KR20220146156A - 감속비가 변동되는 구조에 기초한 토너 공급 오거의 회전량 산출 - Google Patents

감속비가 변동되는 구조에 기초한 토너 공급 오거의 회전량 산출 Download PDF

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KR20220146156A
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이창우
변지영
김병우
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휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
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Abstract

본 개시는, 동력을 발생시키는 구동원; 상기 구동원으로부터 전달받은 상기 동력을 이용하여 토너 공급 오거를 회전시키고, 감속비가 변동되는 구동 기어를 포함하는 구동 전달 장치; 상기 감속비가 변동됨에 따라 상기 구동 전달 장치의 변동되는 부하 신호에 대응하는 참조 신호를 상기 구동원으로부터 검출하는 센서부; 및 상기 참조 신호에 기초하여, 상기 토너 공급 오거의 회전량을 산출하는 프로세서를 포함하는, 화상 형성 장치가 제공된다.

Description

감속비가 변동되는 구조에 기초한 토너 공급 오거의 회전량 산출{CALCULATING ROTATION AMOUNT OF TONER SUPPLY AUGER BASED ON STRUCTURE IN WHICH REDUCTION RATIO IS VARIED}
화상 형성 장치는 인쇄 매체 상에 토너 화상을 인쇄하기 위하여 토너 카트리지 내의 토너를 사용한다. 토너는 화상 형성 작업이 진행될 때마다 사용되기 때문에, 소정 시간 이상 사용되면 고갈된다. 따라서, 토너 카트리지는 주기적으로 교체될 수 있다. 화상 형성 장치는 토너 공급 오거의 회전량을 감지하여, 토너 카트리지 내의 토너의 소모량을 확인할 수 있다.
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 토너 공급 오거를 회전시키기 위한 화상 형성 장치 내의 구조를 설명하기 위한 일 예의 도면이다.
도 2는 화상 형성 장치의 구성을 도시한 일 예의 블록도이다.
도 3a 및 도 3b는 토너 공급 오거를 회전시키기는 구동 전달 장치의 구조 및 구동 전달 장치의 동작에 따른 감속비의 변화를 설명하기 위한 일 예의 도면이다.
도 3c는 감속비의 변화에 따른 구동 전달 장치의 부하 신호를 도시한 일 예의 도면이다.
도 4a는 구동원으로부터 구동 전달 장치의 부하 신호에 대응하는 참조 신호를 검출하는 일 예의 회로도이다.
도 4b는 구동원으로부터 구동 전달 장치의 부하 신호에 대응하는 참조 신호를 검출하는 다른 예의 회로도이다.
도 5는 구동원의 부하 신호 및 부하 신호에 대응하는 참조 신호를 설명하기 위한 일 예의 도면이다.
도 6은 참조 신호를 검출하는 전압 검출 회로부를 설명하기 위한 일 예의 도면이다.
도 7은 구동 전달 장치의 동작을 설명하기 위한 일 예의 도면이다.
도 8은, 도 7의 구동 전달 장치의 동작에 따른 구동원의 부하 신호 및 부하 신호에 대응하는 참조 신호를 설명하기 위한 일 예의 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 화상 형성 장치 내의 센서에서 감지된 신호에 기초하여 동작하는 구동원 및 구동 전달 장치를 설명하기 위한 일 예의 도면이다.
도 10a 내지 도 10c는 감속비가 변동되는 구동 기어를 포함하는 구동 전달 장치, 및 구동원을 설명하기 위한 일 예의 도면이다.
도 11은 구동원으로부터 구동 전달 장치의 부하 신호에 대응하는 참조 신호를 검출하고, 참조 신호를 이용하여 토너 공급 오거의 회전량을 산출하는 화상 형성 장치의 동작 방법을 나타낸 일 예의 흐름도이다.
도 12는 컴퓨터 판독 가능 저장매체에 저장된 명령어들을 설명하기 위한 일 예의 도면이다.
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.
"화상 형성 장치"는 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. 또한, 화상 형성 장치는 2D 화상 형성 장치, 또는 3D 화상 형성 장치일 수 있다. "화상 형성 장치에서 수행되는 화상 형성 작업"은 인쇄, 복사, 스캔, 팩스, 저장, 전송, 코팅 등과 관련된 작업일 수 있고, 상기 작업 중 둘 이상을 조합한 작업일 수 있다.
화상 형성 장치 내의 "구동원"은, 화상 형성 장치의 소정 부재들을 동작시키기 위해 동력을 발생할 수 있다. 구동원은 동력을 발생시키기 위한 모터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 모터는, 스텝 모터(Step motor) 또는 DC 모터(Direct Current motor)일 수 있다.
화상 형성 장치 내의 "구동 전달 장치"는, 구동원으로부터 전달받은 동력을 이용하여 소정 부재를 회전시킬 수 있다. 구동 전달 장치는, 구동원으로부터 토너 공급 오거 사이에 배치되고, 구동원으로부터 전달받은 동력을 토너 공급 오거로 전달하기 위한 장치일 수 있다. 구동 전달 장치는, 감속비가 변동되는 구동 기어를 포함할 수 있다. 감속비는 원동축과 종동축이 돌아가는 속도의 비를 의미할 수 있다. 예를 들면, 구동 전달 장치의 구동 기어의 축은 원동축이 될 수 있고, 토너 공급 오거의 회전 커플러의 축은 종동축이 될 수 있다. 예를 들면, 구동 기어가 감속비가 적어도 둘 이상으로 구성된 구동 기어, 반지름이 일정하지 않은 구동 기어, 또는 타원형의 구동 기어로 설계된 경우, 구동 기어가 회전하면서 감속비가 변동될 수 있다. 또한, 구동 전달 장치는, 감속비가 변동되는 복수의 구동 기어들을 포함할 수 있다.
"부하 신호"는, 구동 기어에 작용하는 힘에 의해 구동 기어를 회전 운동을 시키는 토크에 대한 신호일 수 있다. 감속비가 변동되는 구동 기어가 회전함에 따라 구동 기어에서 감지되는 부하 신호는 주기를 갖을 수 있고, 소정 형태의 파형으로 나타낼 수 있다.
"참조 신호"는, 화상 형성 장치의 소정 구성의 회전량을 산출하기 위해, 구동원으로부터 검출되는 신호일 수 있다. 여기서, 소정 구성은, 토너 공급 오거 등과 같은 회전체일 수 있다. 또한, 참조 신호는, 구동 전달 장치의 부하 신호와 대응하는 신호일 수 있다. 또한, 참조 신호는, 구동원으로부터 검출되는 신호를 가공하여 획득된 신호일 수 있다. 예를 들면, 참조 신호는, 구동원으로부터 검출되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한 신호일 수 있다.
도 1은 토너 공급 오거를 회전시키기 위한 화상 형성 장치 내의 구조를 설명하기 위한 일 예의 도면이다.
도 1을 참고하면, 구동원(101)은 동력을 발생시키고, 발생된 동력을 구동 전달 장치로 전달할 수 있다. 구동 전달 장치(101)는 동력을 이용하여 토너 공급 오거를 회전시킬 수 있다.
구체적으로, 구동원(101)에서 동력이 발생되면, 구동원(101)의 구동 기어(102)는 회전할 수 있다. 구동원(101)의 구동 기어(102)가 회전함에 따라, 구동 전달 장치의 제1 구동 기어(103)도 함께 회전할 수 있다. 즉, 구동원(101)의 구동 기어(102)와 구동 전달 장치의 제1 구동 기어(103)는 서로 맞물려 회전할 수 있다.
예를 들면, 구동 전달 장치의 제1 가변 구동 기어(301)는 구동 전달 장치의 제1 구동 기어(103)와 결합될 수 있다. 제1 가변 구동 기어(301)는 회전함에 따라 감속비가 변동되는 구동 기어일 수 있다. 구동 전달 장치의 제1 구동 기어(103)가 회전함에 따라, 구동 전달 장치의 제1 가변 구동 기어(301) 및 토너 공급 오거의 회전 커플러(107)도 함께 회전할 수 있다. 또한, 미리 설정된 시간 동안, 구동 전달 장치의 제1 가변 구동 기어(301)의 회전 수는, 구동 전달 장치의 제1 구동 기어(103)의 회전 수와 동일할 수 있다.
또한, 구동 전달 장치의 제1 가변 구동 기어(301)가 회전함에 따라, 구동 전달 장치의 제2 가변 구동 기어(302)는 회전할 수 있다. 제2 가변 구동 기어(302)는, 회전함에 따라 감속비가 변동되는 구동 기어일 수 있다. 구동 전달 장치의 제2 가변 구동 기어(302)는 구동 전달 장치의 제2 구동 기어(106)와 결합될 수 있다. 구동 전달 장치의 제2 가변 구동 기어(302)가 회전함에 따라, 구동 전달 장치의 제2 구동 기어(106) 및 구동 전달 장치의 제3 구동 기어(108)도 함께 회전할 수 있다. 또한, 미리 설정된 시간 동안, 구동 전달 장치의 제4 가변 구동 기어(302)의 회전 수는, 구동 전달 장치의 제2 구동 기어(106)의 회전 수와 동일할 수 있다.
한편, 구동 전달 장치의 제3 구동 기어(108)가 회전함에 따라, 토너 공급 오거의 회전 커플러(109)는 회전할 수 있다. 토너 공급 오거의 회전 커플러(107, 109)는 토너 공급 오거가 회전할 수 있도록 토너 공급 오거에 결합된 부재일 수 있다.
즉, 구동원(101)이 동력을 발생시키면, 구동 전달 장치는 구동원(101)로부터 동력을 전달받아, 구동 전달 장치 내의 구동 기어들(103, 301, 302, 106, 108)을 구동시킬 수 있다. 구동 전달 장치 내의 구동 기어들(103, 301, 302, 106, 108)이 회전함에 따라, 토너 공급 오거의 회전 커플러(107, 109)는, 토너 공급 오거를 회전시킬 수 있다.
한편, 화상 형성 장치는, 토너 공급 오거의 회전량을 산출하고, 산출된 토너 공급 오거의 회전량으로부터 토너 카트리지 내의 토너 소모량을 산출할 수 있다.
예를 들면, 화상 형성 장치에 토너 공급 오거의 회전 커플러(107)로 동력을 전달하기 위한 센싱 리브, 및 센싱 리브의 회전을 감지하는 센서가 장착된 경우, 화상 형성 장치는 센서에서 감지되는 센싱 리브의 회전량을 획득하고, 센싱 리브의 회전량에 따라 토너 공급 오거의 회전량을 산출할 수 있다. 즉, 화상 형성 장치는 센서에서 감지되는 센싱 리브의 회전량에 기초하여, 토너 카트리지 내의 토너 소모량을 산출할 수 있다. 그러나, 센싱 리브 및 센서의 장착 비용이 추가로 발생되고, 제한된 공간 내에서 센싱 리브 및 센서의 장착으로 인한 설계적 제약이 발생될 수 있다.
따라서, 화상 형성 장치에 장착되는 부재로 인한 비용의 과다 발생 및 설계적 제약을 감소시키기 위해, 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 화상 형성 장치의 구동 전달 장치는 감속비가 변동되는 구조로 설계될 수 있고, 화상 형성 장치는 구동원으로부터 구동 전달 장치의 부하 신호에 대응하는 참조 신호를 검출하는 센서부를 포함할 수 있다.
도 2는 화상 형성 장치의 구성을 도시한 일 예의 블록도이다.
도 2의 화상 형성 장치(10)를 참고하면, 화상 형성 장치(10)는, 구동원(210), 구동 전달 장치(220), 센서부(230) 및 프로세서(240)를 포함할 수 있다. 그러나, 도시된 구성 요소가 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, 구성 요소들에 대해 살펴본다. 도 1에서 설명한 구동원(101)은 구동원(210)와 대응될 수 있다. 또한, 도 1에서 설명한 구동 기어들(103, 104, 105, 106, 108)은 구동 전달 장치(220)의 구성 요소일 수 있다.
구동원(210)는 동력을 발생시킬 수 있다. 예를 들면, 구동원(210)는, 화상 형성 장치(10)의 부재들을 구동시키기 위해 동력을 발생시키고, 구동 전달 장치(220)로 전달할 수 있다. 구동원(210)는 동력을 발생시키기 위한 모터를 포함할 수 있다. 모터는, 스텝 모터 또는 DC 모터일 수 있다.
구동 전달 장치(220)는, 구동원(210)로부터 전달받은 동력을 이용하여 화상 형성 장치(10)의 부재들을 회전시킬 수 있다. 예를 들면, 구동 전달 장치(220)는, 동력을 이용하여 토너 공급 오거를 회전시킬 수 있다. 예를 들면, 구동 전달 장치(220)는, 토너 공급 오거를 회전시킴으로써, 감속비가 변동되는 구동 기어를 포함할 수 있다.
예를 들면, 구동 전달 장치(220)는, 감속비가 적어도 둘 이상으로 구성된 구동 기어들 또는 반지름이 일정하지 않은 구동 기어들을 포함할 수 있다. 여기서, 반지름이 일정하지 않은 구동 기어들은, 일정한 반지름이 아닌 구동 기어들을 의미할 수 있다. 즉, 반지름이 일정하지 않은 구동 기어들은, 복수의 반지름을 갖는 구동 기어들일 수 있다. 예를 들면, 구동 전달 장치(220)는 서로 다른 크기의 타원형의 구동 기어들을 포함할 수 있다. 구동 기어들 각각은, 서로 다른 토너 공급 오거를 회전시킬 수 있다.
구동 전달 장치(220)의 구동 기어가 회전함에 따라, 구동 전달 장치(220)의 부하 또는 속도는 변동될 수 있다. 구동 전달 장치(220)의 구동 기어는 구동원(210)로부터 동력을 전달받기 때문에, 구동 전달 장치(220)의 변동되는 부하 또는 속도는 구동원(210)의 동작에도 영향을 줄 수 있다. 따라서, 센서부(230)는, 구동원(210)의 감지 저항의 전압을 모니터링 함으로써, 구동원(210)의 부하 상태를 검출할 수 있다.
센서부(230)는, 구동 전달 장치(220)의 구동 기어의 감속비가 변동됨에 따라, 구동 전달 장치(220)의 변동되는 부하 신호에 대응하는 참조 신호를, 구동원(210)로부터 검출할 수 있다.
예를 들면, 구동 전달 장치(220)가 토너 공급 오거를 회전시키고, 센서부(230)는 구동 전달 장치(220)의 부하 신호의 주기와 동일한 주기를 갖는 참조 신호를 검출할 수 있다.
예를 들면, 구동원(210)는, 구동 전달 장치(220)의 부하 신호와 대응하는 구동원(210)의 부하 신호가 감지되는 감지 저항을 포함하는 저항 회로부를 포함할 수 있다. 또한, 센서부(230)는, 저항 회로부의 감지 저항의 전압을 모니터링함으로써, 참조 신호를 검출하는 전압 검출 회로부를 포함할 수 있다. 도 4a 및 도 4b에서 저항 회로부 및 전압 검출 회로부를 설명한다.
예를 들면, 전압 검출 회로부는 감지 저항에서 변동되는 구동원(210)의 부하 신호를 검출할 수 있다. 여기서, 구동원(210)의 부하 신호는 아날로그 신호일 수 있다. 전압 검출 회로부는, 구동원(210)의 부하 신호에서 미리 설정된 저주파수를 포함하는 저주파 부하 신호를 획득할 수 있다. 예를 들면, 전압 검출 회로부는, 구동원(210)의 부하 신호를 로우 패스 필터의 기능을 갖는 회로로 통과시킴으로써, 저주파 부하 신호를 획득할 수 있다. 예를 들면, 저주파 부하 신호의 크기는, 일정 크기 이하의 신호로 구성될 수 있기 때문에, 전압 검출 회로부는, 증폭기를 이용하여 저주파 부하 신호를 증폭함으로써, 증폭된 아날로그 신호를 획득할 수 있다. 전압 검출 회로부는, ADC(Analog-Digital Converter)를 이용하여 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환함으로써, 참조 신호를 검출할 수 있다.
프로세서(240)는, 화상 형성 장치(10)의 전체적인 동작을 제어하며, CPU 등과 같은 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서(240)는 각 기능에 대응되는 특화된 프로세서를 적어도 하나 포함하거나, 하나로 통합된 형태의 프로세서일 수 있다.
프로세서(240)는 메모리에 저장된 프로그램을 실행시키거나, 메모리에 저장된 데이터를 읽어오거나, 새로운 데이터를 저장할 수 있다. 프로세서(240)는 메모리에 저장된 명령어들을 실행할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(240)는, 참조 신호에 기초하여, 토너 공급 오거의 회전량을 산출할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(240)는, 참조 신호의 주기 당 구동 전달 장치(220)의 회전 수, 및 참조 신호의 주기 수에 기초하여, 토너 공급 오거의 회전량을 산출할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(240)는, 참조 신호의 주기 당 구동 전달 장치(220)의 회전 수와 참조 신호의 주기 수를 곱함으로써, 토너 공급 오거의 회전량을 산출할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(240)는, 참조 신호의 주기 당 구동 전달 장치(220)의 회전 수, 및 구동 전달 장치(220)에 대한 구동원(210)의 감속비에 기초하여, 구동원(210)의 회전량을 산출할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(240)는, 참조 신호의 주기 당 구동 전달 장치(220)의 회전 수와 구동 전달 장치(220)에 대한 구동원(210)의 감속비를 곱함으로써, 구동원(210)의 회전량을 산출할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(240)는, 구동원(210)의 회전량이 기준 회전량의 범위를 충족시키는지 확인한 결과에 기초하여, 구동원(210)의 오작동을 검출할 수 있다. 예를 들면, 구동원(210)의 회전량이 기준 회전량의 미리 설정된 범위를 벗어나면, 프로세서(240)는, 구동원(210)의 오작동을 검출하고, 화상 형성 장치(10)의 사용자 인터페이스 장치는 구동원(210)의 오작동이 검출되었음을 알리는 정보를 표시할 수 있다. 구동원(210)의 오작동을 검출함으로써, 구동원 내의 모터의 발열이나 번 아웃(burn out) 증상을 막을 수 있다.
예를 들면, 프로세서(240)는, 구동 전달 장치(220)의 부하의 크기가 기준 부하의 크기를 충족시키는지 확인한 결과에 기초하여, 구동 전달 장치(220)의 동작을 제어할 수 있다. 구동 전달 장치(220)는, 구동 기어의 회전 방향 또는 회전 속도를 제어하는 동작, 및 구동 기어의 회전을 정지하는 동작 중 하나의 동작을 제어할 수 있다. 구체적인 예를 들면, 구동 전달 장치(220)의 부하가 기준 부하의 오차 범위 내에 존재하면, 프로세서(240)는, 구동 전달 장치(220)의 구동 기어가 회전하도록 제어할 수 있다. 반면에, 구동 전달 장치(220)의 부하가 기준 부하의 오차 범위를 벗어나면, 프로세서(240)는, 구동 전달 장치(220)의 구동 기어의 회전을 정지시킬 수 있다. 이 경우, 화상 형성 장치(10) 내에 추가적인 센서가 장착되지 않더라도, 화상 형성 장치(10)는 기준 부하가 검출되는 구동 기어의 정보만으로 구동 기어의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(240)는, 토너 공급 오거의 회전량에 기초하여, 토너 카트리지 내의 토너 소모량을 산출할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 토너 공급 오거를 회전시키기는 구동 전달 장치의 구조 및 구동 전달 장치의 동작에 따른 감속비의 변화를 설명하기 위한 일 예의 도면이다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 구동원(101)은, 도 2에 도시된 구동원(210)와 대응될 수 있다. 또한, 도 3a 및 도 3b에 도시된 구동 기어들(103, 301, 302, 106, 108)은 도 2에 도시된 구동 전달 장치(220)의 구성 요소일 수 있다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 구동 기어들(103, 301, 302, 106, 108) 중에서, 회전함에 따라 감속비가 변동되는 구동 기어는 가변 구동 기어로 지칭될 수 있다. 예를 들면, 구동 기어(301, 302)는 가변 구동 기어로 지칭될 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 참고하면, 구동원(101)은, 동력을 발생시키고, 구동 전달 장치의 구동 기어들(103, 301, 302, 106, 108)로 동력이 전달되도록 구동원(101)의 구동 기어(102)의 회전 동작을 제어할 수 있다. 구체적으로, 구동원(101)의 구동 기어(102)가 회전하게 되면, 구동 전달 장치의 제1 구동 기어(103)는 구동원(101)의 구동 기어(102)와 맞물려 회전할 수 있다. 이 경우, 구동 전달 장치의 제1 가변 구동 기어(301)도 회전할 수 있다. 또한, 제1 가변 구동 기어(301)가 회전함에 따라, 구동 전달 장치의 제2 가변 구동 기어(302)도 회전할 수 있다. 구동 전달 장치의 제2 가변 구동 기어(302)는 구동 전달 장치의 제2 구동 기어(106)와 결합될 수 있다. 구동 전달 장치의 제2 가변 구동 기어(302)가 회전함에 따라, 구동 전달 장치의 제2 구동 기어(106) 및 구동 전달 장치의 제3 구동 기어(108)도 함께 회전할 수 있다.
구동 전달 장치는, 구동 전달 장치의 구동 기어들(103, 301, 302, 106, 108)로 전달된 동력을 이용하여, 토너 공급 오거의 회전 커플러(107, 109)를 회전시킬 수 있다. 예를 들면, 구동 전달 장치의 제1 구동 기어(103) 및 구동 전달 장치의 제3 구동 기어(108)이 회전함에 따라, 토너 공급 오거의 회전 커플러(107) 및 토너 공급 오거의 회전 커플러(109)는 회전할 수 있다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 예를 들면, 제1 가변 구동 기어(301)와 제2 가변 구동 기어(302)는 서로 다른 크기의 타원형을 갖는 톱니로 설계될 수 있다. 구동 기어가 타원형으로 설계되면, 구동 기어가 회전함에 따라 구동 기어에 작용하는 토크의 크기가 달라질 수 있다. 즉, 제1 가변 구동 기어(301)와 제2 가변 구동 기어(302)가 회전함에 따라, 제1 가변 구동 기어(301)와 제2 가변 구동 기어(302) 각각의 감속비가 변동되고, 제1 가변 구동 기어(301)와 제2 가변 구동 기어(302) 각각에서 감지되는 부하의 크기는 변동될 수 있다. 도 3a 및 도 3b에서, 가변 구동 기어들(301, 302)이 타원형으로 도시되었지만, 감속비가 적어도 둘 이상으로 구성된 구동 기어 또는 반지름이 일정하지 않은 구동 기어일 수 있다.
도 3a를 참고하면, 제1 외곽선(301-1) 및 제2 외곽선(302-1)은, 제1 가변 구동 기어(301)와 제2 가변 구동 기어(302)가 맞물려 회전하는 제1 시점에서의 가변 구동 기어들(301, 302)의 형태를 나타낸다. 예를 들면, 제1 가변 구동 기어(301)가 시계 방향으로 회전하면, 제2 가변 구동 기어(302)는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 제1 외곽선(301-1) 및 제2 외곽선(302-1)을 참고하면, 제1 시점에서 제1 가변 구동 기어(301)와 제2 가변 구동 기어(302)가 만나는 접점으로부터 제1 가변 구동 기어(301)의 중심점까지의 길이가 접점으로부터 제2 가변 구동 기어(302)의 중심점까지의 길이보다 짧기 때문에, 제1 가변 구동 기어(301)의 토크의 크기는 제2 가변 구동 기어(302)의 토크의 크기보다 작을 수 있다. 이 경우, 제1 가변 구동 기어(301)의 회전 속도는 제2 가변 구동 기어(302)의 회전 속도보다 클 수 있다.
도 3b를 참고하면, 제3 외곽선(301-2) 및 제4 외곽선(302-2)은, 제1 가변 구동 기어(301)와 제2 가변 구동 기어(302)가 맞물려 회전하는 제2 시점에서의 가변 구동 기어들(301, 302)의 형태를 나타낸다. 제3 외곽선(301-2) 및 제4 외곽선(302-2)을 참고하면, 제2 시점에서 제1 가변 구동 기어(301)와 제2 가변 구동 기어(302)가 만나는 접점으로부터 제1 가변 구동 기어(301)의 중심점까지의 길이가 접점으로부터 제2 가변 구동 기어(302)의 중심점까지의 길이보다 길기 때문에, 제1 가변 구동 기어(301)의 토크의 크기는 제2 가변 구동 기어(302)의 토크의 크기보다 클 수 있다. 이 경우, 제1 가변 구동 기어(301)의 회전 속도는 제2 가변 구동 기어(302)의 회전 속도보다 작을 수 있다.
제1 시점에서 제2 시점으로 변경됨에 따라, 제1 가변 구동 기어(301)와 제2 가변 구동 기어(302)는 서로 맞물려 회전하면서, 가변 구동 기어 각각의 감속비가 변동될 수 있다. 가변 구동 기어 각각의 감속비가 변동됨에 따라, 제1 가변 구동 기어(301)와 제2 가변 구동 기어(302) 각각에서 감지되는 부하의 크기는 변동될 수 있다.
도 3c는 감속비의 변화에 따른 구동 전달 장치의 부하 신호를 도시한 일 예의 도면이다.
도 3c은, 시간의 흐름에 따라, 제1 가변 구동 기어(301)에서 감지되는 부하 신호를 도시한 그래프이다. 예를 들면, 제1 가변 구동 기어(301)는, 장축의 길이가 a이고, 단축의 길이가 b인 타원형의 구동 기어일 수 있다. 여기서, a>b>0일 수 있다. 제2 가변 구동 기어(302)는, 장축의 길이가 c이고, 단축의 길이가 d인 타원형의 구동 기어일 수 있다. 여기서, c>d>0일 수 있다.
예를 들면, 제1 가변 구동 기어(301)가 1회전 하는 동안, 제1 가변 구동 기어(301)의 장축의 꼭지점은 제2 가변 구동 기어(302)의 단축의 꼭지점과 만나고, 제1 가변 구동 기어(301)의 단축의 꼭지점은 제2 가변 구동 기어(302)의 장축의 꼭지점과 만날 수 있다.
예를 들면, 제1 시점에서 제1 가변 구동 기어(301)의 단축의 꼭지점이 제2 가변 구동 기어(302)의 장축의 꼭지점과 만날 때, 제1 가변 구동 기어(301)에 작용하는 토크의 크기는 최소가 될 수 있다. 즉, 제1 시점에서 제1 가변 구동 기어(301)에서 감지되는 부하의 크기는 최소가 될 수 있다. 반면에, 제2 시점에서 제1 가변 구동 기어(301)의 장축의 꼭지점이 제2 가변 구동 기어(302)의 단축의 꼭지점과 만날 때, 제1 가변 구동 기어(301)에 작용하는 토크의 크기는 최대가 될 수 있다. 즉, 제2 시점에서 제1 가변 구동 기어(301)에서 감지되는 부하의 크기는 최대가 될 수 있다.
도 4a는 구동원으로부터 구동 전달 장치의 부하 신호에 대응하는 참조 신호를 검출하는 일 예의 회로도이다.
구동원은, 동력을 발생시키기 위한 모터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 모터는, 스텝 모터 또는 DC 모터일 수 있다. 예를 들면, 모터를 구동하기 위해, 정전류 드라이버 IC가 사용될 수 있다.
도 4a는, 구동원의 모터가 스텝 모터로 사용된 경우, 스텝 모터로부터 구동 전달 장치의 부하 신호에 대응하는 참조 신호를 검출하는 회로도를 도시한다. 도 4a를 참고하면, 스텝 모터의 드라이버 IC는, 스텝 모터의 부하 신호를 검출하기 위한 감지 저항(410)을 포함할 수 있다. 감지 저항에서는, 구동 전달 장치의 부하 신호와 대응하는 스텝 모터의 부하 신호가 감지될 수 있다. 또한, 스텝 모터의 드라이버 IC에는 감지 저항(410)의 전압을 모니터링함으로써, 참조 신호를 검출하는 전압 검출 회로부(420)가 연결될 수 있다.
예를 들면, 전압 검출 회로부(420)는, 로우 패스 필터(421), 증폭기(422), 및 ADC 포트(423)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 전압 검출 회로부(420)는, 감지 저항(410)에서 변동되는 스텝 모터의 부하 신호를 검출할 수 있다. 로우 패스 필터(421)는, 스텝 모터의 부하 신호에서 미리 설정된 저주파수의 신호를 통과시켜 저주파를 포함하는 저주파 부하 신호를 획득할 수 있다. 저주파 부하 신호의 전압 레벨이 소정 전압 레벨보다 작을 수 있기 때문에, 증폭기(422)는 저주파 부하 신호를 증폭함으로써, 아날로그 신호를 획득할 수 있다. ADC 포트(423)는, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환함으로써, 참조 신호를 검출할 수 있다. 구체적으로, ADC 포트(423)는, 임계 전압에 기초하여, 아날로그 전압 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. ADC 포트(423)는 아날로그 전압 신호에서 임계 전압보다 큰 신호는 하이(high) 신호로 변환하고, 임계 전압보다 작은 신호는 로우(low) 신호로 변환할 수 있다.
도 4b는 구동원으로부터 구동 전달 장치의 부하 신호에 대응하는 참조 신호를 검출하는 다른 예의 회로도이다.
도 4b는, 구동원의 모터가 DC 모터로 사용된 경우, DC 모터로부터 구동 전달 장치의 부하 신호에 대응하는 참조 신호를 검출하는 회로도를 도시한다. 도 4b를 참고하면, DC 모터의 드라이버 IC는, DC 모터의 부하 신호를 검출하기 위한 감지 저항(430)을 포함할 수 있다. 감지 저항에서는, 구동 전달 장치의 부하 신호와 대응하는 DC 모터의 부하 신호가 감지될 수 있다. 또한, DC 모터의 드라이버 IC에는 감지 저항(430)의 전압을 모니터링함으로써, 참조 신호를 검출하는 전압 검출 회로부(440)가 연결될 수 있다. 예를 들면, 전압 검출 회로부(440)는, 로우 패스 필터(441), 증폭기(442), 및 ADC 포트(443)를 포함할 수 있다.
도 5는 구동원의 부하 신호 및 부하 신호에 대응하는 참조 신호를 설명하기 위한 일 예의 도면이다.
전압 검출 회로부는, 구동원의 감지 저항에서 구동원의 부하 신호를 검출할 수 있다. 여기서, 부하 신호는, 감지 저항의 전압 신호일 수 있다. 전압 검출 회로부는, 구동원의 부하 신호를 로우 패스 필터를 통과시킴으로써, 저주파 부하 신호를 획득할 수 있다. 전압 검출 회로부는, 저주파 부하 신호를 증폭기를 통해 증폭시킴으로써, 증폭된 아날로그 신호를 획득할 수 있다. 도 5의 그래프(510)는 아날로그 전압 신호를 도시한다.
전압 검출 회로부는, 증폭된 아날로그 신호를 ADC 포트의 입력 신호로 입력하고, 아날로그 신호가 디지털 신호로 변환된 참조 신호를 획득할 수 있다. 도 5의 그래프(510) 및 그래프(520)을 참고하면, ADC 포트는, 임계 전압에 기초하여, 아날로그 전압 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. ADC 포트는 아날로그 전압 신호에서 임계 전압보다 큰 신호는 하이 신호로 변환하고, 임계 전압보다 작은 신호는 로우 신호로 변환할 수 있다.
도 6은 참조 신호를 검출하는 전압 검출 회로부를 설명하기 위한 일 예의 도면이다.
예를 들면, 도 4a 및 도 4b에서 설명한 전압 검출 회로부 내의 ADC 포트는, 도 6에 도시된 회로도로 대체될 수 있다. 예를 들면, 비교기의 입력단에는, 임계 전압이 설정된 신호와 구동원의 감지 저항에서 감지되는 전압 신호가 입력될 수 있다. 여기서, 전압 신호는 아날로그 신호일 수 있다. GPIO 포트에서, 아날로그 신호가 디지털 신호로 변환된 참조 신호가 검출될 수 있다.
도 7은 구동 전달 장치의 동작을 설명하기 위한 일 예의 도면이다.
도 7의 이미지(710) 내지 이미지(730)은 구동 전달 장치의 동작에 따라, 제1 가변 구동 기어(301)와 제2 가변 구동 기어(302) 간의 결합 상태를 도시한다.
구체적으로, 도 7의 이미지(710)는, 제1 가변 구동 기어(301)의 단축의 꼭지점이 제2 가변 구동 기어(302)의 장축의 꼭지점과 만나는 제1 시점에서의 제1 가변 구동 기어(301)와 제2 가변 구동 기어(302) 간의 결합 상태를 도시한다. 이 경우, 제1 가변 구동 기어(301)에서 감지되는 부하의 크기는 최소가 될 수 있다.
도 7의 이미지(720)는, 제1 가변 구동 기어(301)의 소정의 꼭지점이 제2 가변 구동 기어(302)의 소정의 꼭지점과 만나는 제2 시점에서의 제1 가변 구동 기어(301)와 제2 가변 구동 기어(302) 간의 결합 상태를 도시한다. 이 경우, 제1 가변 구동 기어(301)에서 감지되는 부하는 제1 가변 구동 기어(301)에서 감지될 수 있는 최소 부하와 최대 부하의 사이일 수 있다.
도 7의 이미지(730)는, 제1 가변 구동 기어(301)의 장축의 꼭지점이 제2 가변 구동 기어(302)의 단축의 꼭지점과 만나는 제3 시점에서의 제1 가변 구동 기어(301)와 제2 가변 구동 기어(302) 간의 결합 상태를 도시한다. 이 경우, 제1 가변 구동 기어(301)에서 감지되는 부하의 크기는 최대가 될 수 있다.
제1 가변 구동 기어(301) 및 제2 가변 구동 기어(302)는 타원 형태의 구조를 갖기 때문에, 제1 가변 구동 기어(301) 및 제2 가변 구동 기어(302)가 회전함에 따라서, 가변 구동 기어들 각각에 작용하는 토크가 달라지게 되고, 속도도 달라지게 된다. 즉, 가변 구동 기어들 각각은 회전함에 따라, 부하 및 속도가 변동된다.
도 8은, 도 7의 구동 전달 장치의 동작에 따른 구동원의 부하 신호 및 부하 신호에 대응하는 참조 신호를 설명하기 위한 일 예의 도면이다.
도 8의 이미지(810)에서 그래프(811)는, 제1 가변 구동 기어(301)의 부하 신호를 나타낸다. 제1 가변 구동 기어(301)가 회전하는 동안, 제1 가변 구동 기어(301)에 작용하는 토크가 주기적으로 변동되기 때문에, 제1 가변 구동 기어(301)에서 감지되는 부하도 주기적으로 변동될 수 있다.
제1 가변 구동 기어(301)에서 감지되는 부하 신호의 특징을 상세하게 설명하면, 예를 들어, 도 7을 참고하면, 제1 시점부터 제3 시점 동안, 제1 가변 구동 기어(301)가 단축 꼭지점부터 장축 꼭지점까지 회전하게 되면, 제1 가변 구동 기어(301)는 0.25 회전할 수 있다.
도 8의 이미지(810)에서 그래프(811)를 참고하면, 제1 가변 구동 기어(301)가 제2 가변 구동 기어(302)와 맞물려 회전하는 동안, 제1 가변 구동 기어(301)의 단축의 꼭지점이 제2 가변 구동 기어(302)의 장축의 꼭지점과 만나는 제1 시점에서 제1 가변 구동 기어(301)에 작용하는 부하의 크기는 최소일 수 있다. 또한, 제1 가변 구동 기어(301)의 소정의 꼭지점이 제2 가변 구동 기어(302)의 소정의 꼭지점과 만나는 제2 시점에서 제1 가변 구동 기어(301)에 작용하는 부하의 크기는 최대값과 최소값 사이의 중간 값일 수 있다. 또한, 제1 가변 구동 기어(301)의 장축의 꼭지점이 제2 가변 구동 기어(302)의 단축의 꼭지점과 만나는 제3 시점에서 제1 가변 구동 기어(301)에 작용하는 부하의 크기는 최대일 수 있다.
한편, 제1 가변 구동 기어(301)는, 구동원으로부터 발생된 동력에 기초하여 회전되기 때문에, 제1 가변 구동 기어(301)가 회전됨에 따라, 변동되는 부하 또는 속도는 구동원의 구동 기어에도 영향을 줄 수 있다. 따라서, 구동원의 구동 기어의 부하 신호의 주기는 제1 가변 구동 기어(301)의 부하 신호의 주기와 동일할 수 있다. 즉, 구동원의 부하 신호의 주기는 구동 전달 장치의 부하 신호의 주기와 동일할 수 있다. 도 8의 이미지(810)에서 그래프(812)는, 구동원의 구동 기어의 부하 신호를 나타낸다.
도 8의 이미지(820)는 구동원의 구동 기어의 부하 신호를 나타내는 그래프(812) 및 부하 신호가 디지털 신호로 변환된 참조 신호를 나타내는 그래프(821)를 도시한다. 전압 검출 회로부는, 구동원의 구동 기어의 부하 신호를 디지털 신호로 변환함으로써, 참조 신호를 검출할 수 있다. 예를 들면, 부하 신호에서 임계 전압보다 큰 신호는 하이 신호로 변환되고, 임계 전압보다 작은 신호는 로우 신호로 변환될 수 있다. 예를 들면, 하이 신호의 값은 0보다 큰 소정 값일 수 있고, 로우 신호의 값은 0일 수 있다. 도 8의 이미지(820)의 그래프(821)에 도시된 바와 같이, 참조 신호는 사각파의 그래프를 나타낼 수 있다.
한편, 제1 가변 구동 기어(301)가 회전함에 따라 토너 공급 오거가 회전하므로, 토너 공급 오거의 회전량은 제1 가변 구동 기어(301)의 회전량으로부터 산출될 수 있다. 예를 들면, 토너 공급 오거의 회전 커플러를 회전시키는 제1 구동 기어(103) 또는 제1 가변 구동 기어(301)와 토너 공급 오거의 회전 커플러 간의 감속비가 1인 경우, 토너 공급 오거의 회전량은 제1 가변 구동 기어(301)의 회전량과 동일할 수 있다. 또한, 제1 가변 구동 기어(301)가 회전됨에 따라, 변동되는 부하 또는 속도는 구동원의 구동 기어에 영향을 주기 때문에, 구동원의 구동 기어의 부하 신호의 주기는 제1 가변 구동 기어(301)의 부하 신호의 주기와 동일할 수 있다. 따라서, 화상 형성 장치(10) 내의 프로세서는 구동원으로부터 검출되는 참조 신호로부터 구동원의 구동 기어의 회전량을 산출할 수 있다. 화상 형성 장치(10)는 구동원의 구동 기어의 회전량으로부터 토너 공급 오거의 회전량을 산출할 수 있다.
예를 들면, 화상 형성 장치(10)는, 참조 신호의 주기 당 구동 전달 장치의 회전 수, 및 참조 신호의 주기 수에 기초하여, 토너 공급 오거의 회전량을 산출할 수 있다. 구체적인 예를 들면, 도 8의 이미지(810) 및 이미지(820)를 참고하면, 참조 신호의 0.5주기 동안 제1 가변 구동 기어는 0.25 회전할 수 있다. 따라서, 참조 신호의 주기 당 제1 가변 구동 기어(301)의 회전 수는, 0.5이다. 예를 들어, 검출된 참조 신호의 주기 수가 4 주기이면, 제1 가변 구동 기어(301)의 회전 수는 2가 된다. 따라서, 화상 형성 장치(10)는 제1 가변 구동 기어(301)의 회전 수, 및 제1 가변 구동 기어(301)와 토너 공급 오거의 회전 커플러 간의 회전 관계에 기초하여, 토너 공급 오거의 회전량을 산출할 수 있다. 예를 들어, 제1 가변 구동 기어(301)와 토너 공급 오거의 회전 커플러 간의 감속비가 1인 경우, 화상 형성 장치(10)는 토너 공급 오거의 회전 수를 2로 산출할 수 있다.
예를 들면, 화상 형성 장치(10)는, 참조 신호의 주기 당 구동 전달 장치의 회전 수, 및 구동 전달 장치에 대한 구동원의 감속비에 기초하여, 구동원의 회전량을 산출할 수 있다. 구체적인 예를 들면, 도 8의 이미지(810) 및 이미지(820)를 참고하면, 참조 신호의 주기 당 제1 가변 구동 기어(301)의 회전 수는, 0.5이다. 또한, 제1 가변 구동 기어(301)에 대한 구동원의 감속비는 미리 설정되기 때문에, 화상 형성 장치(10)는, 참조 신호의 주기 당 제1 가변 구동 기어(301)의 회전 수, 및 제1 가변 구동 기어(301)에 대한 구동원의 감속비에 기초하여, 구동원의 회전량을 산출할 수 있다. 예를 들어, 제1 가변 구동 기어(301)에 대한 구동원의 감속비가 55인 경우, 구동원의 회전량은, 0.5 x 55 = 27.5로 산출될 수 있다. 따라서, 참조 신호의 1 주기 동안, 구동원의 회전수는 27.5가 된다.
또한, 화상 형성 장치(10)는, 구동원의 회전량이 기준 회전량의 범위를 충족시키는지 확인한 결과에 기초하여, 구동원의 오작동을 검출할 수 있다. 구체적인 예를 들면, 구동원의 회전량과 기준 회전량 간의 차이값이 기준 회전량을 기준으로 -3% 와 +3% 사이의 오차를 갖으면, 화상 형성 장치(10)는 구동원이 정상적으로 동작하고 있음을 결정할 수 있다. 반면에, 구동원의 회전량과 기준 회전량 간의 차이값이 기준 회전량을 기준으로 -3% 와 +3% 사이의 오차를 벗어나면, 화상 형성 장치(10)는 구동원이 비정상적으로 동작하고 있음을 결정할 수 있다. 구동원이 비정상적으로 동작하는 경우에, 화상 형성 장치(10)는 구동원의 오작동을 알리는 정보를 표시할 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 화상 형성 장치(10) 내의 센서에서 감지된 신호에 기초하여 동작하는 구동원 및 구동 전달 장치를 설명하기 위한 일 예의 도면이다.
도 9a를 참고하면, 화상 형성 장치(10)에는 부재의 위치를 감지하는 센서(911, 912)가 장착될 수 있다. 한편, 화상 형성 장치(10)에서, 구동원은 동력을 발생시켜 구동 전달 장치로 전달하고, 구동 전달 장치의 구동 기어(930)는 동력을 이용하여 부재의 구동 기어(920)를 동작시킬 수 있다. 센서(911, 912) 각각은, 부재를 감지한 신호를 화상 형성 장치(10) 내의 프로세서로 전달할 수 있다. 프로세서는, 부재를 감지한 신호에 기초하여, 구동 전달 장치의 구동 기어(930)의 회전 방향을 변경할 수 있다.
구체적으로, 도 9a 및 도 9b를 참고하면, 센서(911, 912)에서 부재의 미리 설정된 제1 위치가 감지될 때까지, 프로세서는, 구동 전달 장치의 구동 기어(930)가 시계 방향으로 회전하도록 제어할 수 있다. 구동 전달 장치의 구동 기어(930)가 시계 방향으로 회전함에 따라, 부재의 구동 기어(920)는 구동 전달 장치의 구동 기어(930)와 맞물려 동작하고, 부재는 위쪽 방향으로 상승하게 된다.
센서(911, 912)에서 부재의 미리 설정된 제1 위치가 감지되면, 프로세서는, 구동 전달 장치의 구동 기어(930)가 반시계 방향으로 회전하도록 제어할 수 있다. 구동 전달 장치의 구동 기어(930)가 반시계 방향으로 회전함에 따라, 부재의 구동 기어(920)는 구동 전달 장치의 구동 기어(930)와 맞물려 동작하고, 부재는 아래쪽 방향으로 하강하게 된다. 이 경우, 프로세서는, 센서(911, 912)에서 부재의 미리 설정된 제2 위치가 감지될 때까지, 구동 전달 장치의 구동 기어(930)가 반시계 방향으로 회전하도록 제어할 수 있다. 이후에, 센서(911, 912)에서 부재의 미리 설정된 제2 위치가 감지되면, 프로세서는, 센서(911, 912)에서 부재의 미리 설정된 제1 위치가 감지될 때까지, 구동 전달 장치의 구동 기어(930)가 시계 방향으로 회전하도록 제어할 수 있다.
즉, 프로세서는, 센서(911, 912)에서 부재를 감지한 신호에 기초하여, 구동원, 구동 전달 장치, 부재의 동작을 제어할 수 있다.
도 10a 내지 도 10c는 감속비가 변동되는 구동 기어를 포함하는 구동 전달 장치, 및 구동원을 설명하기 위한 일 예의 도면이다.
도 9a 및 도 9b에서 설명한 바와 같이, 화상 형성 장치(10)는, 센서(911, 912)에서 감지된 신호에 기초하여, 구동원, 구동 전달 장치, 부재의 동작을 제어할 수 있으나, 센서(911, 912)가 화상 형성 장치(10) 내에 추가로 장착되어야 하고, 센서(911, 912)로 인해, 화상 형성 장치(10) 내의 부재들의 설계에 제약이 발생될 수 있다. 따라서, 구동 전달 장치의 구동 기어 및 부재의 구동 기어를 감속비가 변동되는 구동 기어로 설계하면, 추가적인 센서의 장착이 요구되지 않고, 화상 형성 장치(10) 내의 공간적 제약이 제거될 수 있다.
도 10a 내지 도 10c를 참고하면, 구동 전달 장치의 구동 기어는 회전에 따라 감속비가 변동되는 가변 구동 기어(1020)로 설계될 수 있다. 또한, 부재의 구동 기어는 구동 전달 장치의 가변 구동 기어(1020)와 맞물려 부재가 상하로 이동함에 따라 감속비가 변동되는 가변 구동 기어(1010)로 설계될 수 있다.
화상 형성 장치(10)는 구동 전달 장치의 부하의 크기가 기준 부하의 크기를 충족시키는지 확인한 결과에 기초하여, 구동 전달 장치의 가변 구동 기어(1020)의 회전 방향 또는 회전 속도를 제어하는 동작, 및 구동 전달 장치의 가변 구동 기어(1020)의 회전을 정지하는 동작 중 하나의 동작을 제어할 수 있다.
도 10a 내지 도 10c를 참고하면, 구동 전달 장치의 가변 구동 기어(1020)가 시계 방향으로 회전함에 따라, 부재의 가변 구동 기어(1010)는, 부재가 위쪽 방향으로 상승하도록, 가변 구동 기어(1020)와 맞물려 동작할 수 있다.
예를 들면, 화상 형성 장치(10) 내의 프로세서는, 부재가 가동 범위 내에서 최대로 상승하였을 때의 구동 전달 장치의 제1 기준 부하를 감지할 수 있다. 또한, 프로세서는, 부재가 가동 범위 내에서 최대로 하강하였을 때 구동 전달 장치의 제2 기준 부하를 감지할 수 있다. 프로세서는, 구동 전달 장치의 가변 구동 기어(1020)를 제1 기준 부하가 감지될 때까지 시계 방향으로 회전하도록 제어할 수 있다. 제1 기준 부하가 감지되면, 프로세서는, 부재가 가동 범위 내에서 최대로 상승한 것으로 판단하고, 구동 전달 장치의 가변 구동 기어(1020)를 반시계 방향으로 회전하도록 제어할 수 있다. 프로세서는, 제2 기준 부하가 감지될 때까지, 구동 전달 장치의 가변 구동 기어(1020)를 반시계 방향으로 회전하도록 제어할 수 있다.
도 11은 구동원으로부터 구동 전달 장치의 부하 신호에 대응하는 참조 신호를 검출하고, 참조 신호를 이용하여 토너 공급 오거의 회전량을 산출하는 화상 형성 장치(10)의 동작 방법을 나타낸 일 예의 흐름도이다.
도 11을 참고하면, 화상 형성 장치(10)의 동작 1110에서, 화상 형성 장치(10)는, 감속비가 변동되는 구동 기어를 포함하는 구동 전달 장치에서, 구동원으로부터 전달받은 동력을 이용하여 토너 공급 오거를 회전시킬 수 있다. 토너 공급 오거가 회전함에 따라 토너 카트리지 내의 토너는 소모될 수 있다.
화상 형성 장치(10)의 동작 1120에서, 화상 형성 장치(10)는, 토너 공급 오거가 회전됨에 따라, 구동 전달 장치의 변동되는 부하 신호에 대응하는 참조 신호를 검출할 수 있다.
예를 들면, 화상 형성 장치(10)는, 구동원의 감지 저항에서, 구동 전달 장치의 부하 신호와 대응하는 구동원의 부하 신호를 검출할 수 있다. 화상 형성 장치(10)는 구동원의 부하 신호에서 미리 설정된 저주파수를 포함하는 저주파 부하 신호를 획득할 수 있다. 화상 형성 장치(10)는 증폭기를 이용하여 저주파 부하 신호를 증폭함으로써, 아날로그 신호를 획득할 수 있다. 화상 형성 장치(10)는, ADC를 이용하여 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환함으로써, 참조 신호를 검출할 수 있다.
화상 형성 장치(10)의 동작 1130에서, 화상 형성 장치(10)는, 참조 신호에 기초하여, 토너 공급 오거의 회전량을 산출할 수 있다. 예를 들면, 화상 형성 장치(10)는, 참조 신호의 주기 당 구동 전달 장치의 회전 수, 및 참조 신호의 주기 수에 기초하여, 토너 공급 오거의 회전량을 산출할 수 있다. 구체적으로, 화상 형성 장치(10)는, 참조 신호의 주기 당 구동 전달 장치의 회전 수와 참조 신호의 주기 수를 곱함으로써, 토너 공급 오거의 회전량을 산출할 수 있다.
한편, 화상 형성 장치(10)는, 참조 신호의 주기 당 구동 전달 장치의 회전 수, 및 구동 전달 장치에 대한 구동원의 감속비에 기초하여, 구동원의 회전량을 산출할 수 있다. 구체적으로, 화상 형성 장치(10)는, 참조 신호의 주기 당 구동 전달 장치의 회전 수와 구동 전달 장치에 대한 구동원의 감속비를 곱함으로써, 구동원의 회전량을 산출할 수 있다.
또한, 화상 형성 장치(10)는, 구동원의 회전량이 기준 회전량의 범위를 충족시키는지 확인한 결과에 기초하여, 구동원의 오작동을 검출할 수 있다. 예를 들면, 구동원의 회전량이 기준 회전량의 미리 설정된 범위를 벗어나면, 화상 형성 장치(10)는, 구동원의 오작동을 검출하고, 화상 형성 장치(10)의 사용자 인터페이스 장치는 구동원의 오작동이 검출되었음을 알리는 정보를 표시할 수 있다.
또한, 화상 형성 장치(10)는, 구동 전달 장치의 부하의 크기가 기준 부하의 크기를 충족시키는지 확인한 결과에 기초하여, 화상 형성 장치(10) 내의 구동 전달 장치의 동작을 제어할 수 있다. 구동 전달 장치는, 구동 기어의 회전 방향 또는 회전 속도를 제어하는 동작, 및 구동 기어의 회전을 정지하는 동작 중 하나의 동작을 제어할 수 있다. 구체적인 예를 들면, 구동 전달 장치의 부하가 기준 부하의 오차 범위 내에 존재하면, 화상 형성 장치(10)는, 구동 전달 장치의 구동 기어가 회전하도록 제어할 수 있다. 반면에, 구동 전달 장치의 부하가 기준 부하의 오차 범위를 벗어나면, 화상 형성 장치(10)는, 구동 전달 장치의 구동 기어의 회전을 정지시킬 수 있다.
예를 들면, 화상 형성 장치(10)는, 토너 공급 오거의 회전량에 기초하여, 토너 카트리지 내의 토너 소모량을 산출할 수 있다.
도 12는 컴퓨터 판독 가능 저장매체에 저장된 명령어들을 설명하기 위한 일 예의 도면이다.
도 12에 도시된 컴퓨터 판독 가능 저장매체(1000)는, 화상 형성 장치(10)에서 토너 공급 오거를 회전시킴으로써, 감속비가 변동되는 구동 기어를 포함하는 구동 전달 장치의 부하 신호에 대응하는 참조 신호를, 구동원으로부터 검출하고, 참조 신호에서 토너 공급 오거의 회전량을 산출하는 화상 형성 장치(10)의 동작 방법에 대한 명령어들을 저장할 수 있다. 예를 들면, 컴퓨터 판독 가능 저장매체(1000)는, 감속비가 변동되는 구동 기어를 포함하는 구동 전달 장치에서, 구동원으로부터 전달받은 동력을 이용하여 토너 공급 오거를 회전시키는 명령어들(1110), 토너 공급 오거가 회전됨에 따라, 구동 전달 장치의 변동되는 부하 신호에 대응하는 참조 신호를 검출하는 명령어들(1120), 및 참조 신호에 기초하여, 토너 공급 오거의 회전량을 산출하는 명령어들(1130)을 저장할 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. 동력을 발생시키는 구동원;
    상기 구동원으로부터 전달받은 상기 동력을 이용하여 토너 공급 오거를 회전시키고, 감속비가 변동되는 구동 기어를 포함하는 구동 전달 장치;
    상기 감속비가 변동됨에 따라 상기 구동 전달 장치의 변동되는 부하 신호에 대응하는 참조 신호를 상기 구동원으로부터 검출하는 센서부; 및
    상기 참조 신호에 기초하여, 상기 토너 공급 오거의 회전량을 산출하는 프로세서를 포함하는, 화상 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는,
    상기 구동 전달 장치가 상기 토너 공급 오거를 회전시킴으로써, 상기 구동 전달 장치의 부하 신호의 주기와 동일한 주기를 갖는 상기 참조 신호를 검출하는, 화상 형성 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 구동원은, 상기 구동 전달 장치의 부하 신호와 대응하는 상기 구동원의 부하 신호가 감지되는 감지 저항을 포함하는 저항 회로부를 포함하고,
    상기 센서부는, 상기 저항 회로부의 상기 감지 저항의 전압을 모니터링함으로써, 상기 참조 신호를 검출하는 전압 검출 회로부를 포함하는, 화상 형성 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전압 검출 회로부는,
    상기 감지 저항에서 변동되는 상기 구동원의 부하 신호를 검출하고,
    상기 구동원의 부하 신호에서 미리 설정된 저주파수를 포함하는 저주파 부하 신호를 획득하고,
    증폭기를 이용하여 상기 저주파 부하 신호를 증폭함으로써, 아날로그 신호를 획득하고,
    ADC를 이용하여 상기 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환함으로써, 상기 참조 신호를 검출하는, 화상 형성 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 참조 신호의 주기 당 상기 구동 전달 장치의 회전 수, 및 상기 참조 신호의 주기 수에 기초하여, 상기 토너 공급 오거의 회전량을 산출하는, 화상 형성 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 참조 신호의 주기 당 상기 구동 전달 장치의 회전 수, 및 상기 구동 전달 장치에 대한 상기 구동원의 감속비에 기초하여, 상기 구동원의 회전량을 산출하는, 화상 형성 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 구동원의 회전량이 기준 회전량의 범위를 충족시키는지 확인한 결과에 기초하여, 상기 구동원의 오작동을 검출하는, 화상 형성 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 구동 전달 장치는, 상기 감속비가 적어도 둘 이상으로 구성된 구동 기어들, 또는 반지름이 일정하지 않은 구동 기어들을 포함하고,
    상기 구동 기어들 각각은 서로 다른 토너 공급 오거를 회전시키는, 화상 형성 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 구동 전달 장치의 부하의 크기가 기준 부하의 크기를 충족시키는지 확인한 결과에 기초하여, 상기 구동 전달 장치의 동작을 제어하고,
    상기 구동 전달 장치는, 상기 구동 기어의 회전 방향 또는 회전 속도를 제어하는 동작, 및 상기 구동 기어의 회전을 정지하는 동작 중 하나의 동작을 제어하는, 화상 형성 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 토너 공급 오거의 회전량에 기초하여, 토너 카트리지 내의 토너 소모량을 산출하는, 화상 형성 장치.
  11. 감속비가 변동되는 구동 기어를 포함하는 구동 전달 장치에서, 구동원으로부터 전달받은 동력을 이용하여 토너 공급 오거를 회전시키는 단계;
    상기 토너 공급 오거가 회전됨에 따라, 상기 구동 전달 장치의 변동되는 부하 신호에 대응하는 참조 신호를 검출하는 단계; 및
    상기 참조 신호에 기초하여, 상기 토너 공급 오거의 회전량을 산출하는 단계를 포함하는, 화상 형성 장치의 동작 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 참조 신호를 검출하는 단계는,
    상기 구동원의 감지 저항에서, 상기 구동 전달 장치의 부하 신호와 대응하는 상기 구동원의 부하 신호를 검출하는 단계;
    상기 구동원의 부하 신호에서 미리 설정된 저주파수를 포함하는 저주파 부하 신호를 획득하는 단계;
    증폭기를 이용하여 상기 저주파 부하 신호를 증폭함으로써, 아날로그 신호를 획득하는 단계; 및
    ADC를 이용하여 상기 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환함으로써, 상기 참조 신호를 검출하는 단계를 포함하는, 화상 형성 장치의 동작 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 토너 공급 오거의 회전량을 산출하는 단계는,
    상기 참조 신호의 주기 당 상기 구동 전달 장치의 회전 수, 및 상기 참조 신호의 주기 수에 기초하여, 상기 토너 공급 오거의 회전량을 산출하는 단계를 포함하는, 화상 형성 장치의 동작 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 참조 신호의 주기 당 상기 구동 전달 장치의 회전 수, 및 상기 구동 전달 장치에 대한 상기 구동원의 감속비에 기초하여, 상기 구동원의 회전량을 산출하는 단계; 및
    상기 구동원의 회전량이 기준 회전량의 범위를 충족시키는지 확인한 결과에 기초하여, 상기 구동원의 오작동을 검출하는 단계를 더 포함하는, 화상 형성 장치의 동작 방법.
  15. 감속비가 변동되는 구동 기어를 포함하는 구동 전달 장치에서, 구동원으로부터 전달받은 동력을 이용하여 토너 공급 오거를 회전시키는 단계;
    상기 토너 공급 오거가 회전됨에 따라, 상기 구동 전달 장치의 변동되는 부하 신호에 대응하는 참조 신호를 검출하는 단계; 및
    상기 참조 신호에 기초하여, 상기 토너 공급 오거의 회전량을 산출하는 단계를 포함하는 화상 형성 장치의 동작 방법을, 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어들로 저장된 컴퓨터 판독 가능 저장매체.
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