KR100389872B1

KR100389872B1 - 전자사진 형성장치의 정착롤러를 위한 전력 제어 방법 및장치

Info

Publication number: KR100389872B1
Application number: KR10-2001-0070121A
Authority: KR
Inventors: 조덕현; 이경우
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2001-11-12
Filing date: 2001-11-12
Publication date: 2003-07-04
Also published as: US20030091359A1; US6778789B2; KR20030039166A; JP2003149993A

Abstract

본 발명은 전자사진 형성장치의 정착롤러를 위한 전력 제어 방법 및 장치에 관한 것이다. 개시된 정착롤러를 위한 전력제어방법은 정착부의 온도가 미리 지정된 정착목표온도에 도달할 때까지 정착부의 온도를 검지하는 단계, 검지하는 단계에서 측정된 정착부의 온도를 미리 지정된 제 1제어온도와 비교하는 단계, 정착부의 온도가 제 1제어온도에 도달되었을 때 공급되는 전원의 듀티비를 변화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 방법에 의하면, 정착롤러의 온도가 상승함에 따라 점차 감소되는 듀티비의 전원을 정착롤러에 공급하므로, 정착목표온도로의 온도상승속도를 줄여 온도오버슈트와 온도리플을 줄일 수 있다. 따라서, 정착롤러의 발열부 등이 쉽게 손상됨으로 인하여 정착장치의 수명이 짧아지는 문제점을 아울러 방지할 수 있다.

Description

전자사진 형성장치의 정착롤러를 위한 전력 제어 방법 및 장치{Method and apparatus for controlling power for fusing roller of electrophotographic image forming apparatus}

본 발명은 전자사진 화상형성장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 토너화상을 용지에 정착시키기 위한 정착롤러가 구비한 발열부에 외부 소스전압을 공급하는 정착롤러를 위한 전력제어방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적인 전자사진 화상형성장치는 제어부, 전원공급장치, 엔진전원공급, 제어부 및 인쇄엔진을 구비한다.

제어부는 시스템 전반을 제어하는 것으로서, 컴퓨터와 같은 외부장치로부터 입력된 인쇄데이터를 인쇄엔진의 구동에 맞는 구동데이터로 변환하여 인쇄엔진에 출력하고 입력받은 지시내용을 처리한다. 또한, 제어부는 전원모드의 결정 및 인쇄엔진의 전원소비량을 엔진 전원 공급 제어부를 통해 각각 제어한다.

전원공급장치는 외부전원 예컨데, 상용 교류전원으로부터 전원을 공급받아 인쇄엔진을 포함한 인쇄기의 제반장치들이 필요로 하는 전압레벨을 갖는 전압원들을 생성한다.

인쇄엔진은 제어부에 의해 제어되어 실질적인 인쇄를 담당한다. 인쇄엔진은 회전하는 감광드럼 또는 벨트상에 광을 주사하여 정전잠상(latent electrostatic image)을 형성시키는 광주사장치(laser scanning unit)와, 정전잠상을 현상하는 현상기, 감광벨트 상에 현상되어 있는 토너 화상을 용지로 전사시키는 전사장치, 용지에 전사된 토너 화상을 상기 용지에 정착시키는 정착장치 및 감광벨트 상에 형성된 정전잠상을 소거하여 새로운 정전잠상을 기입할 수 있도록 초기화시키는 대전장치를 구비한다.

한편, 상기 인쇄엔진에는 정상적인 인쇄작업이 가능하기 위해 일정온도에서 발열을 유지되어야 하는 장치, 특히, 정착장치의 경우 토너화상을 용지에 정착시키기 위하여 그 표면이 토너화상을 정착시키기에 적당한 목표온도로 유지되도록 계속적으로 발열이 유지되어야 한다.

이를 위하여 정착장치는 일반적으로 할로겐램프를 발열원으로 사용한다. 할로겐램프에 전류를 공급하거나 단속하는 온/오프(ON/OFF)방식에 의해 정착장치의 표면온도는 토너가 용지에 정착되기에 적당한 목표온도로 올려지거나 유지된다. 즉, 할로겐램프는 정착장치의 온도를 상온으로부터 정착목표온도로 상승시키기 위하여 전류공급을 받으며, 정착장치의 온도가 정착목표온도에 도달하면 전류공급이 차단되었다가 다시 목표온도 이하로 내려가면 다시 전원이 공급되는 방식이다.

하지만, 할로겐램프를 발열원으로 사용하면, 할로겐램프에서 발생된 복사열은 먼저 공기를 덥힌 후 정착장치의 표면으로 열 전달되므로, 정착장치의 온도를 상온에서 정착목표온도로 온도를 상승시키는데는 많은 시간이 소비된다. 즉, 상온에서 정착목표온도로 온도상승속도가 느려 웜업(Warm-up)시간이 많이 소요되는 문제가 있다.

이러한 문제점을 보완하기 위하여, 상온에서 정착목표온도로 온도상승속도가 빠른 정착장치가 개발되었으며, 이를 위한 전력제어방법들이 "Image Fixing Apparatus Having a Heater Energized and Controlled by Electric Energy"라는 제목의 미국 특허 번호 US5,627,634, "Image Heating Apparatus with control for Phase Control of Alternating Current"라는 제목의 US5,907,743 및 "Image Heating Apparatus"라는 제목의 US5,994,671에 개시되어 있다. 여기에 개시된 종래의 전력 제어 방법들은 모두 일본 캐논(Canon) 회사의 필름 구동 방식 순간 정착 시스템에 적용되는 것으로서, 전력 소모량을 줄일 수 있고 플리커(flicker)의 발생을 최소화할 수 있다.

한편, 작동유체의 상 변화 특성을 이용하며 그 열전도 계수가 은이나 구리의 수백 배에 해당하는 히트파이프를 이용하는 정착장치가 개발되고 있다.

하지만, 상기와 같은 히트파이프를 이용하는 정착장치에 의하면, 인쇄에 필요한 웜업(Warm up)시간이 대폭 줄어드는 장점이 있지만, 전원공급과정에서의 온도오버슈트(overshoot) 및 온도유지과정에서의 온도리플(ripple)이 발생된다. 이에 따라, 정착롤러의 발열부등이 쉽게 손상됨으로 인하여 정착롤러의 수명이 짧아지는 문제점이 대두되고 있다.

본 발명은, 상기 문제점을 감안한 것으로 상온에서 정착목표온도로 온도상승속도가 빠름으로 인하여 발생되는 온도 오버슈트의 크기를 최소화시키며, 정착목표온도를 일정하게 유지시킬 때 발생하는 온도리플을 줄일 수 있는 전원공급방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전력제어방법이 적용되는 정착롤러 및 전력제어장치를 보여주는 도면,

도 2는 본 발명에 따른 정착롤러의 시간에 따른 온도 변화 그래프,

도 3은 본 발명에 따른 정착롤러를 위한 전력제어방법을 설명하기 위한 흐름도,

도 4는 100 퍼센트(%) 듀티비(파형수제어시 Chopping on duty)에 의하여 정착롤러에 공급되는 전압파형을 나타내는 타이밍도,

도 5는 도 4의 전력제어방법에 의한 정착롤러의 시간에 따른 온도 상태를 보여주는 그래프,

도 6은 본 발명에 따라 조정된 듀티비(파형수제어시 Chopping on duty)로 정착롤러에 공급되는 전압파형을 나타내는 타이밍도,

도 7은 도 6에 도시된 본 발명에 따라 조정된 전력제어방법에 의한 정착롤러의 시간에 따른 온도상태를 보여주는 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

200...정착장치, 210...정착롤러,

220...가압롤러, 230...온도 감지부,

260...아날로그-디지털 변환기, 270...중앙제어부,

280...듀티제어부, 290...교류전원부,

291...트라이액.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명인 전자사진 형성장치의 정착장치는 용지에 토너를 정착하기 위한 정착부와, 상기 정착부에 전원을 공급하는 전원공급부와, 상기 정착부의 온도를 감지하기 위한 온도감지부와, 상기 온도감지부에서 측정된 온도를 미리 지정된 정착온도와 비교하여 전원공급부로부터 상기 정착부에 공급되는 전원의 듀티비를 제어하는 듀티제어부를 구비하는 전자사진 화상형성장치의 정착장치에 있어서, 상기 듀티제어부는 상기 정착부에 미리 지정된 정착온도로 전원을 공급시, 상기 정착온도보다 낮은 제 1제어온도에서 전원의 듀티비를 변경시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 듀티제어부는 제 1제어온도보다 낮은 제 2제어온도를 가지며, 상기 전원공급부에서 공급되는 전원을 순차적으로 감소시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 듀티제어부는 상기 정착부의 온도가 상승함에 따라 전원의 듀티비를 감소시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 정착부의 오버슈팅온도는 10℃ 이하인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 정착부의 리플온도는 5℃ 미만인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 정착장치는 소정의 작동유체가 수용된 히트파이프를 구비하여 용지에 토너를 정착하기 위한 정착부와, 상기 정착부에 전원을 공급하는 전원공급부와, 상기 정착부의 온도를 감지하기 위한 온도감지부와, 상기 온도감지부에서 측정된 온도를 미리 지정된 정착온도와 비교하여 전원공급부로부터 상기 정착부에 공급되는 전원의 듀티비를 제어하는 듀티제어부를 구비하는 전자사진 화상형성장치의 정착장치에 있어서, 상기 듀티제어부는 상기 정착부에 미리 지정된 정착온도로 전원을 공급시, 상기 정착온도보다 낮은 제 1제어온도에서 전원의 듀티비를 변경시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 정착장치의 전원공급방법은 정착부의 온도가 미리 지정된 정착목표온도에 도달할 때까지 상기 정착부의 온도를 검지하는 단계, 상기 검지하는 단계에서 측정된 상기 정착부의 온도를 미리 지정된 제 1제어온도와 비교하는 단계, 상기 정착부의 온도가 제 1제어온도에 도달되었을 때 공급되는 전원의 듀티비를 변화시키는 단계, 상기 전원의 듀티비를 변화시키는 단계에서 변화된 듀티비로 상기 정착부의 온도가 미리 지정된 정착목표온도에 도달하도록 전원을 공급하는 단계를 포함한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전력제어방법이 적용되는 정착롤러 및 전력제어장치를 보여주는 도면이다. 여기서, 정착장치(200)는 종래의 할로겐램프가 내부에 설치되는 정착장치와는 다르게 용지의 경로 상에 별도로 설치되며, 그 온도상승속도가 빠른 히트파이프(Heat pipe)가 그 내부에 설치되어 있다.

도 1을 참조하면, 전자사진 형성장치의 정착장치(200)는 감광체(미도시)로부터 전사장치(미도시)에 의하여 용지(250)에 전사된 토너 화상(251)을 용지에 정착시키는 역할을 하는 것으로, 토너화상(251)이 형성된 용지(250)가 배출되는 방향, 즉 화살표 A방향으로 회전하는 정착롤러(210)와, 상기 용지(250)를 사이에 두고 대향되게 설치되어 상기 정착 롤러(210)를 가압하면서 화살표 B방향으로 회전하는 가압롤러(220)를 구비한다.

상기 정착롤러(210)는 표면에 테프론(tefron) 코팅 등에 의한 보호층(211)이 형성된 원통형의 정착부(212)와, 상기 정착부(212)의 내부에 설치되어 교류전원부(290)로부터 전류를 공급받아 열을 발생시키는 발열부(213)와, 상기 발열부(213)의 내부에 설치되며, 그 양단이 밀폐되어 있으며 소정압력을 유지하는 내부관(214)을 구비한다.

상기 내부관(214)의 외면과 상기 정착부(212)의 내면에는 절연층(미도시)이 형성될 수 있으며, 상기 발열부(213)는 상기 내부관(214)을 나선형으로 감싸도록 설치되는 저항발열코일인 것이 바람직하다.

상기 내부관(214)의 내면에는 그물모양구조가 마련되는 것이 바람직한데, 이는 상기 발열부(213)로부터 발생된 열 및 후술하는 작동유체의 기화열이 상기 내부관(214)의 전체에 단시간 내에 균일하게 전달되도록 하기 위함이다.

상기 작동유체(215)는 상기 발열부(213)로부터 열을 전달받아 기화되며, 그 기화열을 상기 정착부(212)에 전달하여 상기 정착부(212)의 온도편차를 방지하고 빠른 시간 내에 정착부(212)전체가 균일하게 가열되게 하는 열적매체의 역할을 한다.

상기 작동유체(215)는 상기 내부관(214)의 전체 체적에 대하여 5 내지 50 ％의 체적비를 차지하며, 특히 5 내지 15 ％ 체적비를 차지하는 것이 바람직하다. 만약에 상기 작동유체(215)가 차지하는 체적비가 약 5% 이하인 경우에는 드라이 아웃(Dry Out)현상이 발생될 가능성이 매우 높으므로 이와 같은 체적비를 피하는 것이 바람직하다.

상기 정착부(212)의 일측에는 상기 정착부(212)의 표면온도가 급격하게 상승되어 주어진 임계치를 넘었을 경우에, 상기 정착부(212)에 전달되는 전원을 차단하여 정착부(212)가 과열되는 것을 방지함으로써 정착부(212) 및 인접요소들을 보호하기 위한 써머스텟(thermostat, 240)이 설치되어 있다.

또한, 상기 정착부(212)의 일측에는 상기 정착부(212) 또는 보호층(211)에 인접되어 그 표면온도를 감지하는 온도감지부(thermistor, 230)가 설치되어 있다.

상기 온도감지부(230)는 소정주기로 상기 정착부(212) 또는 보호층(211)의 표면온도를 감지한다.

상기 온도감지부(230)는 아날로그-디지털 변환기(ADC, Analog-to-Digital Converter, 260)에 연결되어 있어, 상기 온도감지부(230)에서 아날로그방식으로 측정된 온도값을 읽어 디지털방식으로 전환하여 중앙제어부(270)에 전달한다.

상기 중앙제어부(270)는 전자사진 형상장치의 제어를 위하여 필요한 연산을 하는 장치로서, 아날로그-디지털 변환기(ADC, 260)로부터의 측정된 온도값을 미리 설정하여 놓은 제어온도와 비교하여, 그 결과에 상응하는 듀티비(duty-ratio)의 전력제어신호를 듀티제어부(280)에 입력시킨다.

상기 듀티제어부(280)는 중앙제어부(270)로부터의 전력제어신호에 상응하는 제어신호로써 전원공급부(290)에 연결된 트라이액(Triac, 291)을 구동한다. 여기서, 트라이액(291)을 사용함에 따라 파형의 일그러짐이 발생하지 않기 때문에 효율이 높고 고주파발생이 일어나지 않는 이점이 있다.

상기 전원공급부(290)는 중앙제어부(270), 아날로그-디지털 변환기(260), 듀티제어부(280) 및 정착장치(200)등에 필요한 전력을 공급한다.

도 2는 본 발명에 따른 정착롤러의 시간에 따른 온도 변화 그래프이다.

도 2를 참조하면, 가로축은 시간을 나타내며 세로축은 정착부(도 1의 212)의 온도를 나타낸다. B 구간은 상기 정착부(212)의 온도를 상온(T1)으로부터 정착목표온도(T5)까지 상승시키는 구간이다.

상기 B 구간에서 상기 정착부(212)로 전달되는 전력이 많아지면 상온(T1)에서 정착목표온도(T5)까지 상승되는데 소요되는 시간이 짧아지고, 전력이 적어지면 상온(T1)에서 정착목표온도(T5)까지 상승되는데 소요되는 시간이 길어진다.

본 발명에 따른 전력제어방법이 적용되는 전자사진 형성장치에서, 상기 정착부(212)의 온도는 상온(T1)에서 정착목표온도(T5)까지 대략 10초 내지 12초 범위내에서 상승되는 것이 바람직하다. 정착목표온도란 토너화상이 안정적으로 용지에 정착될 때 정착롤러가 유지하여야 할 온도를 나타낸다.

상기 상온(T1)이 20℃ 내지 30℃의 범위에 있는 경우, 상기 정착 목표 온도(T5)는 185℃인 것이 바람직하다. 따라서, 상기 정착부(212)의 온도가 대략 25℃에서 정착목표온도 185℃로 상승하는데 대략 10초 내지 12초 정도가 걸린다.

한편, 연속인쇄 시 프린팅을 시작하고 5분이 경과한 후부터는 정착부(212)의 정착목표온도를 170℃ 내지 180℃ 범위 내에 있도록 제 2 정착목표온도(T4)로 낮춘다. 상기 5분은 본 발명에 의한 전력제어방법에 의해 전력을 공급받는 발열부를 구비한 정착장치가 어느정도 안정화되는데 필요한 시간이다.

그러므로, 발열부로 열전달이 충분히 이루어졌으며, 상기 정착롤러(210)와 가압롤러(220)는 열 저장능력을 가지고 있으므로 정착목표온도(T5)까지 온도를 높이지 않더라도 용지(도 1의 250)에 토너(도 1의 251)를 정착하기에 충분하기 때문이다. 따라서, 정착장치에서 소비되는 전력을 절약하기 위해 정착목표온도를 낮출 필요가 있다. 즉, 정착목표온도가 초기화된 시점부터 5분이 될 때까지는 185℃로 설정되고, 5분이 경과하면 제 2 정착목표온도(T4)는 175℃로 10℃ 정도 낮게 설정된다.

상기와 같은 구성을 가지는 전자사진 형성장치는 할로겐 램프를 이용하여 정착롤러의 온도를 상승시키는 종래의 전자사진 형성장치에 비하여 짧은 시간 내에 상기 정착부(212)에 전원량을 많이 공급하여 상기 정착부(212)의 온도를 상승시킨다. 그러므로, 상기 정착부(212)로 전달되는 전원을 차단하여도 정착부(212)의 표면 온도가 상승되는 온도 오버슈트(overshoot, C)가 발생된다. 또한, 이로 인하여 연속 인쇄 시에 온도리플(ripple, D)이 발생된다.

상기 온도 오버슈트(C)가 커지면, 상기 정착롤러(210)와 가압롤러(220)의 온도가 상승되어 상호 눌러 붙는 소부(seizing)현상이 발생될 수 있다. 또한, 정착 롤러(210)와 접하고 있는 프레임 등의 고분자재질에 열 충격에 의한 열변형이 발생되거나 상기 정착부(212)의 표면에 토너잔류물이 남아 인쇄품질이 저하되는 핫??셋(hot offset)현상이 발생될 수 있다.

따라서, 상기 B 구간을 제어온도를 기준으로 하여 소정온도대역으로 나누어 각 온도대역마다 상기 정착부(212)의 온도를 설정된 제어온도와 비교하여 서로 다른 듀티비(파형수제어)를 가지도록 교류 전원을 공급한다.

즉, 상기 정착부(212)의 온도가 상기 정착목표온도에 접근할수록 듀티비(파형수 제어)를 점차 작게 하여 전원을 공급하여 단시간 내 온도상승에 따른 온도 오버슈트(C)를 최소화하는 것이 본 발명의 특징이다.

도 1 및 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 정착장치로의 전원공급방법의 일 실시예를 설명하면 다음과 같다. 여기서, 도 3의 알고리듬은 중앙제어부(도 1의 270)에 의하여 수행된다.

먼저, 전자사진 형성장치에 연결된 사용자의 컴퓨터로부터 통신인터페이스를 통해 인쇄데이터가 수신되면, 정착장치(200)에 전원을 공급한다(단계 300). 또한, 정착장치(200)에 전원이 공급되는 시점으로부터, 아날로그-디지털 변환기(260)로부터의 정착장치(200)의 온도를 계속적으로 또는 100 밀리-초(ms) 주기로 읽는다(단계 310). 아울러 아래의 제어 단계들이 수행된다.

상기 정착장치(200)의 온도가 제어온도 이하이면(단계 320), 제 1듀티비의 전원을 공급함으로써, 정착장치(200)의 온도를 빠르게 상승시킨다(단계 360). 여기서 상기 제어온도는 160℃ 내지 170℃ 범위 내에 있으며, 165℃인 것이 바람직하다. 상기 제1듀티비는 100%인 것이 바람직하다.

상기 정착장치(200)의 온도가 제어온도인 165℃를 초과하고 정착목표온도인 185℃ 미만인 경우(단계 330)에는 제 2듀티비의 전원을 공급함(단계 340)으로써, 정착장치(200)의 온도가 상대적으로 완만하게 상승되게 한다.

이에 따라, 온도상승속도의 적절한 제어로 인하여 오버슈트(C, 도 2참조) 및 리플(D, 도 2참조)을 최소화 할 수 있다. 여기서, 상기 제 2듀티비는 20% 내지 50%범위 내에 있으며, 33%인 것이 바람직하다. 그러므로, 33%의 듀티비로 상기 정착부(212)로 공급되는 전원을 제어하는 경우에 온도오버슈트(C, 도 2참조)는 20℃ 이하로 최소화된다. 그리고, 연속인쇄 시 온도리플(D, 도 2참조)은 10℃ 미만으로 최소화된다.

상기 정착장치(200)의 온도가 정착목표온도인 185℃ 이상인 경우(단계 330), 공급되는 전원을 차단(단계 350)하여 정착목표온도를 유지하기 위해 상기 온도감지부(230)는 상기 정착부(212)의 온도를 계속적으로 감지하여, 상기 정착부(212)의 온도가 정착목표온도 이하로 떨어지면 다시 전원을 공급하고, 정착목표온도를 초과하면 전원공급을 중단한다.

도 4는 100 퍼센트(%) 듀티비(파형수제어시 Chopping on duty)에 의하여 정착롤러에 공급되는 전압파형을 나타내는 타이밍도이고, 도 5는 도 4의 전력제어방법에 의한 정착롤러의 시간에 따른 온도 상태를 보여주는 그래프이다.

도 4에서 파형들 중 음영 처리된 부분[풀 온 펄스라 한다]은 발열부로 소스 전압이 공급되는 시간을 나타낸다, 음영 처리되지 않은 부분을 풀 오프 펄스라 한다. 따라서, 100% 듀티비로 전압이 인가되는 경우에는 10개의 반파들중에서 모두가 풀 온 펄스이다.

도 5에서, 막대 모양의 파형은 인쇄용지의 진행상태를 알려주는 Exit sensor로부터 나오는 DC Voltage이고, 참조부호 E는 정착롤러(도 1의 210)의 중앙부의 시간에 따른 온도변화를, 그리고 참조부호 F, G는 정착롤러(210)의 양단부의 시간에 따른 온도변화를 나타낸다.

도 4 및 5를 참조하면, t1 내지 t6은 상기 온도감지부(230)에 의하여 100ms 주기로 상기 정착롤러(210)의 온도를 측정하는 시간을 나타낸다. Ts는 상기 온도감지부(230)에 의하여 정착롤러(210)의 온도를 측정한 값을 나타낸다. t2 시점까지 교류 220 볼트(V), 50 헤르쯔(Hz)의 전원이 최종적으로 100 퍼센트(%) 듀티비에 의하여 정착롤러(210, 도 1참조)에 공급되는 경우, 첫 용지의 인쇄시 정착목표온도(도 2의 T5, 185 ℃)로부터 약 37 ℃의 온도 오버슈트가 발생된다. 첫 장 인쇄시 발생하는 온도 오버슈트를 지나 연속 인쇄 시 온도 리플은 10 ℃이내이다.

도 6은 도 6은 본 발명에 따라 조정된 듀티비(파형수제어시 Chopping on duty)로 정착롤러에 공급되는 전압의 파형을 나타내는 타이밍도이고, 도 7은 도 6에 도시된 본 발명에 따라 조정된 전력제어방법에 의한 정착롤러의 시간에 따른 온도상태를 보여주는 그래프이다. 도 6 및 7에서 도 4 및 5와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 대상을 가리킨다.

도 6 및 7을 참조하면, 제어온도(약 165℃)를 기준으로 하여, t1시점까지는 교류 220 볼트(V), 50 헤르쯔(Hz)의 전원이 100 퍼센트(%) 듀티비로 정착롤러(210)에 공급된다. 그리고, t1시점 이후부터 t4 시점까지는 33 퍼센트(%) 듀티비에 의하여 정착롤러(210)에 전원이 공급된다. 이 경우에 첫 용지의 인쇄시 정착목표온도(도 2의 T5, 185 ℃)로부터 약 10 ℃의 온도 오버슈트가 생긴다. 첫 장 인쇄 시 발생하는 온도 오버슈트를 지나 연속 인쇄 시 온도 리플은 5 ℃이다.

즉, 상기 정착롤러(210)의 온도를 상온에서 정착목표온도로 상승시키는 구간을 제어온도를 기준으로 하여, 제어온도까지는 100 퍼센트(%) 듀티비로 전원을 공급하고 제어온도를 초과하여 정착목표온도까지는 33 퍼센트(%) 듀티비로 전원을 공급하면, 온도상승시간은 어느정도 느려질 수 있으나 온도오버슈트나 온도리플은 줄일 수 있다.

따라서, 100 퍼센트(%) 듀티비로만 전원을 공급하는 것보다는 소정의 제어온도를 기준으로 하여 100퍼센트(%)와 33 퍼센트(%) 듀티비를 혼합하여 전원을 공급하는 것이 온도 오버슈트와 온도리플을 줄일 수 있음을 알 수 있다.

한편, 상기 제어온도를 제 1 제어온도(T3, 도 2참조)와 상기 제 1 제어온도보다 낮은 제 2 제어온도(T2, 도 2참조)로 나누어 서로 다른 듀티비의 전원을 상기 정착롤러(210)에 공급 할 수도 있다. 상기 제 2 제어온도(T2, 도 2참조)는 120℃ 내지 130℃ 범위 내에 있으며, 125℃인 것이 바람직하다.

그러므로, 상기 정착롤러(210)의 온도가 제 2 제어온도(T2, 도 2참조)인 125℃ 미만이면 제1 듀티비의 전원을 공급하고, 제 2 제어온도(T2, 도 2참조)를 초과하고 제 1 제어온도(T3, 도 2참조)미만이면 제 3 듀티비의 전원을 공급한다. 상기 제 3 듀티비는 제 1 듀티비보다 낮은 60% 내지 80% 듀티비의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 정착롤러(210)의 온도가 제 1 제어 온도를 초과하고 상기 정착목표온도 이하이면 제 2 듀티비의 전원을 공급한다. 상기 제 2 듀티비는 제 3듀티비보다 낮은 20% 내지 50% 듀티비의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.

이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 정착롤러 전원공급방법에 의하면, 정착롤러의 온도가 상승함에 따라 점차 감소되는 듀티비의 전력을 정착롤러에 공급하므로, 정착목표온도로의 온도상승속도를 줄여 온도오버슈트와 온도리플을 줄일 수 있다. 따라서, 정착롤러의 발열부 등이 쉽게 손상됨으로 인하여 정착장치의 수명이 짧아지는 문제점을 아울러 방지할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims

용지에 토너를 정착하기 위한 정착부와, 상기 정착부에 전원을 공급하는 전원공급부와, 상기 정착부의 온도를 감지하기 위한 온도감지부와, 상기 온도감지부에서 측정된 온도를 미리 지정된 정착온도와 비교하여 전원공급부로부터 상기 정착부에 공급되는 전원의 듀티비를 제어하는 듀티제어부를 구비하는 전자사진 화상형성장치의 정착장치에 있어서,

상기 듀티제어부는 상기 정착부에 미리 지정된 정착온도로 전원을 공급시, 상기 정착온도보다 낮은 제 1제어온도에서 전원의 듀티비를 변경시키는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치의 정착장치.
제 1항에 있어서,

상기 듀티제어부는 제 1제어온도보다 낮은 제 2제어온도를 가지며, 상기 전원공급부에서 공급되는 전원을 순차적으로 감소시키는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치의 정착장치.
제 1항에 있어서,

상기 듀티제어부는 상기 정착부의 온도가 상승함에 따라 전원의 듀티비를 감소시키는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치의 정착장치.
제 1항에 있어서,

상기 정착부의 오버슈팅온도는 10℃ 이하인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치의 정착장치.
제 1항에 있어서,

상기 정착부의 리플온도는 5℃ 미만인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치의 정착장치.
소정의 작동유체가 수용된 히트파이프를 구비하여 용지에 토너를 정착하기 위한 정착부와, 상기 정착부에 전원을 공급하는 전원공급부와, 상기 정착부의 온도를 감지하기 위한 온도감지부와, 상기 온도감지부에서 측정된 온도를 미리 지정된 정착온도와 비교하여 전원공급부로부터 상기 정착부에 공급되는 전원의 듀티비를 제어하는 듀티제어부를 구비하는 전자사진 화상형성장치의 정착장치에 있어서,

상기 듀티제어부는 상기 정착부에 미리 지정된 정착온도로 전원을 공급시, 상기 정착온도보다 낮은 제 1제어온도에서 전원의 듀티비를 변경시키는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치의 정착장치.
제 6항에 있어서,

상기 듀티제어부는 제 1제어온도보다 낮은 제 2제어온도를 가지며, 상기 전원공급부에서 공급되는 전원을 순차적으로 감소시키는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치의 정착장치.
정착부의 온도가 미리 지정된 정착목표온도에 도달할 때까지 상기 정착부의 온도를 감지하는 단계;

상기 감지하는 단계에서 측정된 상기 정착부의 온도를 미리 지정된 제 1제어온도와 비교하는 단계;

상기 정착부의 온도가 제 1제어온도에 도달되었을 때 공급되는 전원의 듀티비를 변경시키는 단계;

상기 전원의 듀티비를 변화시키는 단계에서 변화된 듀티비로 상기 정착부의 온도가 미리 지정된 정착목표온도에 도달하도록 전원을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정착장치의 전원공급방법.
제 8항에 있어서,

상기 정착목표온도에 도달하도록 전원을 공급하는 단계에서, 상기 정착부의 온도가 정착목표온도에 도달하여 전원을 오프시 발생하는 오버슈팅온도가 10℃ 미만인 것을 특징으로 하는 정착롤러의 전력제어방법.
제 8항에 있어서,

상기 정착부의 리플온도는 5℃ 이하 인 것을 특징으로 하는 정착롤러의 전력제어방법.
제 8항에 있어서,

상기 전원의 듀티비를 변경시키는 단계에서, 상기 정착부의 온도가 상승함에 따라 순차적으로 전원의 듀티비가 감소되는 것을 특징으로 하는 정착롤러의 전력제어방법.