KR100582996B1 - 산화촉매유닛, 이를 구비한 습식 전자사진방식화상형성장치 및 산화촉매 수명 판단방법 - Google Patents

산화촉매유닛, 이를 구비한 습식 전자사진방식화상형성장치 및 산화촉매 수명 판단방법 Download PDF

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Abstract

개시된 본 발명에 의한 산화촉매유닛은 덕트부재, 팬, 히터, 산화촉매필터 및 온도감지수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기에서, 온도감지수단은 산화촉매필터의 상부과 하부의 주위 온도를 감지한다. 또한, 상술한 산화촉매유닛을 구비하는 습식 화상형성장치의 제어부는 온도감지수단으로부터 검출된 온도 데이터를 이용하여 미리 입력된 기준 데이터와 비교하여 촉매의 수명을 판단하게 된다.
습식 전자사진방식 화상형성장치, 산화촉매유닛, 온도감지수단, 산화촉매필터

Description

산화촉매유닛, 이를 구비한 습식 전자사진방식 화상형성장치 및 산화촉매 수명 판단방법{Oxidation catalyst unit, Wet-type electrophotographic image forming apparatus having the same and Method of catalyst life span judgment}
도 1은 종래 습식 전자사진방식 화상형성장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 습식 전자사진방식 화상형성장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 습식 전자사진방식 화상형성장치의 요부 구성을 개략적으로 나타낸 블록도,
도 4는 도 2의 정착유닛의 개략적인 사시도,
도 5는 도 2의 산화촉매유닛의 개략적인 종단면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 산화촉매 수명 판단방법을 나타낸 흐름도이다.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
200. 화상형성장치 210. 화상형성장치 본체
220. 인쇄엔진 221a,221b,221c,221d. 감광드럼
222a,222b,222c,222d. 대전유닛 223a,223b,223c,223d. 노광유닛
224a,224b,224c,224d. 현상유닛 225. 전사유닛
226. 전사벨트 227a,227b,227c,227d. 제1전사롤러
228. 제2전사롤러 230. 정착유닛
232. 히팅롤러 233. 가압롤러
240. 산화촉매유닛 241. 덕트부재
242. 팬모터 243. 히터
244. 산화촉매필터 245. 온도감지수단
246. 제1온도감지수단 247. 제2온도감지수단
270. 전원공급유닛 280. 제어부
본 발명은 습식 전자사진방식 화상형성장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 현상액이 부착된 용지가 정착유닛를 통과할 때 발생되는 캐리어 증기의 산화분해를 촉진시키는 산화촉매의 수명을 판단하는 산화촉매유닛, 이를 구비한 습식 전자사진방식 화상형성장치 및 산화촉매 수명 판단방법에 관한 것이다.
일반적으로, 습식 전자사진방식 화상형성장치는 감광매체에 레이저빔을 주사하여 정전잠상을 형성하고, 이 정전잠상에 현상액을 부착하여 형성된 가시화상을 소정 인쇄매체로 옮겨 원하는 화상을 출력하는 인쇄장치이다. 이러한, 습식 전자사진방식 화상형성장치는, 분말 토너를 사용하는 건식 전자사진방식 화상형성장치에 비해 선명한 화상을 얻을 수 있어 컬러 인쇄에 적합하다.
도 1은 종래 습식 전자사진방식 화상형성장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 습식 전자사진방식 화상형성장치(100)는, 화상형성장치 본체(110)와, 정전잠상이 형성되는 복수의 감광드럼(121)(122)(123)(124)과, 각 감광드럼(121)(122)(123)(124)을 소정 전위로 대전시키는 복수의 대전유닛(131)(132)(133)(134)과, 대전된 각 감광드럼(121)(122)(123)(124)에 레이저빔을 조사하는 복수의 노광유닛(141)(142)(143)(144)과, 각 감광드럼(121)(122)(123)(124)에 현상액을 공급하여 가시화상을 형성시키는 복수의 현상유닛(151)(152)(153)(154)과, 각 감광드럼(121)(122)(123)(124)에 형성된 가시화상을 전사벨트(160)로 전사시키는 복수의 제1전사롤러(171)(172)(173)(174)와, 복수의 가시화상이 중첩되어 전사벨트(160) 상에 형성된 최종화상을 공급된 용지(P)로 전사시키는 제2전사롤러(180)와, 최종화상이 전사된 용지(P)에 열과 압력을 가해 최종화상을 용지(P) 상에 고착시키는 정착유닛(190)를 포함한다.
상기 복수의 현상유닛(151)(152)(153)(154)은 각각 서로 다른 색상의 현상액을 저장하고 있으며, 복수의 감광드럼(121)(122)(123)(124) 각각에 컬러 현상액을 공급한다. 현상액은 토너가 분산되어 있는 잉크와 노파(Norpar)와 같은 액상의 캐리어로 이루어진다. 노파는 C10H22, C11H24, C12 H26, C13H28의 혼합물인 탄화수소(Hydrocarbon) 계통의 용제이다. 가시화상을 형성하기 위해 각 감광드럼(121)(122)(123)(124)에 부착된 현상액은 전사벨트(160)로 옮겨져 중첩되고, 이렇게 전사벨트(160) 상에서 복수의 가시화상이 중첩되어 형성된 최종화상은 공급된 용지(P)로 전사된다. 그리고, 용지(P)가 정착유닛(190)를 통과할 때, 현상액 중에서 잉크성분은 용지(P) 상에 고착되고, 액상의 캐리어는 고열에 의해 메탄(CH4)과 같은 가연성 탄화수소가스로 증발하여 외부로 배출된다.
한편, 가연성 탄화수소가스는, 휘발성 유기화합물(VOC)로 분류되는 것으로, 그냥 배출될 경우 주변환경을 오염시키고 불쾌한 냄새를 방출한다. 이러한 문제때문에, 현재 가연성 탄화수소가스를 제거하는 다양한 제거방법이 고안되어 있다.
현재 알려진 가연성 탄화수소가스의 제거방법으로는, 활성탄과 같은 탄소필터를 이용하여 가스성분을 물리적으로 제거하는 여과법과, 가스성분을 발화온도(600~800℃)에서 연소시키는 직접연소법과, 가스성분을 촉매필터를 사용하여 비교적 낮은 온도(150~400℃)에서 연소시켜 물과 이산화탄소로 산화분해시키는 산화촉매법 등이 있다.
상기 여과법은 탄소필터가 그 내부에 포집된 캐리어를 분해하는 능력이 없으므로 일정량 이상의 캐리어가 포집된 이후에는 포화된 탄소필터를 수시로 교체해야 하는 단점이 있고, 직접연소법은 고열발생으로 인한 안전상의 문제가 있다.
이러한 문제들 때문에, 최근에는 습식 전자사진방식 화상형성장치의 캐리어 증기 제거방법으로 주로 산화촉매법을 이용하고 있다. 그런데, 이러한 산화과정은 발열 반응이므로 촉매필터가 캐리어 증기와 정상적인 반응을 하게 되면 반응전의 촉매필터 주위 온도 보다는 반응후의 촉매필터 주위 온도가 높은 것이 정상이다. 그런데 촉매필터가 열화 또는 피독으로 인해 정상적인 반응을 하지 못하는 경우 캐리어 증기는 정상적으로 분해되지 않아 냄새와 함께 배출되는 문제점이 발생하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로서, 현상액이 부착된 용지가 정착유닛를 통과할 때 발생되는 캐리어 증기의 산화분해시 캐리어 증기와 반응하는 산화촉매의 수명을 판단하기 위한 산화촉매유닛, 이를 채용한 습식 전자사진방식 화상형성장치 및 산화촉매 수명 판단방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기한 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 산화촉매유닛은, 동작과정에서 캐리어 증기를 발생시키는 습식 전자사진방식 화상형성장치에 마련되어 촉매를 이용한 산화반응에 의해 캐리어 증기를 여과, 탈취하여 정화시키기 위한 것으로, 상기 화상형성장치의 내외 통로로 마련되는 덕트부재와, 상기 덕트부재에 구비되는 산화촉매필터와, 상기 캐리어 증기가 상기 산화촉매필터를 통과하도록 흡입하기 위한 팬모터와, 상기 산화촉매필터의 상부에 마련되어 유입되는 캐리어 증기를 가열하기 위한 히터와, 상기 산화촉매필터의 상부와 하부에 각각 구비되어 분위기 온도를 감지하기 위한 온도감지수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 목적은 감광매체에 형성된 정전잠상에 현상액을 도포하여 화상이미지로 현상시켜 주기 위한 현상유닛과, 상기 화상이미지를 인쇄매체에 전사시켜 주기 위한 전사유닛과, 상기 인쇄매체에 전사된 화상이미지를 열압착에 의해 인쇄화상으로 정착시켜 주기 위한 정착유닛과, 상기 정착유닛에서 발생된 캐리어 증기를 촉매반응에 의해 산화시켜 정화시켜 주기 위한 산화촉매유닛과, 제어부를 포함한 습식 전자사진방식 화상형성장치에 의해서 달성될 수 있다.
상기 산화촉매유닛은, 상기 정착유닛과 연통되도록 설치되는 덕트부재와, 상기 덕트부재에 구비되는 산화촉매필터와, 상기 캐리어 증기가 상기 산화촉매필터를 통과하도록 흡입하기 위한 팬모터와, 상기 산화촉매필터의 상부에 마련되어 유입되는 캐리어 증기를 가열하기 위한 히터와, 상기 산화촉매필터의 상부와 하부에 각각 구비되어 주위 온도를 검출하기 위한 제1 및 제2 온도감지수단을 구비하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제어부는, 상기 제1 및 제2 온도감지수단으로부터 각각 검출된 온도 데이터를 입력받아 미리 입력된 기준데이타와 비교하여 상기 산화촉매필터의 잔여수명을 판단할 수 있는 신호정보를 송출하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 목적은 산화촉매필터로 유입되는 공기의 온도(Tin)를 검출하는 제1온도검출단계와, 상기 산화촉매 필터를 통과하여 유출되는 공기의 온도(Tout)를 검출하는 제2온도검출단계, 상기 제1온도검출단계와 상기 제2온도검출단계에서 획득된 정보데이터를 비교하여 온도편차(ΔT)를 산출하는 단계와, 상기 온도편차(ΔT)와 그 산출 결과치에 대응하는 미리 입력된 기준데이타를 상호 비교 하는 단계를 포함하는 산화촉매 수명 판단방법에 의해서도 달성될 수 있다.
또한, 출력되는 인쇄매체에 정착되는 잉크의 평균농도(Pa)를 산출하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 미리 입력된 기준데이타는 상기 잉크의 평균농도(Pa)에 해당하는 각각의 허용기준온도차(ΔTb)인 것이 바람직하다.
또한, ΔT＜ΔTb인 경우 에러상태를 외부에 표시하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, ΔT＜ΔTb인 경우 화상형성장치의 작동을 정지하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 산화촉매유닛과 이를 채용한 습식 전자사진방식 화상형성장치에 대하여 설명한다.
도 2 및 도3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 습식 전자사진방식 화상형성장치(200)는 화상형성장치의 외관을 이루는 화상형성장치 본체(210)와, 현상액으로 가시화상을 형성하고 이 가시화상을 공급된 용지(P)로 전사시키는 인쇄엔진(220)과, 용지(P)에 전사된 가시화상을 용지(P) 상에 정착시키는 정착유닛(230)과, 정착유닛(230)의 내부와 화상형성장치 본체(210)의 외부를 연통시키도록 정착유닛(230)에 연결된 산화촉매유닛(240)과, 용지(P)를 인쇄엔진(220)으로 공급하는 급지유닛(250)과, 인쇄된 용지(P)를 배출시키는 배지유닛(260)과, 전원공급장치(270) 및 제어부(280)를 포함한다.
상기 인쇄엔진(220)은, 정전잠상이 형성되는 감광매체로서의 감광드럼(221a)(221b)(221c)(221d)과, 대전장치(222a)(222b)(222c)(222d)와, 노광유닛(223a)(223b)(223c)(223d)과, 현상유닛(224a)(224b)(224c)(224d)과, 전사유닛(225)을 포함한다.
대전유닛(222a)(222b)(222c)(222d)은 각 감광드럼(221a)(221b)(221c)(221d)의 표면을 일정한 전위로 대전시켜, 각 감광드럼(221a)(221b)(221c)(221d)의 표면에 정전잠상이 형성될 수 있는 조건을 마련해준다.
노광유닛(223a)(223b)(223c)(223d)은 레이저빔을 발생시키며, 상기 대전유닛(222a)(222b)(222c)(222d)에 의해 일정한 전위로 대전된 각 감광드럼(221a)(221b)(221c)(221d)의 표면에 레이저빔을 주사한다. 레이저빔을 주사받은 각 감광드럼(221a)(221b)(221c)(221d)의 표면에는 전위차 발생에 의한 정전잠상이 형성된다.
현상유닛(224a)(224b)(224c)(224d)은 감광드럼(221a)(221b)(221c)(221d) 각각에 현상액을 공급한다. 각 현상유닛(224a)(224b)(224c)(224d)은 서로 다른 색상의 현상액 예컨대, 옐로우, 마젠타, 시안, 블랙의 컬러 현상액을 저장하고 있다가 각 감광드럼(221a)(221b)(221c)(221d)의 표면에 형성된 정전잠상에 현상액을 부착시킨다. 정전잠상에 부착된 현상액은 각 감광드럼(221a)(221b)(221c)(221d)의 표면에 가시화상을 형성한다. 여기에서, 현상액은 토너가 함유된 잉크와, 노파(Norpar) 와 같은 액상의 캐리어로 이루어진다. 노파는 C10H22, C11H24 , C12H26, C13H28의 혼합물인 탄화수소(Hydrocarbon) 계통의 용제로, 가열되면 메탄(CH₄)과 같은 가연성의 탄화수소가스로 증발한다.
전사유닛(225)은 무한궤도를 이루면서 복수의 감광드럼(221a)(221b) (221c)(221d)에 접하여 주행되는 전사벨트(226)와, 각 감광드럼(221a)(221b) (221c)(221d)에 형성된 가시화상을 전사벨트(226)로 전사시키는 복수의 제1전사롤러(227a)(227b)(227c)(227d)와, 전사벨트(226) 상에 복수의 가시화상이 중첩되어 형성된 최종화상을 공급된 용지(P)로 전사시키는 제2전사롤러(228)를 포함한다.
정착유닛(230)는 컬러화상을 전사받은 용지(P)에 열과 압력을 가하여 현상액 성분 중에서 캐리어를 증발시키고 잉크를 용지(P)상에 고착시킨다. 도 4에 도시된 바와 같이, 정착유닛(230)는 케이스(231)와, 고열을 발생하도록 케이스(231) 내부에 설치된 히팅롤러(232)와, 히팅롤러(232)와 접하여 회전하도록 케이스(231) 내부에 설치된 가압롤러(233)를 포함한다. 여기에서, 히팅롤러(232)는 히팅램프나 전열선 등의 발열체를 구비하여 고열을 발생한다. 따라서, 전사된 화상이 상기 정착유닛(230)를 거치게 되면, 노파(Norpar)와 같은 액상의 캐리어는 높은 열에 의해 순간적으로 기화되어 버린다. 이 캐리어 증기(carrier vapor)에는 용지가 원래 가지고 있는 수증기(water vapor)와 노파 증기(Norpar vapor)등이 포함되어 있게 된다.
산화촉매유닛(240)은 정착유닛(230)에서 용지(P)에 부착된 현상액이 증발하면서 발생되는 캐리어 증기의 산화분해반응을 촉진시킨다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 산화촉매유닛(240)은 덕트부재(241)와, 팬모터(242)와, 히터(243)와, 산화촉매필터(244) 및 온도감지수단(245)을 포함한다.
덕트부재(241)는 그 일단이 정착유닛(230)의 케이스(231)에 연결되어, 케이스(231) 내에서 발생되는 캐리어 증기를 화상형성장치 본체(210)(도 2참조)의 외부로 가이드 한다.
팬모터(242)는 상기 덕트부재(241)의 내부에 설치되어, 정착유닛(230)로부터 발생된 캐리어 증기를 정착유닛(230)로부터 흡입하여 후술할 산화촉매유닛(240)으로 유입시킨다. 본 실시예에서 상기 팬모터(242)는 덕트부재(241)에 설치되었으나, 상기 정착유닛(230)에서 발생된 캐리어 증기의 흐름을 일정방향 즉, 산화촉매유닛(240)으로 유동시키면 되므로, 그 위치가 반드시 덕트부재 내부에 한정되지 않는다.
히터(243)는 상기 팬모터(242)에 의해 흡입된 캐리어 증기의 온도를 활성화 온도, 예컨데 대략 200℃까지 상승시킨다. 상기 활성화 온도는 촉매의 종류 등에 따라 달라질 수 있다.
산화촉매필터(244)은 백금(Pt)이나 팔라듐(Pd) 등의 산화촉매제가 코팅된 것으로, 상기 히터(243)의 하부 또는 후부에 설치된다. 산화촉매필터(244)는 대략 200℃에서 활성화 되어 가연성 탄화수소가스인 캐리어 증기가 물과 이산화탄소로 분해되는 산화분해반응을 촉진시킨다. 여기서 산화촉매필터(244)를 통과하면서 발생되는 산화과정은 발열 반응이므로 촉매가 정상적인 반응을 하게 되면 상기 캐리어 증기가 상기 산화촉매필터(244)로 유입될때의 주위 공기의 온도 즉, 산화촉매 필터(244)의 상부 공기 온도보다 캐리어 증기가 상기 산화촉매필터(244)를 통과할 때의 주위 공기의 온도 즉, 산화촉매필터(244)의 하부 공기 온도가 높게 된다.
온도감지수단(245)은 상술한 바와 같이 산화촉매필터(244)의 상부과 하부의 온도를 검출하는데, 상기 산화촉매필터(244)의 상단에 설치된 제1온도감지수단(246)과 하부에 설치된 제2온도감지수단(247)을 포함한다. 제1온도감지수단(246)은 상기 캐리어 증기가 상기 산화촉매필터(244)로 유입될때의 주위 공기의 온도(Tin )를 감지하고, 제2온도감지수단(247)은 캐리어 증기가 상기 산화촉매필터(244)를 통과할 때의 주위 공기의 온도(Tout)를 감지하게 된다. 상기 온도감지수단(245)은 상기 산화촉매필터(244) 주위의 온도를 감지하는 수단이면 어느 것이 사용되어도 무방하나, 일반적으로 써미스터와 같은 열감지센서등이 사용되는 것이 보통이다. 상기 써미스터와 같은 열감지센서등의 구성은 공지의 기술이므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 온도감지유닛(245)은 상기 산화촉매필터(244)에 접촉되어 설치되거나 또는, 산화촉매필터(244)의 상부 또는 하부에 설치되어 온도를 검출하고, 후술할 엔진 제어부(282, 도 3참조)와 정보교환을 하게 된다.
전원공급유닛(270)는 도 3를 참조하면, 산화촉매유닛(240)의 히터(243)에 전원을 공급하여 히터(243)에서 고온이 발생되도록 한다. 전원공급유닛(270)와 히터(243) 사이에는 전원공급유닛(270)에서 히터(243)로 공급되는 전원을 단속하기 위한 스위칭회로(275)가 설치된다.
제어부(280)는 도 3를 참조하면, 화상형성장치 구동 전반을 제어하는 엔진 제어부(282)와, 인쇄될 화상을 제어하는 비디오신호 제어부(281)를 포함하도록 구성한다. 상기 비디오신호 제어부(281)는 인쇄용지에 인쇄될 화상을 생성하게 되며 그 화상 데이터를 상기 엔진 제어부(282)로 전송하는 역할을 하게 된다. 또한, 비디오신호 제어부는 인쇄활 화상을 생성할 때, 상기 생성된 화상이 인쇄용지에 인쇄될 때 필요한 잉크양을 산출하여 엔진 제어부로 전송하게 된다. 상기 엔진 제어부(282)는 비디오신호 제어부로(281)부터 전송되는 화상데이터를 읽어 화상을 인쇄용지(P)에 인쇄하기까지의 전반적인 과정을 제어하게 된다. 엔진 제어부(282)는 화상형성장치(200) 내에 설치되는 각종 센서(미도시)를 통해 인쇄 도중에 발생되는 각종 에러를 검지하고 이를 디스플레이유닛(290)을 통해 표시한다. 또한, 엔진 제어부(282)는 아날로그 디지털 컨버터(ADC:Analog Digital Converter)를 통하여 상기 산화촉매필터(244)의 전후에 설치된 온도감지수단(245)에서 송출한 온도 데이터의 값 즉, 산화촉매필터(244) 상부의 공기 온도(Tin)와 산화촉매필터(245) 하부의 공기 온도(Tout) 값의 차(ΔT)를 산출하고 이를 미리 설정된 기준데이터와 비교하여 상기 산화촉매의 수명을 판단하며, 이상발생시 상기 디스플레이유닛(290)를 통해 표시하게 된다. 또한, 상기 비디오신호 제어부(281)로부터 송출된 필요 잉크양 데이터를 이용하여 상기 산화촉매의 수명을 판단하는데 그 자세한 동작은 후술하고자 한다. 그리고, 상기 엔진 제어부(282)는 온도감지수단(245)에서 송출된 산화촉매필터(244)의 온도 정보를 통해 스위칭회로(275)의 ON/OFF 동작을 제어함으로 써 히터(243)로 공급되는 전원을 단속한다. 즉, 상기 산화촉매필터(244)의 온도가 미리 설정된 소정의 최고온도(Tm) 이상인 경우 기기의 안전을 위해 히터(243)의 동작을 정지시키게 된다.
이하 본 발명의 실시예에 의한 산화촉매유닛, 이를 구비한 습식 전자사진방식 화상형성장치의 동작 및 상기 산화촉매유닛에 구비된 산화촉매의 수명 판단방법에 대하여 설명하기로 한다.
화상형성장치(200)에 인쇄명령이 인가되면, 비디오신호 제어부(281)는 출력할 화상을 생성하고, 그 화상 데이타를 엔진 제어부(282)로 전송한다. 동시에 상기 비디오신호 제어부(281)는 화상을 생성할 때 생성된 화상에 따른 필요 잉크양을 엔진 제어부로 전송하게 된다. 엔진 제어부(282)는 다음과 같은 인쇄과정을 제어하게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 대전유닛(222a)(222b)(222c)(222d)에 의해 일정한 전위로 대전된 각 감광드럼(221a)(221b)(221c)(221d)의 표면에 노광유닛(223a)(223b)(223c)(223d)으로부터 레이저빔이 조사된다. 레이저빔이 조사된 감광드럼(221a)(221b)(221c)(221d)의 표면은 그 대전전위가 변하면서 정전잠상이 형성된다. 그리고, 현상유닛(224a)(224b)(224c)(224d)이 감광드럼(221a)(221b)(221c)(221d)에 형성된 각각의 정전잠상에 옐로우, 마젠타, 시안 및 블랙의 현상액을 부착시켜 가시화상을 형성시킨다. 이렇게 형성된 네 가지 색상의 가시화상은 제1전사롤러(227a)(227b)(227c)(227d)에 의해 전사벨트(226)로 차례로 전사되며, 전사벨트(226)에는 네 가지 색상의 현상액이 중첩된 컬러화상이 형성된다. 이러한 일련의 화상형성과정이 진행되는 동안 급지유닛(250)이 용지(P)를 전사벨트(226) 측으로 이동시킨다. 용지(P)가 전사벨트(226)와 제2전사롤러(228) 사이로 이동되어면 전사벨트(226)에 형성된 컬러화상은 제2전사롤러(228)에 의해 용지(P)로 전사되고, 용지(P)는 정착유닛(230) 쪽으로 진행된다.
정착유닛(230)로 이동된 용지(P)는 도 3에 도시된 바와 같이, 히팅롤러(232)와 가압롤러(233) 사이를 통과하여 정착유닛(230)에서 벗어난 후, 배지장치(260)를 통해 화상형성장치 본체(210) 외부로 배출된다. 여기서, 용지(P)가 히팅롤러(232)와 가압롤러(233) 사이를 통과할 때 히팅롤러(232)에서 발생된 열에 의해 용지(P) 상에 전사된 현상액의 성분 중에서 캐리어는 증발하고 잉크는 용지(P) 상에 고착된다.
도 4 내지 도 6을 참조하여 산화촉매유닛(240)의 동작 및 촉매 수명 판단방법에 대해 설명하기로 한다. 우선 상술한 인쇄과정을 거치기 전에 엔진 제어부(282)는 상기 비디오신호 제어부(281)로부터 송출된 화상 데이터를 바탕으로 출력되는 화상의 평균농도(Pa)를 산출하게 된다(S10).
상기 케이스(231) 내에 발생된 캐리어 증기는 팬모터(242)에 의해 케이스(231) 외부로 송출되며 히터(243)를 통과하게 된다. 상기 히터(243)에 의해 가열된 캐리어 증기는 산화촉매필터(244)을 통과하게 된다. 이때, 상기 온도감지수단(245)의 제1온도감지수단(246)은 캐리어 증기가 산화촉매필터(244)를 통과하기 시작할 때 주위 공기의 온도(Tin )를 검출한다(S20). 그리고, 제2온도감지수단(247)은 캐리어 증기가 산화촉매필터(244)를 통과하면서 산화반응을 일으키고, 상기 산화촉매필터(244)을 통과한 후의 주위 공기의 온도(Tout)를 검출하게 된다(S30). 엔진 제어부(282))는 상기 온도감지유닛(245)으로 부터 송출된 Tin 과 Tout의 정보를 이용하여 상기 Tin 과 Tout의 온도차(ΔT)를 산출한다(S40). 그리고, 산출된 상기 ΔT 값을 미리 입력된 기준 데이타를 상호 비교하여 산화촉매의 이상유무를 판단하게 되는데, <표1>은 장시간에 걸쳐 실험을 하여 획득한 기준 데이터를 나타낸 것이다. 설명하기에 앞서 본 실험치는 백금촉매를 기준으로 하였는데, 이 실험치는 촉매의 종류, 이에 따른 활성화 온도값의 차이등 세팅기준에 따라 달라질 수 있는 것은 당연하다.
5% 이하 5% ~ 20% 20% ~ 100% 100% 이상
5매 출력 미만일때의 허용기준온도차(ΔTb) X X 5℃ 10℃
5매 출력 이상일때의 허용기준온도차(ΔTb) X 5℃ 10℃ 20℃
상기 <표1>에서 가로열의 상단은 출력되는 화상의 농도의 값을 100% 기준값으로 하여 일정 구간별로 나타낸 기준화상농도(Pb)를 나타낸 것이다. 여기서 기준 인쇄용지 전체에 화상이 모두 덮였을 때의 화상농도를 100% 라고 정한다. 따라서, 한면에 인쇄되는 잉크양이 적은 경우 화상 농도는 적게 되며, 인쇄되는 양이 많은 경우 특히 이미지 화상등을 인쇄하는 경우 화상 농도는 커지게 된다. 상기 기준매수는 본 실시예에서 5매로 정했으나, 이는 여러 실험 변수에 의해서 다르게 정할 수 있음은 물론이며, 상기 기준화상농도(Pb)의 값도 여려 변수에 의해 다른 범위로 정할 수 있다. 상기 기준 인쇄용지는 미리 제어부에서 지정할 수 있으나, 본 실시예에서는 A4 용지를 기준으로 한다.
그리고, 세로열은 기준매수 5매를 기준으로 상기 각각의 기준화상농도(Pb)에 해당될때의 Tin 과 Tout의 허용기준온도차(ΔTb)를 나타낸 것이다. 즉, 상기 각각의 화상농도에 해당될 때 Tin 과 Tout의 온도차(ΔT)가 해당 허용기준온도차(ΔT b) 미만일 경우 촉매는 이상이 있는 경우이고, 상기 해당 허용기준온도차(ΔTb) 이상일 경우 촉매는 이상이 없는 경우이다. 그리고, X 인 경우 촉매의 캐리어 증기 처리에 문제가 없는 것을 나타낸다. 즉 인쇄용지가 작거나, 산화처리할 캐리어 증기가 적은 경우는 오차가 미비하기 때문이다.
상기 <표 1>에서 볼 수 있듯이, 5매 이상을 기준으로 인쇄한 경우 인쇄된 화상의 평균화상농도(Pa)가 기준화상농도(Pb) 20% ~ 100%에 속할 때, Tin 과 Tout의 온도차(ΔT)가 10℃ 이상이면 촉매는 이상이 없이 제기능을 수행하게 된다. 그러나, Tin 과 Tout의 온도차(ΔT)가 10℃ 미만인 경우 촉매는 이상이 있는 것 즉, 그 수명 을 다한 경우이므로 교체를 해주어야 한다. 따라서, 위 <표1>을 참조하면 인쇄용지 10매를 인쇄할 때의 평균화상농도(Pa)가 50% 로 측정되고, 그 때의 Tin 과 T out 의 온도차(ΔT)가 7℃인 경우, 이는 평균화상농도(Pa)가 기준화상농도(Pb) 20% ~ 100% 에 속하는 허용기준온도차(ΔTb)인 10℃보다 값이 적으므로, 촉매는 그 수명이 다한 경우이므로 교체해 주어야 한다. 여기서, 상기 10매의 평균화상농도값(Pa)은 한매씩 인쇄될 때마다 생성되는 화상농도의 값으로 자동으로 산출되며, 또한, 상기 Tin 과 Tout 의 온도차(ΔT)는 마지막 매수인 10번째가 인쇄된 후의 Tin 과 Tout 의 온도차를 나타낸 것이다.
여기서, 출력될 화상의 평균농도가 커질수록 허용기준온도차(ΔTb)의 값은 커지는 것을 볼 수 있는데, 그 이유는 출력되는 화상의 농도가 커질수록 인쇄할때 필요한 현상액이 많아진다는 것을 의미하며, 인쇄되는 현상액양이 많아 질수록 정착유닛에서 발생되는 캐리어 증기는 증가하게 된다. 상술한 바와 같이 산화반응은 발열반응이므로, 촉매가 정상적인 반응을 하게되면 반응 후의 촉매 온도는 상승하게 되는데, 상기 캐리어 증기의 양이 많아 질수록 상기 캐리어 증기와 반응할 촉매의 양은 그에 비례해서 많이 필요하게 되며, 그만큼 Tin 과 Tout의 온도차(ΔT)는 증가하게 되는 것이 정상이다. 따라서, 상기 Tin 과 Tout의 온도차(ΔT)가 허용기준온도차(ΔTb)보다 적을 경우 촉매는 제기능을 수행하지 못하게 되는 것이고, 이는 촉 매가 캐리어 증기를 산화분해시키는 능력이 떨어지게 되는 것을 의미한다.
상기 엔진 제어부(282)는 온도감지유닛(245)으로 부터 획득한 Tin 과 Tout의 온도차(ΔT)와, 비디오신호 제어부(281)로부터 획득한 기준매수에 대한 평균농도(Pa)를 이용하여, 상기 <표1>와 같이 각각의 화상의 평균농도(Pa)에 해당되는 허용기준온도차(ΔTb)와 비교한다(S50). 비교결과, 이상이 있는 것으로 판명된 경우 즉, Tin 과 Tout의 온도차(ΔT)가 허용기준온도차(ΔTb)보다 미만인 경우 화상형성장치(200)의 동작을 정지 시키고, 디스플레이 유닛(290)에 에러 상태를 표시하게 된다(S60).
또한, 상기 엔진 제어부(282)는 온도감지수단(245)에서 획득한 온도 데이터를 획득함으로써 산화촉매필터(244)의 온도를 제어하는 것도 가능한데, 이러한 온도 제어는 히터(243)에 대한 전원을 단속함으로써 이루어진다. 즉, 엔진 제어부(282)는 온도감지수단(245)으로부터 산화촉매필터(244)의 온도에 대한 데이터를 인가받아서 스위칭회로(275)를 ON/OFF시킨다. 산화촉매필터(244)의 최저 활성화 온도는 촉매의 종류에 따라 다르지만 보통 190℃ 정도이며, 대략 230℃ 이상으로 상승되면 장치의 파손이 유발되고 사용 안정성에 문제가 발생될 수 있다. 특히, 인쇄모드에서 현상액 증기의 산화분해 반응이 진행되면 산화촉매유닛(240)에서는 대략 150˚C 정도의 반응열이 발생된다. 따라서, 인쇄가 진행되는 경우 엔진 제어부(282)는 산화촉매필터(244)의 Tin이 설정된 최고온도(Tm) 이상으로 상승하는 경우 히터(243)에 인가되는 전원을 차단하여 산화촉매유닛(240) 특히 산화촉매필터(244)가 과열되지 못하도록 한다. 여기서 온도 정보는 Tout 을 이용하여도 무방하다.
팬모터(243)는 계속 작동하는 상태이므로, 상기 산화촉매필터(244)을 통과한 캐리어 증기는 물과 이산화탄소로 산화분해되고, 덕트부재(241)의 외부로 배출된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 산화촉매필터의 상부와 하부의 주위 온도를 감지하여 촉매의 수명을 판단하고, 이상 발생시 그 에러상태를 외부에 표시할 수 있어, 유해한 캐리어 증기가 정화되지 않고 외부로 배출되지 않도록 하게 된다.
이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하다는 것을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 동작과정에서 캐리어 증기를 발생시키는 습식 전자사진방식 화상형성장치에 마련되어 촉매를 이용한 산화반응에 의해 상기 캐리어 증기를 여과, 탈취하여 정화시키기 위한 것으로,
    상기 화상형성장치의 내외 통로로 마련되는 덕트부재와;
    상기 덕트부재에 구비되는 산화촉매필터와;
    상기 캐리어 증기가 상기 산화촉매필터를 통과하도록 흡입하기 위한 팬모터와;
    상기 산화촉매필터의 상부에 마련되어 유입되는 캐리어 증기를 가열하기 위한 히터와;
    상기 산화촉매필터의 상부와 하부의 온도를 각각 감지하여 상기 산화촉매필터의 수명을 판단하도록 하는 온도감지수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성장치의 산화촉매유닛.
  2. 감광매체에 형성된 정전잠상에 현상액을 도포하여 화상이미지로 현상시켜 주기 위한 현상유닛과;
    상기 화상이미지를 인쇄매체에 전사시켜 주기 위한 전사유닛과;
    상기 인쇄매체에 전사된 화상이미지를 열압착에 의해 인쇄화상으로 정착시켜 주기 위한 정착유닛과;
    상기 정착유닛에서 발생된 캐리어 증기를 촉매반응에 의해 산화시켜 정화시켜 주기 위한 산화촉매유닛;을 포함하며,
    상기 산화촉매유닛은,
    상기 정착유닛과 연통되도록 설치되는 덕트부재와, 상기 덕트부재에 구비되는 산화촉매필터와, 상기 캐리어 증기가 상기 산화촉매필터를 통과하도록 흡입하기 위한 팬모터와, 상기 산화촉매필터의 상부에 마련되어 유입되는 캐리어 증기를 가열하기 위한 히터와, 상기 산화촉매필터의 상부와 하부에 각각 구비되어 주위 온도를 검출하기 위한 제1 및 제2 온도감지수단을 구비하고,
    상기 제1 및 제2 온도감지수단으로부터 각각 검출된 온도 데이터를 입력받아 미리 입력된 기준데이타와 비교하여 상기 산화촉매필터의 수명을 판단할 수 있는 신호정보를 송출하기 위한 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 온도감지수단으로부터 검출된 온도가 미리 설정된 최대기준온도(Tm) 이상인 경우 상기 히터로 인가되는 전원을 차단하는 보호회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성장치.
  4. 습식 전자사진방식 화상형성장치의 정착유닛에서 발생되는 캐리어 증기를 산 화촉매반응에 의해 정화시켜 주도록 상기 정착유닛의 주위에 설치되는 산화촉매유닛의 산화촉매필터의 수명을 판단하기 위한 것으로,
    상기 산화촉매필터로 유입되는 공기의 온도(Tin)를 검출하는 제1온도검출단계;
    상기 산화촉매필터를 통과하여 유출되는 공기의 온도(Tout)를 검출하는 제2온도검출단계;
    상기 제1온도검출단계와 상기 제2온도검출단계에서 획득된 정보데이터를 비교하여 온도편차(ΔT)를 산출하는 단계;
    상기 온도편차(ΔT)와 그 산출 결과치에 대응하는 미리 입력된 기준데이타를 상호 비교하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성장치의 산화촉매 수명 판단방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    출력되는 인쇄매체에 정착되는 잉크의 평균농도(Pa)를 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성장치의 산화촉매 수명 판단방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 미리 입력된 기준데이타는 상기 산출된 잉크의 평균농도(Pa)에 해당하 는 각각의 허용기준온도차(ΔTb)인 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성장치의 산화촉매 수명 판단방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    ΔT＜ΔTb인 경우 에러상태를 외부에 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성장치의 산화촉매 수명 판단방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    ΔT＜ΔTb인 경우 상기 화상형성장치의 작동을 정지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성장치의 산화촉매 수명 판단방법.
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