수 있는 장치들을 포함할 수 있다. 또한, 출력부는, 예를 들어, 디스플레이 패널 또는 스피커 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 사용자 인터페이스 장치(1040)는 다양한 입출력을 지원하는 장치를 포함할 수 있다.
메모리(1050)는 화상 형성 장치(10)와 관련된 프로그램, 데이터 또는 파일을 저장할 수 있다. 프로세서(1060)는 메모리(1050)에 저장된 프로그램을 실행시키거나, 메모리(1050)에 저장된 데이터 또는 파일을 읽어오거나, 새로운 파일을 메모리(1050)에 저장할 수 있다. 메모리(1050)는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합으로 저장할 수 있다. 메모리(1050)는 프로세서(1060)에 의해 실행 가능한 명령어들을 저장할 수 있다.
프로세서(1060)는 화상 형성 장치(10)의 전체적인 동작을 제어하며, CPU 등과 같은 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서(1060)는 각 기능에 대응되는 특화된 프로세서를 적어도 하나 포함하거나, 하나로 통합된 형태의 프로세서일 수 있다.
센서(1020)는 이송 부재가 회전함에 따라 이송 부재의 수축 정도에 대응하는 출력 신호를 획득할 수 있고, 획득된 출력 신호를 화상 형성 장치(10)의 프로세서(1060)로 전달할 수 있다.
프로세서(1060)는 출력 신호의 특성에 기초하여, 토너 카트리지(1010)의 상태를 판단할 수 있다. 예를 들면, 출력 신호의 특성은, 출력 신호의 주기성의 특성 및 센서가 감지할 수 있는 범위 내로 이송 부재가 통과할 때 센서에서 감지된 감지 신호의 특성 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(1060)는 출력 신호로부터 출력 신호의 주기성이 검출되는지 여부에 기초하여, 토너 카트리지(1010)의 상태를 판단할 수 있다.
구체적으로, 출력 신호의 소정 주기에서의 최대값과 최소값 간의 차이를 나타내는 진폭이 기준 진폭 미만이면, 프로세서(1060)는 출력 신호의 주기성이 부존재하는 것으로 판단하고, 토너 카트리지(1010)의 상태를 비정상 상태로 판단할 수 있다. 프로세서(1060)는 수학식 1 및 수학식 2에 기초하여 토너 카트리지(1010)의 상태를 판단할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(1060)는 출력 신호 내의 감지 신호와 기준 출력 신호 내의 기준 감지 신호를 비교한 결과에 기초하여, 토너 카트리지(1010)의 상태를 판단할 수 있다. 여기서, 감지 신호는, 이송 부재가 회전함에 따라 센서(1020)에서 이송 부재에 의해 감지된 신호이다. 또한, 기준 출력 신호는, 토너 카트리지(1010)의 상태가 정상 상태일 때의 센서(1020)에서 획득된 신호이다. 또한, 기준 감지 신호는, 토너 카트리지(1010)의 상태가 정상 상태일 때, 이송 부재가 회전함에 따라 센서(1020)에서 이송 부재에 의해 감지된 신호이다. 예를 들면, 토너 카트리지(1010)의 정상 상태는, 토너 카트리지(1010)가 현상 장치(1030)로 토너를 정상적으로 공급할 수 있는 상태를 의미할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(1060)는 소정 주기로 샘플링 된, 출력 신호 내의 감지 신호의 개수와 기준 출력 신호 내의 기준 감지 신호의 개수를 획득할 수 있다. 감지 신호의 개수와 기준 감지 신호의 개수 간의 차이가 미리 설정된 오차 범위를 벗어나면, 프로세서(1060)는 토너 카트리지(1010)의 상태를 비정상 상태로 판단할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(1060)는 수학식 5 및 수학식 6에 기초하여 토너 카트리지(1010)의 상태를 판단할 수 있다. 또한, 프로세서(1060)는 수학식 7에 기초하여, 토너 카트리지(1010)의 상태를 판단할 수 있다.
토너 카트리지(1010)의 상태가 현상 장치(1030)로 토너를 정상적으로 공급할 수 없는 비정상 상태로 판단되면, 프로세서(1060)는 이송 부재에 전달되는 구동력을 증가시키는 복구 모드를 실행할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(1060)는 토너 카트리지(1010) 내에서 현상제의 분포도가 불균형 한 것으로 판단하고, 소정 방향으로 현상제의 밀도가 높게 형성된 영역 내의 현상제를 풀어주기 위해 복구 모드를 실행할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(1060)는 구동 장치의 전류 또는 RPM을 증가시켜 이송 부재에 전달되는 구동력을 증가시킨 상태에서 이송 부재를 회전시킬 수 있다. 예를 들면, 프로세서(1060)는 이송 부재에 전달되는 구동력을 증가시킨 상태에서 이송 부재를 2회전 시킬 수 있다. 복구 모드가 실행되면, 현상제의 밀도가 높게 형성된 영역 내의 현상제의 밀도는 낮아질 수 있다.
토너 카트리지(1010)에 대해 복구 모드가 실행되고, 프로세서(1060)는 토너 카트리지(1010)의 상태가 정상 상태로 회복되었는지를 판단할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(1060)는 수학식 1 및 수학식 2에 기초하여 토너 카트리지(1010)의 상태를 판단하는 제1 프로세스, 수학식 5 및 수학식 6에 기초하여 토너 카트리지(1010)의 상태를 판단하는 제2 프로세스, 수학식 7에 기초하여 토너 카트리지(1010)의 상태를 판단하는 제3 프로세스 중 적어도 하나의 프로세스에 기초하여, 토너 카트리지(1010)의 상태가 정상 상태로 회복되었는지를 판단할 수 있다.
토너 카트리지(1010)의 상태가 정상 상태로 회복되지 못한 경우, 프로세서(1060)는 복구 모드가 실행된 누적 횟수에 기초하여, 토너 카트리지(1010)에 대한 소정의 조치를 결정하고, 결정된 소정의 조치를 실행할 수 있다.
예를 들면, 복구 모드가 실행된 누적 횟수가 3회 미만이면, 프로세서(1060)는 이송 부재에 전달되는 구동력을 증가시키는 복구 모드를 재실행할 수 있다.
예를 들면, 복구 모드가 실행된 누적 횟수가 3회 이상이면, 프로세서(1060)는 토너 카트리지(1010)를 흔드는 동작이 필요하다고 결정할 수 있다. 사용자 인터페이스 장치(1040)는 화상 형성 장치(10)로부터 토너 카트리지(1010)를 분리시켜, 토너 카트리지(1010)의 흔들기를 가이드 하는 제1 가이드 정보를 표시할 수 있다. 사용자는 화상 형성 장치(10)로부터 토너 카트리지(1010)를 분리시키고, 토너 카트리지(1010)를 흔들어 토너 카트리지(1010) 내의 현상제가 골고루 섞일 수 있도록 할 수 있다. 사용자는 토너 카트리지(1010)의 흔들기를 완료하고, 토너 카트리지(1010)를 화상 형성 장치(10)에 장착시킬 수 있다. 화상 형성 장치(10)에 토너 카트리지(1010)가 장착되면, 프로세서(1060)는 센서(1020)를 통해 획득된 출력 신호에 기초하여, 토너 카트리지(1010)의 상태가 정상 상태로 회복되었는지를 판단할 수 있다.
예를 들면, 복구 모드가 실행된 누적 횟수가 3회 이상이고, 토너 카트리지(1010)의 흔들기도 이미 수행된 경우, 프로세서(1060)는 토너 카트리지(1010)가 화상 형성 장치(10) 내의 구동 장치로부터 이탈되어 교체가 필요하다고 결정할 수 있다. 사용자 인터페이스 장치(1040)는 토너 카트리지(1010)가 이탈되어 교체가 필요함을 알리는 제2 가이드 정보를 표시할 수 있다. 사용자는 기존 토너 카트리지(1010)를 새로운 토너 카트리지(1010)로 교체할 수 있다.
토너 카트리지(1010)의 상태가 정상 상태로 회복한 경우, 프로세서(1060)는 토너 카트리지(1010)의 상태를 정상 상태로 판단하고, 토너 카트리지(1010)에서 현상 장치(1030)로 토너가 공급될 수 있도록 토너 카트리지(1010)의 각 구성의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 프로세서(1060)는 출력 신호의 특성에 기초하여, 이송 부재의 외형 상태를 판단할 수 있다. 여기서, 출력 신호의 특성은, 출력 신호의 주기성의 특성 및 센서가 감지할 수 있는 범위 내로 이송 부재가 통과할 때 센서에서 감지된 감지 신호의 특성 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 이송 부재의 외형 상태가 소정 상태로 판단되면, 프로세서(1060)는 토너 카트리지(1010)의 상태를 비정상 상태로 판단할 수 있다. 예를 들면, 소정 상태는, 토너 카트리지(1010) 내의 현상제의 분포도의 불균형으로 인해, 이송 부재가 토너 카트리지(1010)의 정상 상태에서의 이송 부재보다 수축된 상태, 및 이송 부재가 화상 형성 장치(10)의 구동 장치에서 이탈된 상태 중 적어도 하나의 상태일 수 있다.
한편, 상술한 화상 형성 장치(10)의 동작 방법은 컴퓨터 또는 프로세서에 의하여 실행 가능한 명령어 또는 데이터를 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장매체의 형태로 구현될 수 있다. 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터 판독 가능 저장매체를 이용하여 이와 같은 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 이와 같은 컴퓨터 판독 가능 저장매체는 read-only memory (ROM), random-access memory (RAM), flash memory, CD-ROMs, CD-Rs, CD+Rs, CD-RWs, CD+RWs, DVD-ROMs, DVD-Rs, DVD+Rs, DVD-RWs, DVD+RWs, DVD-RAMs, BD-ROMs, BD-Rs, BD-R LTHs, BD-REs, 마그네틱 테이프, 플로피 디스크, 광자기 데이터 저장 장치, 광학 데이터 저장 장치, 하드 디스크, 솔리드-스테이트 디스크(SSD), 그리고 명령어 또는 소프트웨어, 관련 데이터, 데이터 파일, 및 데이터 구조들을 저장할 수 있고, 프로세서나 컴퓨터가 명령어를 실행할 수 있도록 프로세서나 컴퓨터에 명령어 또는 소프트웨어, 관련 데이터, 데이터 파일, 및 데이터 구조들을 제공할 수 있는 어떠한 장치라도 될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 본 개시의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (15)

  1. 토너 카트리지 내의 현상제를 이송시키는 이송 부재가 회전함에 따라, 센서로부터, 상기 이송 부재의 수축 정도에 대응하는 출력 신호를 획득하는 단계;
    상기 출력 신호의 특성에 기초하여, 상기 토너 카트리지의 상태를 판단하는 단계; 및
    상기 토너 카트리지의 상태가 현상 장치로 토너를 정상적으로 공급할 수 없는 비정상 상태로 판단되면, 상기 이송 부재에 전달되는 구동력을 증가시키는 복구 모드를 실행하는 단계를 포함하는, 화상 형성 장치의 동작 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서를 통해 상기 출력 신호를 획득하는 단계는,
    상기 센서가 감지할 수 있는 범위 내에서, 상기 이송 부재의 회전에 따른 상기 소정의 금속 성분의 밀도 변화가 감지된, 상기 출력 신호를 획득하는 단계를 포함하는, 화상 형성 장치의 동작 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 출력 신호의 특성은, 상기 출력 신호의 주기성의 특성, 및 상기 센서가 감지할 수 있는 범위 내로 상기 이송 부재가 통과할 때 상기 센서에서 감지된 감지 신호의 특성 중 적어도 하나를 포함하는, 화상 형성 장치의 동작 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 토너 카트리지의 상태를 판단하는 단계는,
    상기 출력 신호로부터 상기 출력 신호의 주기성이 검출되는지 여부에 기초하여, 상기 토너 카트리지의 상태를 판단하는 단계; 및
    상기 출력 신호 내의 상기 감지 신호와 상기 토너 카트리지의 정상 상태에서 획득된 기준 감지 신호를 비교한 결과에 기초하여, 상기 토너 카트리지의 상태를 판단하는 단계 중 적어도 하나의 단계를 포함하는, 화상 형성 장치의 판단 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 출력 신호로부터 상기 출력 신호의 주기성이 검출되는지 여부에 기초하여, 상기 토너 카트리지의 상태를 판단하는 단계는,
    상기 출력 신호의 상기 소정 주기에서의 최대값과 최소값 간의 차이를 나타내는 진폭이 기준 진폭 미만이면, 상기 출력 신호의 주기성이 부존재하는 것으로 판단하고, 상기 토너 카트리지의 상태를 비정상 상태로 판단하는 단계를 포함하는, 화상 형성 장치의 동작 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 감지 신호와 상기 기준 감지 신호를 비교한 결과에 기초하여, 상기 토너 카트리지의 상태를 판단하는 단계는,
    소정 주기로 샘플링 된, 상기 출력 신호 내의 상기 감지 신호의 개수와 상기 기준 출력 신호 내의 상기 기준 감지 신호의 개수 간의 차이가 미리 설정된 오차 범위를 벗어나면, 상기 토너 카트리지의 상태를 비정상 상태로 판단하는 단계를 포함하는, 화상 형성 장치의 동작 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복구 모드를 실행한 이후에, 상기 센서를 통해 획득된 출력 신호에 기초하여, 상기 토너 카트리지의 상태가 정상 상태로 회복되었는지를 판단하는 단계; 및
    상기 토너 카트리지의 상태를 판단한 결과를 표시하는 단계를 포함하는, 화상 형성 장치의 동작 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 토너 카트리지의 상태가 정상 상태로 회복되지 못하여 비정상 상태로 판단되면, 상기 복구 모드가 실행된 누적 횟수에 기초하여, 상기 토너 카트리지에 대한 소정의 조치를 결정하고, 상기 소정의 조치를 실행하는 단계를 포함하는, 화상 형성 장치의 동작 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 조치의 실행을 가이드 하는 가이드 정보를 표시하는 단계를 포함하고, 상기 가이드 정보는,
    상기 화상 형성 장치로부터 상기 토너 카트리지를 분리시켜, 상기 토너 카트리지의 흔들기를 가이드하는 제1 가이드 정보; 및
    상기 화상 형성 장치 내의 구동 장치로부터 상기 토너 카트리지가 이탈되어 교체가 필요함을 알리는 제2 가이드 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는, 화상 형성 장치의 동작 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 출력 신호의 특성에 기초하여, 상기 이송 부재의 외형 상태를 판단하는 단계; 및
    상기 이송 부재의 외형 상태가 소정 상태로 판단되면, 상기 토너 카트리지의 상태를 비정상 상태로 판단하는 단계를 포함하는, 화상 형성 장치의 동작 방법.
  11. 토너 카트리지 내의 현상제를 이송시키는 이송 부재가 회전함에 따라, 센서로부터, 상기 이송 부재의 수축 정도에 대응하는 출력 신호를 획득하는 명령어들;
    상기 출력 신호의 특성에 기초하여, 상기 토너 카트리지의 상태를 판단하는 명령어들; 및
    상기 토너 카트리지의 상태가 현상 장치로 토너를 정상적으로 공급할 수 없는 비정상 상태로 판단되면, 상기 이송 부재에 전달되는 구동력을 증가시키는 복구 모드를 실행하는 명령어들을 포함하는, 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어들로 저장된 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
  12. 토너 카트리지;
    상기 토너 카트리지 내의 현상제를 이송시키는 이송 부재가 회전함에 따라, 상기 이송 부재의 수축 정도에 대응하는 출력 신호를 획득하는 센서;
    상기 토너 카트리지로부터 상기 현상제 내의 토너를 공급받는 현상 장치;
    사용자 인터페이스 장치;
    프로세서; 및
    상기 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어들을 저장하는 메모리를 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 명령어들을 실행함으로써,
    상기 출력 신호의 특성에 기초하여, 상기 토너 카트리지의 상태를 판단하고,
    상기 토너 카트리지의 상태가 현상 장치로 토너를 정상적으로 공급할 수 없는 비정상 상태로 판단되면, 상기 이송 부재에 전달되는 구동력을 증가시키는 복구 모드를 실행하는, 화상 형성 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 센서는,
    상기 화상 형성 장치에 상기 토너 카트리지가 장착되면, 상기 토너 카트리지 내의 토너 배출구의 근처에 위치되도록 배치되고,
    상기 센서가 감지할 수 있는 범위 내에서, 상기 이송 부재의 회전에 따른 상기 소정의 금속 성분의 밀도 변화가 감지된, 상기 출력 신호를 획득하는, 화상 형성 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 출력 신호의 특성은, 상기 출력 신호의 주기성의 특성 및 상기 센서가 감지할 수 있는 범위 내로 상기 이송 부재가 통과할 때 상기 센서에서 감지된 감지 신호의 특성 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 명령어들을 실행함으로써,
    상기 출력 신호로부터 상기 출력 신호의 주기성이 검출되는지 여부에 기초하여, 상기 토너 카트리지의 상태를 판단하거나,
    상기 출력 신호 내의 상기 감지 신호와 상기 토너 카트리지의 정상 상태에서 획득된 기준 감지 신호를 비교한 결과에 기초하여, 상기 토너 카트리지의 상태를 판단하는, 화상 형성 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 명령어들을 실행함으로써,
    상기 복구 모드를 실행한 이후에, 상기 센서를 통해 획득된 출력 신호에 기초하여, 상기 토너 카트리지의 상태가 정상 상태로 회복되었는지를 판단하고,
    상기 토너 카트리지의 상태가 정상 상태로 회복되지 못하여 비정상 상태로 판단되면, 상기 복구 모드가 실행된 누적 횟수에 기초하여, 상기 토너 카트리지에 대한 소정의 조치를 결정하고,
    상기 사용자 인터페이스 장치를 통해, 상기 조치의 실행을 가이드 하는 가이드 정보를 표시하는, 화상 형성 장치.
KR1020190125713A 2019-10-10 2019-10-10 센서를 이용한 토너 카트리지의 상태 판단 및 제어 KR20210042766A (ko)

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