KR100279727B1 - 현상기 장착 여부 및 현상제 잔량 상태 검출장치 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

전자사진 현상방식을 채용한 화상형성장치에서 현상기의 장착 여부와 현상기 내에 있는 현상제의 잔량 상태를 검출하는 장치에 관한 것이다.

나. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제

현상기 장착 여부와 현상기의 현상제 잔량 상태를 간단하게 검출한다.

다. 발명의 해결방법의 요지

호퍼와 교반기를 가지는 현상기에서 호퍼내 하부 일측에 대향되게 설치된 투과창 및 수광창내에 각각 수납되는 발광부 및 수광부를 가지는 포토 센서와, 교반기의 회전 축에 설치되며 교반기의 회전에 따라 투과창과 수광창을 닦는 블레이드를 구비하고, 포토 센서의 출력단과 연결하여 포토 센서로부터 출력되는 신호를 입력하기 위한 입력단자에 접속되어 포토 센서의 출력을 풀업시키는 풀업부를 구비하며, 풀업부를 통해 입력되는 신호의 상태를 검사하여 현상기의 장착 여부와 함께 현상기내에 있는 현상제의 잔량 상태를 검출하는 제어부를 구비한다.

라. 발명의 중요한 용도

전자사진 현상방식을 채용한 화상형성장치에 이용한다.

Description

현상기 장착 여부 및 현상제 잔량 상태 검출장치

본 발명은 전자사진 현상방식을 채용한 화상형성장치에 관한 것으로, 특히 현상기의 장착 여부와 현상기내의 현상제(toner) 잔량 상태를 검출하는 장치에 관한 것이다.

통상적으로 전자사진 현상방식은 복사기, LBP(Laser Beam Printer), 일반용지(plain paper) 팩시밀리등과 같은 화상형성장치에 널리 채용되고 있다. 전자사진 현상방식을 채용한 화상형성장치는 감광드럼상에 형성되어 있는 정전잠상에 현상제를 부착시켜 현상시키는 현상기를 구비한다.

이러한 현상기를 구비하는 화상형성장치에서는 현상기의 장착 여부를 검출함은 물론이고 현상기가 장착된 경우에 현상기 내의 현상제 잔량 상태를 검출하고 있다. 현상기 장착 여부의 검출은 현상기가 장착되었는지 여부를 검출하는 것이고, 현상제 잔량 상태의 검출은 현상제 잔량이 충만(full), 적음(low), 없음(empty) 중에 어떤 상태인지를 검출하는 것이다.

이러한 현상기의 장착 여부를 검출하는 것과 현상제의 잔량 상태를 검출하는 것은 각각 별도의 센서(sensor)를 사용하여 검출하여 왔었다. 즉, 현상기의 장착 여부를 검출하기 위한 센서와 현상제 잔량 상태를 검출하기 위한 센서를 별도로 사용하여 왔었다. 이에따라 그만큼 하드웨어 및 소프트웨어 구성이 복잡해지며 원가가 상승되었었다.

상술한 바와 같이 종래에는 현상기의 장착 여부와 현상제 잔량 상태를 각각 별도의 센서를 사용하여 검출함에 따라 그만큼 하드웨어 및 소프트웨어 구성이 복잡해지며 원가가 상승되었었다.

따라서 본 발명의 목적은 현상기 장착 여부와 현상기내의 현상제 잔량 상태를 간단하게 검출할 수 있는 장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명을 위한 현상기의 내부를 보인 사시도,

도 2는 도 1에 보인 현상기의 정면도,

도 3은 도 1에 보인 현상기의 측면도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 현상기 장착 여부 및 현상제 잔량 상태를 검출하기 위한 회로도,

도 5는 도 4의 CPU(106)에 입력되는 신호의 파형도,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 도 4의 CPU(106)의 처리 흐름도.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 호퍼(hopper)와 교반기(agitator)를 가지는 현상기에서 호퍼내 하부 일측에 대향되게 설치된 투과창 및 수광창내에 각각 수납되는 발광부 및 수광부를 가지는 포토 센서(photo sensor)와, 교반기의 회전 축에 설치되며 교반기의 회전에 따라 투과창과 수광창을 닦는 블레이드(blade)를 구비하고, 포토 센서의 출력단과 연결하여 포토 센서로부터 출력되는 신호를 입력하기 위한 입력단자에 접속되어 포토 센서의 출력을 풀업(pull-up)시키는 풀업부를 구비하며, 입력단자를 통해 입력되는 신호의 상태를 검사하여 현상기의 장착 여부와 함께 현상기내에 있는 현상제의 잔량 상태를 검출하는 제어부를 구비함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 구체적인 회로 구성이나 동작 파형과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고 하기 설명에서 도면들 중에 동일한 구성요소들은 가능한한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음에 유의해야 한다.

우선 본 발명은 도 1로서 보인 바와 같이 현상기(32)를 사용하는 화상형성장치에 적용한다. 상기 도 1은 본 발명에 적용되는 현상기(32)의 내부를 보인 사시도로서, 본 발명의 설명에 필요한 부분들만을 보인 것이다. 그리고 도 2는 도 1의 정면도이고 도 3은 도 1의 측면도이다. 이러한 현상기(32)는 본원 출원인에 의해 대한민국에 1994년 2월 28일자로 특허출원되어 1997년 12월 5일자로 등록된 특허등록번호 제132011호 "현상제 보유 레벨 검출장치"에 상세히 개시되어 있다.

이제 상기한 특허등록번호 제132011호의 기재 내용을 참조하여 도 1 내지 도 3에 보인 현상기를 살펴본다. 현상기(32)는 현상제를 저장하기 위한 호퍼(10)를 구비하고 있다. 호퍼(10)의 일측벽에는 광원을 투과할 수 있는 투과창(12)이 설치되어 있으며, 투과창(12)에 대향되게 이격된 위치에는 상부로 돌출된 수광창(14)이 형성되어 있다. 수광창(14)은 광원을 수광할 수 있는 투명 합성수지로 제작한다.

그리고 투과창(12)의 외부에는 도 2에 도시된 바와 같이 전기신호의 입력에 대응된 빛을 발광하는 발광부(16)가 수납되어 있다. 투과창(12)에 대향되게 이격 형성된 수광창(14)의 내부에는 광원의 수광에 응답하여 전기적 신호로 변환하는 수광부(18)가 수납되어 있다. 발광부(16)와 수광부(18)는 서로 대향되게 고정되도록 설치된다. 포토 센서(100)는 투과창(12)의 내부에 위치된 발광부(16)와 수광창(14)의 내부에서 발광부(16)와 대향하게 위치된 수광부(18)로 이루어진다.

상기와 같은 투과창(12)과 수광창(14)이 하부 일측에 형성된 호퍼(10)의 양측벽에는 현상제를 개구측(20)으로 공급하기 위한 교반기(22)의 회전축(24)이 끼워져 있다. 교반기(22)의 회전축(24)에는 필름(film)으로된 다수의 교반날개(26)가 지그재그 형태로 돌출되게 형성되어 있다. 그리고 교반기(22)의 회전축(24)에서 투과창(12)과 수광창(14)의 사이에 위치되는 부분에는 합성 수지등의 성분으로된 블레이드(28)가 부착되어 있다. 상기와 같이 구성된 교반기(22)가 회전축(24)을 중심으로 회전되면, 교반기(22)가 회전함에 따라 교반날개(26)도 함께 회전된다. 이와같이 교반기(22)가 회전함에 따라 교반날걔(26)에 의해 호퍼(10)내에 있는 현상제가 교반됨으로써 응집되는 것이 방지되고 고르게 섞여진다. 그리고 호퍼(10)내에 채워져 있는 현상제는 현상 롤러(도시하지 않았음)가 위치되는 개구부(20)측으로 공급된다.

이때 교반기(22)의 회전축(24)에 부착된 블레이드(28)가 호퍼(10)의 측벽에 설치된 투과창(12)과 수광창(14)의 사이를 통과하여 회전된다. 이에따라 투과창(12)과 수광창(14)은 블레이드(28)에 의해 닦여지게된다. 이때 만일 현상기(32)의 호퍼(10)에 현상제가 충만된 상태라면, 투과창(12)과 수광창(14) 사이는 현상제로 채워진다. 그리고 교반기(22)의 회전에 따라 블레이드(28)가 투과창(12)과 수광창(14)의 사이를 통과하여도 지나가는 즉시 현상제로 다시 메워지게 된다. 이에따라 투과창(12)의 내부에 설치된 발광부(16)로부터 발광되는 빛은 투과창(12)을 통과하지만 현상제에 의해 곧 차단되어진다. 그러면 수광창(14)의 내부에 설치된 수광부(18)는 빛을 수광하지 못하게 된다.

상기와 같은 상태에서 현상기(32)가 작동하여 호퍼(10)내에 저장된 현상제가 점차 소모되어 현상제의 잔량이 적어지면 투과창(12)의 발광부(16)로부터 발광되어지는 빛이 수광창(14)의 내부에 위치된 수광부(18)로 전달되는 확율이 점차로 증가된다. 예를 들어 투과창(12)과 수광창(14)을 겨우 가릴 정도의 높이로만 현상제가 남아있게 되면, 블레이드(28)가 투과창(12)과 수광창(14)의 사이를 지나간 직후부터 일정 기간동안에는 투과창(12)과 수광창(14)의 사이에 현상제가 없는 상태가 된다. 이와 같이 현상제의 잔량이 점차로 적어지게 되면, 투과창(12)의 발광부(16)로부터 발광되어지는 빛이 수광창(14)의 내부에 위치된 수광부(18)로 전달되는 기간이 점차로 길어지게 되어 나중에는 차단되는 기간보다도 더 길어지게된다. 이렇게 하여 현상기(32)의 호퍼(10)에 있던 현상제가 모두 소모되어 비어있는 상태라면, 투과창(12)과 수광창(14) 사이도 비어있게 된다. 그러므로 블레이드(28)가 투과창(12)과 수광창(14)의 사이를 지나갈 때 블레이드(28)에 의해 가려지는 동안에만 투과창(12)과 수광창(14)간의 광 경로가 일시적으로 차단되고 그 이외의 기간동안에는 발광부(16)로부터 발광되는 빛이 수광부(18)에 수광된다.

이하의 설명에서는 예를 들어 발광부(16)으로부터 발광되는 빛을 수광하지 못하면 수광부(18)가“로우 레벨”의 신호를 출력하고, 빛을 수광하면 “하이 레벨”의 신호를 출력하는 포토 센서를 사용한다고 가정한다. 그러면 현상기(32)내에 현상제가 충만된 상태라면, 수광부(18)의 출력은 “로우 레벨”상태를 유지하게 된다. 이후 현상제가 소모되어 적음 상태로 되면 현상제 잔량이 적어질수록 수광부(18)의 출력은 교반기(22)가 1회전하는 동안에 “로우 레벨”로 되는 기간이 점차 짧아지고 “하이 레벨”로 되는 기간이 점차 길어진다. 이러한 상태에서 현상제가 계속 소모되어 마침내 완전히 비워지게 되면, 수광부(18)의 출력은 교반기(22)가 1회전하는 동안에 블레이드(28)에 의해 가려지는 동안에만 "로우 레벨"로 되고 그 이외의 대부분의 기간동안에는 “하이 레벨”로 된다.

상기한 특허등록번호 제132011호는 이와 같이 수광부(18)의 수광상태가 현상기(32)내의 현상제 잔량 상태에 따라 달라지는 것을 이용하여 수광부(18)의 출력신호로부터 현상제의 잔량 상태를 검출하게 된다. 이에대한 상세한 내용은 특허등록번호 제132011호를 참조하면 된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 회로도를 보인 것으로, 상기한 바와 같이 현상기(32)에 설치되는 포토 센서(100)를 이용하여 현상기의 장착 여부 및 현상제 잔량 상태를 함께 검출하기 위한 회로를 보인 것이다. 도 4에서 입력단자(102)는 상기한 바와 같은 포토 센서(100)의 출력단, 즉 수광부(18)의 출력단과 연결하여 포토 센서(100)로부터 출력되는 신호를 입력한다. 풀업부(104)는 입력단자(102)에 접속되어 포토 센서(100)의 출력 신호를 풀업시켜 CPU(Central Processing Unit)(106)로 출력한다. 도 4에 보인 풀업부(104)는 전원 Vcc과 입력단자(102) 사이에 저항(R)을 접속하여 구성한 것으로 보인다. 화상형성장치의 제어부로 사용되는 CPU(106)는 풀업부(104)를 통해 입력되는 신호의 상태를 검사하여 현상기(32)의 장착 여부와 현상기(32)내에 있는 현상제의 잔량 상태를 함께 검출한다.

상기한 풀업부(104)를 통해 CPU(106)에 입력되는 신호의 상태는 현상기(32)의 장착 여부와 현상기(32)내에 있는 현상제의 잔량 상태에 따라 도 5의 (a)∼(c)와 같이 된다. 만일 현상제가 충만한 상태라면 도 5(a)와 같이 되고, 현상제가 적으면 도 5(b)와 같이 되며, 현상기(32)가 장착되어 있지 않으면 도 5(c)와 같이 된다. 만일 풀업부(104)를 사용치 않는다면, 현상기(32)가 미장착상태인 경우 CPU(106)에는 아무런 신호도 입력되지 않고 하이 임피던스(high impedance)상태가 된다. 이에 반하여 본 발명에서는 풀업부(104)를 사용함으로써 현상기(32)가 미장착상태인 경우 CPU(106)에 "하이 레벨"신호가 입력되게 만든 것이다. 이와 같이 함으로써 CPU(106)는 풀업부(104)를 통해 입력되는 신호의 상태를 검사하면, 현상기(32)의 장착 여부를 검출함과 아울러 현상기(32)가 장착되어있는 경우 현상제 잔량 상태를 검출할 수 있게 된다.

이러한 검출 동작을 본 발명의 실시예에 따른 도 4의 CPU(106)의 처리 흐름도를 보인 도 6을 참조하여 설명한다. 먼저 CPU(106)는 도 6의 (200)단계에서 풀업부(104)를 통해 포토 센서(100)로부터 입력되는 신호를 확인하여 (202)단계에서 "하이 레벨"을 유지하는지 여부를 검사한다. 이때 만일 도 5(c)와 같이 "하이 레벨"을 유지하면, CPU(106)는 (208)단계에서 현상기(32)가 장착되지 않은 것으로 검출하고 (210)단계에서 에러 처리한다. 이때의 에러 처리는 통상적으로 현상기가 미장착된 상태임을 화상형성장치의 표시부를 통해 디스플레이하게 된다.

이와달리 상기 (202)단계에서 검사 결과, "하이 레벨"을 유지하지 않으면, 즉 도 5(a) 또는 도 5(b)와 같은 상태라면 CPU(106)는 (208)단계에서 현상기(32)가 장착된 것으로 검출하고 (206)단계에서 상기한 특허등록번호 제132011호에 개시된 바와 같은 현상제 잔량 검출을 수행한다.

따라서 종래에 현상기의 장착 여부를 검출하기 위한 센서와 현상제 잔량 상태를 검출하기 위한 센서를 별도로 사용하여 왔었던 것과 달리, 1개의 포토 센서(100)만을 사용하여 현상기 장착 여부와 현상제 잔량 상태를 검출할 수 있게 된다.

한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 특히 본 발명의 설명에서 예를 든 바와 반대 상태의 신호를 출력하게 되는 포토 센서를 사용하는 경우에도 마찬가지로 적용된다. 다만 이러한 경우에는 풀업부(104) 대신에 풀다운(pull-down)부를 사용한다. 풀다운부는 입력단자(102)와 CPU(106)간의 접속점과 접지 사이에 저항을 접속하여 구성하면 된다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 저가의 포토 센서 1개만으로 현상기 장착 여부와 현상제 잔량 상태를 검출할 수 있으므로 하드웨어 및 소프트웨어 구성이 간단해지며 원가를 낮출 수 있는 잇점이 있다.

Claims (4)

1. 현상제를 사용하여 정전잠상을 가시상으로 현상하는 현상기를 사용하는 전자사진 현상방식을 채용한 화상형성장치에 있어서,

   상기 현상기에 구비되어 현상제를 저장하는 호퍼와,

   상기 호퍼내에서 일정 속도로 회전되어 현상제를 교반시키는 교반기와,

   상기 호퍼내 하부 일측에 대향되게 설치된 투과창 및 수광창내에 각각 수납되는 발광부 및 수광부를 가지며 상기 투과창과 수광창간의 광 경로가 차단될때는 "로우"레벨을 출력하고 차단되지 않을때는 "하이"레벨을 출력하는 포토 센서와,

   상기 교반기의 회전 축에 설치되며 상기 교반기의 회전에 따라 상기 투과창과 수광창을 닦는 블레이드와,

   상기 포토 센서의 출력단과 연결하여 상기 포토 센서로부터 출력되는 신호를 입력하기 위한 입력단자와,

   상기 입력단자에 접속되어 상기 포토 센서의 출력을 풀업시키는 풀업부와,

   상기 풀업부를 통해 입력되는 신호의 상태를 검사하여 상기 현상기의 장착 여부와 함께 현상기내에 있는 현상제의 잔량 상태를 검출하는 제어부를 구비함을 특징으로 하는 현상기 장착 여부 및 현상제 잔량 상태 검출장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어부가, 상기 입력신호가 "하이"레벨을 유지하면 상기 현상기가 미장착된 것으로 검출하고 그렇지 않으면 상기 현상기가 장착된 것으로 검출함을 특징으로 하는 현상기 장착 여부 및 현상제 잔량 상태 검출장치.
3. 현상제를 사용하여 정전잠상을 가시상으로 현상하는 현상기를 사용하는 전자사진 현상방식을 채용한 화상형성장치에 있어서,

   상기 현상기에 구비되어 상기 현상제를 저장하는 호퍼와,

   상기 호퍼내에서 일정 속도로 회전되어 현상제를 교반시키는 교반기와,

   상기 호퍼내 하부 일측에 대향되게 설치된 투과창 및 수광창내에 각각 수납되는 발광부 및 수광부를 가지며 상기 투과창과 수광창간의 광 경로가 차단될때는 "하이"레벨을 출력하고 차단되지 않을때는 "로우"레벨을 출력하는 포토 센서와,

   상기 교반기의 회전 축에 설치되며 상기 교반기의 회전에 따라 상기 투과창과 수광창을 닦는 블레이드와,

   상기 포토 센서의 출력단과 연결하여 상기 포토 센서로부터 출력되는 신호를 입력하기 위한 입력단자와,

   상기 입력단자에 접속되어 상기 포토 센서의 출력을 풀다운시키는 풀다운부와,

   상기 풀다운부를 통해 입력되는 신호의 상태를 검사하여 상기 현상기의 장착 여부와 함께 현상기내에 있는 현상제의 잔량 상태를 검출하는 제어부를 구비함을 특징으로 하는 현상기 장착 여부 및 현상제 잔량 상태 검출장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 제어부가, 상기 입력신호가 "로우"레벨을 유지하면 상기 현상기가 미장착된 것으로 검출하고 그렇지 않으면 상기 현상기가 장착된 것으로 검출함을 특징으로 하는 현상기 장착 여부 및 현상제 잔량 상태 검출장치.