KR100243124B1 - 화상형성장치의열원온도제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 화상 형성 장치의 열원 온도 제어 방법은, 화상 형성 장치의 열원의 온도를 제어하는 열원 온도 제어 방법에 있어서, 전원 스위치가 온 되면, 열원의 온도가 인쇄 대기 온도가 되도록 하는 단계와, 인쇄 대기 온도가 된 후부터 제1 시간 간격 내에 인쇄 데이터가 입력되지 않는 경우, 열원의 온도를 인쇄 대기 온도보다 낮은 에너지 절감 온도가 될 때까지 낮추되, 시간에 대한 온도 변화량이 제2 시간 간격에 걸쳐서 균일하도록 제어하는 단계와, 상기 제2 시간 간격 내에 인쇄 데이터가 입력되지 않는 경우, 열원의 온도를 에너지 절감 온도보다 낮은 주변 온도가 될 때까지 낮추되, 시간에 대한 온도 변화량이 제3 시간 간격에 걸쳐서 균일하도록 제어하는 단계, 및 제1 또는 제2 시간 간격 내에 인쇄 데이터가 입력되는 경우, 각각 제1 또는 제2 시간 간격을 카운팅하는 타이머를 초기화시키고, 열원의 온도가 인쇄 온도가 되도록 하는 단계를 포함한다.

Description

화상 형성 장치의 열원 온도 제어 방법{Method for controlling temperature of heating member of image forming apparatus}
본 발명은 화상 형성 장치의 열원의 온도를 제어하기 위한 화상 형성 장치의 열원 온도 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전자 사진 방식 프린터 등과 같은 화상 형성 장치에는 열효율과 안정성을 높이기 위해 히터가 내장된 정착 장치가 사용된다. 이와 같은 정착 장치에 의해 토너 화상을 기록 매체에 정착시키는데 있어서, 상기 히터에 의한 정착 장치의 표면 온도는 정착력을 결정하는 중요한 요인들 중의 하나이다. 즉, 히터에 의한 정착 장치의 표면 온도가 증가할수록 정착력이 증대된다. 그러나, 인쇄 대기 상태에서와 같이, 인쇄가 이루어지지 않고 있는 경우에도 정착 장치의 표면 온도를 높은 온도 상태로 유지하는 것은 에너지의 효율적인 사용 측면에서 볼 때 비효율적이다. 따라서, 인쇄 동작이 이루어지는 경우와 이루어지지 않는 경우를 구별하여 정착 장치의 표면 온도를 제어할 필요가 있다.
도 1에는 일반적인 화상 형성 장치의 시스템 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 화상 형성 장치는, 정전 잠상을 형성하기 위한 감광 벨트(200)와, 이 감광 벨트를 주어진 경로로 회전 이동시키는 1차, 2차 및 3차 롤러(211)(212)(213)를 구비하고 있다. 그리고, 감광 벨트(200)의 일측부에는 상기 감광 벨트를 대전시키기 위한 대전 장치(220)가 마련되어 있고, 감광 벨트(200)의 하부에는 화상 신호에 따라 상기 감광 벨트에 레이저 빔을 조사하여 정전 잠상(latent electrostatic image)을 형성시키기 위한 복수의 레이저 스캐닝 유닛(Laser Scanning Unit)(230)과, 상기 정전 잠상이 형성된 영역에 소정의 색상을 가진 토너를 함유한 현상액을 도포 하여 정전 잠상을 현상하기 위한 복수의 현상 장치(240)가 설치되어 있다.
이와 같이 상기 현상 장치(240)에 의해 감광 벨트(200)에 현상된 토너상은 감광 벨트(200)를 사이에 두고 상기 1차 롤러(211)와 평행하게 설치된 전사 롤러(250)에 의해 기록지(260)에 전사된다. 상기 기록지(260)에 전사된 토너상은 정착 장치(270)에 의해 정착되어 최종적으로 원하는 화상을 얻게 된다. 한편, 상기 현상 장치(240)에 의해 공급된 현상액을 건조시키기 위해 감광 벨트(200)를 가열하기 위한 드라이 롤러(280)가 상기 3차 롤러(213)와 평행하게 설치되어 있다. 이와 같이 상기 현상 장치(240)에 의해 감광 벨트(200)에 현상된 토너상은 감광 벨트(200)를 사이에 두고 상기 1차 롤러(211)와 평행하게 설치된 전사 롤러(250)에 의해 기록지(260)에 전사된다. 상기 기록지(260)에 전사된 토너상은 정착 장치(270)에 의해 정착되어 최종적으로 원하는 화상을 얻게 된다.
도 2에는 이상과 같은 구성을 가지는 화상 형성 장치의 정착 장치의 온도를 제어하는 종래의 방법을 설명하기 위한 그래프가 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 시간 t0에서 화상 형성 장치의 전원이 온(on) 되면, 정착 장치(170)의 온도를 주변 온도(TA)에서 인쇄 대기 온도(Tpw)로 증가시킨다. 이 상태에서 인쇄 데이터가 입력되는 t1에서는, 인쇄를 수행하는데 필요한 온도인 인쇄 온도(Tp)로 정착 장치(170)의 온도를 증가시킨다. 그리고, 인쇄가 종료되는 t2에서는 정착 장치(170)의 온도를 다시 인쇄 대기 온도(Tpw)로 낮춘다. 이때부터(t2부터) 정착 장치(170)의 온도를 제어하는 중앙 처리 장치(미도시)에 내장된 제1 타이머가 동작한다. 상기 제1 타이머의 동작이 시작된 이후부터 사용자로부터 설정된 소정의 시간(t3-t2)이 경과할 때까지 인쇄 데이터가 입력되지 않으면, 시간 t3에서 정착 장치(170)의 온도를 에너지 절감 온도(Ts)로 낮춘다. 그리고, 상기 중앙 처리 장치에 내장된 제2 타이머(미도시)를 동작시킨다. 상기 제2 타이머의 동작이 시작된 이후부터 사용자로부터 설정된 소정의 시간(t4-t3)이 경과할 때까지 인쇄 데이터가 입력되지 않으면, 정착 장치(170)를 오프시킨다. 이 상태에서, 다시 인쇄 데이터가 입력되면, 인쇄 데이터가 입력된 시간t5에서 상기 정착 장치(170)의 온도를 인쇄 온도(Tp)로 증가시켜 인쇄를 수행한다. 그리고, 인쇄가 종료되는 t6에서는 상기 정착 장치(170)의 온도를 다시 인쇄 대기 온도(Tpw)로 낮춘다.
한편, 상기 제1 또는 제2 타이머가 동작되는 중에 인쇄 데이터가 입력되면, 제1 또는 제2 타이머가 초기화된다. 그리고, 인쇄를 수행하는데 필요한 온도인 인쇄 온도(Tp)로 정착 장치(170)의 온도를 증가시킨 후, 인쇄를 수행한다. 인쇄가 종료되면 정착 장치(170)의 온도를 다시 인쇄 대기 온도(Tpw)로 낮추며, 제1 타이머 또는 제2 타이머가 다시 동작된다.
그런데, 이와 같은 종래의 열원 온도 제어 방법에 의하면, 제1 타이머 및 제2 타이머가 동작하여 각각 t3-t2,t4-t3의 시간이 경과되면, 정착 장치(170)의 온도가 급강하한다. 이러한 경우에, 에너지 절감의 목적으로 t3-t2및t4-t3의 시간을 짧게 설정하면, 인쇄 데이터 입력 등과 같은 원인에 의해 정착 장치(170)의 온도를 인쇄 온도(Tp)까지 상승시키는데 소요되는 시간이 늘어난다. 한편, 이 시간을 단축시키기 위해서 t3-t2및t4-t3의 시간을 길게 설정하면, 불필요한 에너지가 낭비되는 문제점이 발생될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로서, 인쇄 대기 상태 중에는 정착 장치의 온도가 선형적으로 낮아지도록 하는 화상 형성 장치의 열원 온도 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 화상 형성 장치의 개략적인 시스템 구성도.
도 2는 종래의 화상 형성 장치의 열원 온도 제어 방법에 따른 정착 장치의 온도 변화를 나타내 보인 그래프.
도 3은 일반적인 화상 형성 장치의 열원 온도 제어를 수행하기 위한 제어 시스템의 개략적 블록도.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 열원 온도 제어 방법을 설명하기 위한 플로우 차트.
도 7은 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 열원 온도 제어 방법에 따른 정착 장치의 온도 변화를 나타내 보인 그래프.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
200...감광 벨트 211...1차 롤러
212...2차 롤러 213...3차 롤러
220...대전 장치 230...레이저 스캐닝 유닛
240...현상 장치 250...전사 롤러
260...기록지 270...정착 장치
280...드라이 롤러 290...히트 롤러
310...할로겐 램프 320...SSR
330...중앙 처리 장치 340...더미스터
350...아날로그/디지털 컨버터 360...ROM
370...RAM
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 열원 온도 제어 방법은, 화상 형성 장치의 열원의 온도를 제어하는 열원 온도 제어 방법에 있어서, (a) 전원 스위치가 온 되면, 상기 열원의 온도가 인쇄 대기 온도가 되도록 하는 단계; (b) 상기 인쇄 대기 온도가 된 후부터 제1 시간 간격 내에 인쇄 데이터가 입력되지 않는 경우, 상기 열원의 온도를 상기 인쇄 대기 온도보다 낮은 에너지 절감 온도가 될 때까지 낮추되, 시간에 대한 온도 변화량이 제2 시간 간격에 걸쳐서 균일하도록 제어하는 단계; (c) 상기 제2 시간 간격 내에 인쇄 데이터가 입력되지 않는 경우, 상기 열원의 온도를 상기 에너지 절감 온도보다 낮은 주변 온도가 될 때까지 낮추되, 시간에 대한 온도 변화량이 제3 시간 간격에 걸쳐서 균일하도록 제어하는 단계; 및 (d) 상기 제1 또는 제2 시간 간격 내에 인쇄 데이터가 입력되는 경우, 각각 상기 제1 또는 제2 시간 간격을 카운팅하는 타이머를 초기화시키고, 상기 열원의 온도가 인쇄 온도가 되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 단계 (c)에서, 상기 제3 시간 간격 동안에 인쇄 데이터가 입력되지 않는 경우에는 상기 열원을 오프시키는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 열원 온도 제어 방법을 상세히 설명한다.
도 3에는 일반적인 화상 형성 장치의 정착 장치의 표면 온도를 제어하기 위한 제어 시스템의 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 정착 장치(300)를 가열시키기 위한 할로겐 램프(310)가 상기 정착 장치(300) 내에 위치해 있으며, 이 정착 장치(300)는 상기 할로겐 램프(310)의 온/오프 동작을 컨트롤하기 위한 전자 제어 장치, 예컨대 SSR (Solid-State Relay)(320)을 통하여 중앙 처리 장치(330)의 출력단에 연결되어 있다. 일반적으로, 상기 SSR(320)은 옵토커플러(optocoupler)에 의하여 제어 회로와 부하 회로 사이를 전기적으로 절연시키며, TRIAC(미도시)를 사용하여 AC 전원을 제어한다. 중앙 처리 장치(330)는 시스템의 전반적인 제어를 수행하며, 특히 정착 장치(300)의 온도를 제어하기 위한 제1, 제2 및 제3 타이머(미도시)가 내장되어 있다. 그리고, 화상 형성 장치의 각 단위 장치들을 제어하기 위한 제어 프로그램, 테이블 및 디지털 데이터 등이 저장되어 있는 ROM(Read Only Memory)(360)과, 화상 형성 장치를 제어하는데 관계된 데이터들을 저장하기 위한 RAM(Random Access Memory)(370)이 각각 상기 중앙 처리 장치(330)에 연결되어 있다. 한편, 정착 장치(300)의 표면 온도를 검출하기 위하여, 온도 상승에 따라 저항 값이 낮아지는 부 온도 계수(negative temperature coefficient)를 갖는 더미스터(Thermistor)(340)를 사용하며, 이 더미스터(340)로부터의 신호는 아날로그/디지털 컨버터(350)를 통하여 중앙 처리 장치(330)에 입력된다.
이와 같은 구성을 갖는 제어 시스템에 의해 수행되는 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 열원 온도 제어 방법의 실행 과정을 도 4 내지 도 6에 도시된 플로우 차트를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 화상 형성 장치의 전원이 온 되면, 더미스터(340)에 의해 정착 장치(300)의 표면 온도가 검출된다. 이 검출 신호는 아날로그/디지털 컨버터(350)에 의해 디지털 데이터로 변환되어 중앙 처리 장치(330)에 입력된다. 중앙 처리 장치(330)에서는 입력받은 데이터를 설정된 기준 데이터와 비교하여, 정착 장치(300)의 온도가 인쇄 대기 온도인 지를 분석한다. 상기 분석 결과, 정착 장치(300)의 온도가 인쇄 대기 온도보다 낮은 경우에, 중앙 처리 장치(330)는 SSR(320)의 온/오프 시간을 제어하여 정착 장치(300)의 온도를 인쇄 대기 온도가 되도록 한다(단계 410). 그리고, 인쇄 데이터가 입력되었는지를 판별한다(단계 420). 이 판별에서, 인쇄 데이터가 입력된 경우에는 인쇄 온도 제어 모드(A)로 들어가서 상기 모드에 따른 제어 프로그램을 구동한다(단계 430).
이에 대해 도 5를 참조하면서 더 상세히 설명해 보기로 한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 인쇄 온도 제어 모드(A)로 들어가면, 중앙 처리 장치(330)는 정착 장치(300)의 온도가 인쇄 온도가 되도록 SSR(320)의 온 시간을 제어한다(단계 510). 그리고, 인쇄가 종료되었는지 여부를 판별한다(단계 520). 이 판별 결과, 인쇄가 종료되지 않은 경우, 즉 계속 인쇄가 수행 중인 경우에는 정착 장치의 온도가 인쇄 온도를 유지할 수 있도록 온도 제어를 한다. 그리고, 인쇄가 종료된 경우에는 동작 중인 타이머를 초기화하고, 단계 410으로 귀환된다(단계 530).
다시, 도 4를 참조하면, 단계 420에서의 판별 결과, 인쇄 데이터가 입력되지 않은 경우에는 제1 타이머를 동작시킨다(단계 440). 그리고, 소정의 설정 시간이 경과되었는지를 판별하기 위해서, 제1 타이머의 출력이 0이 되는지를 판별한다(단계 450). 제1 타이머의 출력이 0이 되지 않는 경우는 설정 시간이 경과되지 않은 경우이므로, 인쇄 데이터가 입력되었는지를 판별한다(단계 460). 이 판별 단계 460에서, 인쇄 데이터가 입력된 경우에는 인쇄 온도 제어 모드(A)로 들어가며, 인쇄 데이터가 입력되지 않은 경우에는 계속하여 제1 타이머의 출력이 0이 되는지를 판별한다. 한편, 설정 시간이 경과되어서 상기 제1 타이머의 출력이 0이 되는 경우에는, 에너지 절감 온도 제어 모드(B)로 들어가서, 소정의 제어 프로그램에 따른 제어를 수행한다(단계 470).
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 에너지 절감 온도 제어 모드(B)로 들어가면, 제2 타이머가 동작된다(단계 611). 그리고, 중앙 처리 장치(330)는 ROM(360)에 저장된 온도 제어 프로그램에 의해 정착 장치(300)의 온도가 선형적으로, 즉 시간에 비례하여 낮아지도록 제어한다(단계 612). 여기서, 이와 같은 제어가 수행되도록 하기 위해서, 상기 온도 제어 프로그램은 SSR(320)의 온/오프 제어를 시간의 함수로 제어할 수 있도록 프로그래밍 된다. 한편, 중앙 처리 장치(330)는 전기한 바와 같은 선형적인 온도 제어를 수행하면서, 인쇄 데이터가 입력되었는지 여부를 판별한다(단계 613). 이 판별에서, 인쇄 데이터가 입력되었으면 도 5에 도시된 바와 같은 인쇄 온도 제어 모드(A)로 들어가서 전기한 바와 같은 과정이 수행된다. 한편, 상기 판별 단계 613에서, 인쇄 데이터가 입력되지 않았으면 제2 타이머의 출력이 0이 되는지를 판별함으로써, 소정의 설정 시간이 경과되었는지를 판별한다(단계 614). 이 판별에서, 제2 타이머의 출력이 0이 아닌 경우에 상기 단계 612로 귀환하여 전기한 바와 같은 제어 과정이 이루어진다. 그리고, 상기 판별 단계 614에서 제2 타이머의 출력이 0인 경우에는 설정 시간이 경과할 때까지 인쇄 데이터가 입력되지 않는 경우이고, 연속적으로 제3 타이머가 동작된다(단계 615). 그리고, 중앙 처리 장치(330)는 ROM(360)에 저장된 온도 제어 프로그램에 의해 정착 장치(300)의 온도가 선형적으로, 즉 시간에 비례하여 낮아지도록 제어한다(단계 616). 한편, 중앙 처리 장치(330)는 전기한 바와 같은 선형적인 온도 제어를 수행하면서, 인쇄 데이터가 입력되었는지 여부를 판별한다(단계 617). 이 판별에서, 인쇄 데이터가 입력되었으면 도 5에 도시된 바와 같은 인쇄 온도 제어 모드(A)로 들어가서 전기한 바와 같은 과정이 수행된다. 한편, 상기 판별 단계 617에서, 인쇄 데이터가 입력되지 않았으면 제3 타이머의 출력이 0이 되는지를 판별함으로써, 소정의 설정 시간이 경과되었는지를 판별한다(단계 618). 이 판별에서, 제3 타이머의 출력이 0이 아닌 경우에 상기 단계 616으로 귀환하여 전기한 바와 같은 제어 과정이 이루어진다. 그리고, 상기 판별 단계 618에서 제3 타이머의 출력이 0인 경우에는 설정 시간이 경과할 때까지 인쇄 데이터가 입력되지 않는 경우이므로, 중앙 처리 장치(330)는 SSR(320)을 오프시켜서 할로겐 램프(310)를 오프시킨다(단계 619). 그러면, 정착 장치(300)의 온도는 주위 온도로 낮아진다. 한편, 할로겐 램프(310)가 오프된 상태에서도, 중앙 처리 장치(330)는 인쇄 데이터가 입력되었는지 여부를 계속하여 판별한다(단계 620). 그리고, 인쇄 데이터가 입력되면 인쇄 온도 제어 모드(A)로 들어가서 상기 모드에 따른 제어 프로그램을 구동한다.
이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 열원 온도 제어 방법에 의하면, 인쇄 대기 상태 중에는 정착 장치의 온도가 선형적으로 낮아지므로 소모되는 에너지 양이 감소된다.
도 7은 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 열원 온도 제어 방법에 따라 변화하는 정착 장치(300)의 온도를 나타내 보인 그래프이다.
도 7을 참조하면, 시간 t0에서 화상 형성 장치의 전원이 온(on) 되면, 정착 장치(300)의 온도는 주변 온도(TA)에서 인쇄 대기 온도(Tpw)로 증가된다. 그리고, 도 4의 단계 420에서의 판별에 따라 인쇄 데이터가 입력되지 않은 경우에는 단계 440 및 450의 과정을 거친다. 이와 같은 과정 중에, 단계 450에서의 판별 결과 제1 타이머의 출력이 0이 되지 않은 상태에서 인쇄 데이터가 입력되는 t1에서는, 인쇄를 수행하는데 필요한 온도인 인쇄 온도(Tp)로 정착 장치(300)의 온도가 증가된다. 그리고, 도 5의 단계 510 내지 530의 단계를 거쳐서 인쇄가 종료되는 t2에서는 정착 장치(300)의 온도가 다시 인쇄 대기 온도(Tpw)로 낮아진다. 그리고, 인쇄 데이터가 입력되지 않은 경우에는 제1 타이머가 다시 동작한다. 상기 제1 타이머의 동작이 시작된 이후부터 사용자로부터 설정된 소정의 시간(t3-t2)이 경과할 때까지 인쇄 데이터가 입력되지 않으면, 에너지 절감 온도 제어 모드(B)로 들어간다. 즉, 도 6의 단계 611 내지 614의 과정에 의해, 제2 타이머가 동작되며, 정착 장치(300)의 온도는 에너지 절감 온도(Ts)가 될 때까지 선형적으로 낮아진다. 상기 제2 타이머의 동작이 시작된 이후부터 사용자로부터 설정된 소정의 시간(t4-t3)이 경과할 때까지 인쇄 데이터가 입력되지 않으면, 단계 615 내지 618의 과정이 이루어져서, 정착 장치(300)의 온도는 주위 온도(TA)가 될 때까지 선형적으로 낮아진다. 그리고, 단계 618에서의 판별 결과, 제3 타이머의 출력이 0인 경우에는 할로겐 램프를 오프시키고, 이에 따라 정착 장치의 온도도 주위 온도(TA)로 유지된다. 그리고, t6에서 단계 620의 판별에 따라 인쇄 데이터가 입력되면, 정착 장치(300)의 온도는 다시 인쇄 온도(Tp)로 증가된다. 그리고, 인쇄가 종료되는 t7에서는 상기 정착 장치(300)의 온도가 다시 인쇄 대기 온도(Tpw)로 낮아진다.
이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 열원 온도 제어 방법은, 인쇄 대기 상태에서 열원의 온도가 선형적으로 낮아지도록 제어함으로써, 에너지 절감 효율이 증대된다.

Claims (2)

  1. 화상 형성 장치의 열원의 온도를 제어하는 열원 온도 제어 방법에 있어서,
    (a) 전원 스위치가 온 되면, 상기 열원의 온도가 인쇄 대기 온도가 되도록 하는 단계;
    (b) 상기 인쇄 대기 온도가 된 후부터 제1 시간 간격 내에 인쇄 데이터가 입력되지 않는 경우, 상기 열원의 온도를 상기 인쇄 대기 온도보다 낮은 에너지 절감 온도가 될 때까지 낮추되, 시간에 대한 온도 변화량이 제2 시간 간격에 걸쳐서 균일하도록 제어하는 단계;
    (c) 상기 제2 시간 간격 내에 인쇄 데이터가 입력되지 않는 경우, 상기 열원의 온도를 상기 에너지 절감 온도보다 낮은 주변 온도가 될 때까지 낮추되, 시간에 대한 온도 변화량이 제3 시간 간격에 걸쳐서 균일하도록 제어하는 단계; 및
    (d) 상기 제1 또는 제2 시간 간격 내에 인쇄 데이터가 입력되는 경우, 각각 상기 제1 또는 제2 시간 간격을 카운팅하는 타이머를 초기화시키고, 상기 열원의 온도가 인쇄 온도가 되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치의 열원 온도 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (c)에서, 상기 제3 시간 간격 동안에 인쇄 데이터가 입력되지 않는 경우에는 상기 열원을 오프시키는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치의 열원 온도 제어 방법.
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