KR100423477B1 - 화상형성장치의 정착기 온도 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화상형성장치의 정착기 온도 제어방법, 특히 돌입전류로 인하여 히터에서 발생되는 플리커 현상을 방지할 수 있는 화상형성장치의 정착기 온도 제어방법을 개시한다. 개시된 본 발명은, 온도센서에 의한 정착롤러의 온도 검출값을 가지고 정착롤러의 온도를 판단하고, 이 판단결과에 따라 전원공급장치의 스위칭부를 온/오프 함으로써, 히터로의 전원 공급을 선택적으로 단속하여 정착롤러의 온도를 제어하되, 프린팅 모드, 레디 모드, 슬리핑 모드, 워밍업 모드로 구분하여 해당 모드별로 각기 다른 제어주기를 갖고 스위칭부를 온/오프 제어하며, 각각의 모드에서는 해당하는 모드의 제어주기로 스위칭부를 온/오프 제어함과 동시에 스위칭 온 구간에서 소정시간동안 상기 제어주기와 다른 제 2 제어주기로 스위칭부의 온/오프를 수회 반복하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하면, 동작모드에 따라 각각 다른 제어주기로 스위칭부를 온/오프 제어하고 또한, 스위칭 온 되는 구간에서 소정시간동안 제 2 의 제어주기로 스위칭부의 온/오프를 반복하기 때문에, 히터로 인가되는 돌입전류를 차단할 수 있으며, 따라서, 돌입전류로 인한 히터의 플리커 현상을 방지할 수 있다.

Description

화상형성장치의 정착기 온도 제어방법{Controlling method for temperature of fixing unit of image forming apparatus}

본 발명은 화상형성장치의 정착기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 정착기의 온도를 해당하는 모드에 따라 적정하게 유지하도록 제어하는 화상형성장치의 정착기 온도 제어방법에 관한 것이다.

일반적인 화상형성장치, 예컨대, 전자사진방식 화상형성장치는, 감광매체에 형성된 정전잠상을 토너로 현상한 후, 이 감광매체의 토너 화상을 용지에 전사하고, 이 용지의 토너 화상을 정착기에서 열과 압력을 가하여 정착시킴으로써 원하는 화상을 인쇄하여 출력한다.

상기 정착기는, 정착롤러와, 이 정착롤러에 내장되어 정착롤러를 가열하는 히터와, 상기 히터에 전원을 공급하는 전원공급장치와, 상기 히터로의 전원 공급을 선택적으로 단속함으로써 상기 정착롤러의 온도를 모드에 따라 적정하게 유지하도록 제어하는 온도제어장치를 구비한다.

일반적인 화상형성장치의 모드에는, 프린팅 모드, 레디 모드, 슬리핑 모드, 워밍업 모드 등이 있다. 프린팅 모드는 프린팅 동작을 수행하는 모드이고, 레디 모드는 프린팅 모드 수행을 위해 준비된 상태를 유지하는 모드이며, 슬리핑 모드는 소정시간동안 프린팅 동작 수행을 위한 입력이 없을 때 절전 상태를 유지하는 모드이고, 워밍업 모드는 상기 슬리핑 모드나 시스템 오프 상태에서 전원이 인가된 경우 프린팅을 수행할 수 있는 상태로 워밍업하는 모드이다.

상기와 같은 모드에 따라 정착기의 정착롤러 온도도 각각 다르게 설정되어 있다. 통상 레디 모드에서는 약 150℃ 정도로, 프린팅 모드에서는 약 180℃ 정도로 설정되어 있으며, 이러한 정착기의 온도 제어는 정착롤러의 온도를 감지하는 온도센서의 출력에 대응하여 히터로 공급되는 전원을 단속하는 상술한 바와 같은 온도제어장치에 의해 제어된다.

상기한 바와 같은 화상형성장치의 정착기 온도제어장치가 도 1에 개략적으로 도시되어 있는 바, 이를 간단히 살펴보면 다음과 같다.

도면에서 참조부호 100은 히터로서, 이 히터(100)는 도시되지 않은 정착롤러에 내장되며, 보통 AC 히터가 사용되는데, 시스템의 특성에 따라 수백W의 히터가 사용될 수 있다. 또한 참조부호 200은 전원공급장치로서, 이 전원공급장치(200)는 외부에서 입력되는 전원을 화상형성장치에서 필요한 전압으로 변환시키고 상기 히터(100)로 전원을 인가하여 히터(100)가 발열되도록 한다. 온도제어장치(300)는 정착롤러의 온도를 감지하는 온도센서(400)와, 상기 히터(100)로 공급되는 전원을 선택적으로 차단/통전시키기 위하여 히터(100)와 전원공급장치(200) 사이에 설치된 스위칭부(500)와, 상기 온도센서(400)에 의해 입력되는 데이터를 가지고 정착롤러의 온도를 판단하여 그 온도에 따라 상기 스위칭부(500)를 온/오프 제어하는 제어부(600)를 구비한다.

여기서, 상기 제어부(600)는 워밍업 시간과 워밍업 온도 및 프린팅 온도 등 시스템 전체를 전반적으로 제어하고, 시스템이 온 되면, 온도센서(400)로부터 출력신호를 입력받아 정착롤러의 온도를 상승시키거나 유지시키기 위하여 스위칭부(500)로 하이/로우(온/오프) 신호를 출력하여 히터(100)로 전원이 공급되거나 차단되게 함으로써 정착롤러의 온도를 제어하는 바, 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

시스템의 파워가 온되거나 대기 또는 인쇄 중에 제어부(600)는 온도센서(400)의 출력 신호를 입력받아 정착롤러의 온도를 검출하고, 정착롤러의 온도가 설정온도 미만이라고 판단되면, 스위칭부(500)로 하이 신호를 출력한다. 그러면, 전원공급장치(200)로부터 전원이 히터(100)로 공급되어 히터(100)가 발열함으로써 정착롤러의 온도가 상승되게 된다. 반대로 온도센서(400)에서 검출된 정착롤러의 온도가 설정온도 이상이라고 판단되면, 스위칭부(500)로 로우 신호를 출력하여 히터(100)로 공급되는 전원을 차단시킴으로써 정착롤러의 온도가 설정된 온도로 유지되도록 한다. 이러한 과정을 주기적으로 반복하면서 정착롤러의 온도를 해당하는 모드에 따라 적정하게 유지시킨다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 정착기 온도 제어방법은, 일정한 제어주기를 가지고 스위칭부를 온/오프하는 단순한 방법으로써, 히터로의 전원 인가시 AC 전압의 급락(Drop)으로 인하여 순간적(10∼20ms)으로 수십 암페어의 돌입 전류가 인가되면서 오버슈트가 발생되는 것을 방지할 수 없을 뿐만 아니라 이로 인하여 히터에 인가되는 전원이 파동(Fluctuation)을 일으켜 히터가 깜박이는 플리커(Flicker)가 발생하는 문제가 있다. 플리커가 발생되면 히터의 수명이 단축될 뿐만 아니라 정확한 온도 제어가 어렵기 때문에, 화상에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다.

이를 해결하기 위하여 제로 크로스(Zero cross) 동기제어 및 소프트 스타트(Soft start)와 같은 위상제어 방법이 사용되기도 하나, 이 방법들은 별도의 회로 구성이 추가되어야 하므로 비용적인 측면에서 불리하다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 별도의 회로 구성을 추가하지 않으면서도 히터로 인가되는 돌입전류를 차단하여 돌입전류로 인하여 히터에서 플리커가 발생하는 것을 방지할 수 있는 화상형성장치의 정착기 온도 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 화상형성장치의 정착기 온도 제어장치 및 방법을 설명하기 위한 블록도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성장치의 정착기 온도 제어방법을 설명하기 위한 흐름도,

도 3은 본 발명의 정착기 온도 제어방법에 따른 레디 모드에서의 히터 온/오프 주기를 나타낸 타임차트, 그리고,

도 4는 본 발명의 정착기 온도 제어방법에 따른 프린팅 모드에서의 히터 온/오프 주기를 나타낸 타임챠트이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100;히터 200;전원공급장치

300;온도제어장치 400;온도센서

500;스위칭부 600;제어부

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 화상형성장치의 정착기 온도 제어방법은, 온도센서에 의한 정착롤러의 온도 검출값을 가지고 정착롤러의 온도를 판단하고, 이 판단결과에 따라 전원공급장치의 스위칭부를 온/오프 함으로써, 히터로의 전원 공급을 선택적으로 단속하여 정착롤러의 온도를 제어하되, 프린팅 모드, 레디 모드, 슬리핑 모드, 워밍업 모드로 구분하여 해당 모드별로 각기 다른 제어주기를 갖고 상기 스위칭부를 온/오프 제어하며, 각각의 모드에서는 해당하는 모드의 제어주기로 스위칭부를 온/오프 제어함과 동시에 스위칭 온 구간에서 소정시간동안 상기 제어주기와 다른 제 2 제어주기로 스위칭부의 온/오프를 수회 반복하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어주기는, 레디 모드에서는 용지이송시간보다 크게 설정되고, 프린팅 모드에서는 용지이송시간보다 작게 설정됨이 바람직하다.

또한, 상기 스위칭부가 오프 상태에서 온 상태로 스위칭될 때 상기 제 2 제어주기에 의한 스위칭부의 온/오프 제어가 수행되도록 함이 바람직하다.

그리고, 제 2 제어주기는 외부에서 인가되는 AC 전원의 주파수와 같은 주기를 가지며, 이 제 2 제어주기 또한 모드별로 각각 다르게 설정됨이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 설명한다. 참고로, 본 실시예를 설명함에 있어서, 온도제어장치를 구성하는 기본 구성은 앞서 언급한 도 1의 경우와 같으므로 도 1를 참조하여 설명한다.

본 발명에 의한 정착기 온도 제어방법을 수행하기 위한 정착기 온도 제어장치의 구성은 도 1에 도시된 바와 같이, 도시되지 않은 정착롤러에 내장되어 이 정착롤러를 가열하는 히터(100)와, 외부에서 입력되는 전원을 화상형성장치에서 필요한 전압으로 변환시키고 상기 히터(100)로 전원을 인가하여 히터(100)가 발열되도록 하는 전원공급장치(200)와, 정착롤러의 온도를 감지하는 온도센서(400)와, 상기 히터(100)로 공급되는 전원을 선택적으로 차단/통전시키기 위하여 히터(100)와 전원공급장치(200) 사이에 설치된 스위칭부(500)와, 상기 온도센서(400)에 의해 입력되는 데이터를 가지고 정착롤러의 온도를 판단하여 그 판단결과에 따라 상기 스위칭부(500)를 온/오프 제어하는 제어부(600)를 구비한다.

상기 제어부(600)는 워밍업 시간과 워밍업 온도 및 프린팅 온도 등 시스템 전체를 전반적으로 제어하고, 시스템이 온 되면, 온도센서(400)로부터 출력신호를 입력받아 정착롤러의 온도를 상승시키거나 유지시키기 위하여 스위칭부(500)로 하이/로우(온/오프) 신호를 출력하여 히터(100)로 전원이 공급되거나 차단되게 함으로써 정착롤러의 온도를 제어하는 바, 이러한 본 발명에 의한 화상형성장치의 정착기 온도 제어방법을 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 본 발명의 특징 중의 하나는, 화상형성장치의 각 모드별, 예컨대 프린팅 모드, 레디 모드, 슬리핑 모드, 워밍업 모드별로 각기 다른 제어주기를 가지고 스위칭부(400)를 온/오프 제어한다는 것이다. 특히, 본 발명에서는 플리커 현상이 문제가 되는 프린팅 모드와 레디 모드에서 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이, 서로 다른 제어주기로 스위칭부를 온/오프 제어한다.

또한, 본 발명의 다른 특징은, 상기와 같은 각 모드별로 서로 다르게 설정된 제어주기로 스위칭부를 온/오프 제어함과 동시에 각 모드에서의 상기 제어주기에 의한 스위칭 온 구간에서 상기 제어주기와 다른 제 2 제어주기로 일정시간동안 상기 스위칭부의 온/오프를 수회 반복한다는 것이다. 이러한 제 2 제어주기에 의한 스위칭부(500)의 온/오프는 상기 제어주기에 의해 스위칭부(500)가 오프상태에서 온으로 스위칭될 때, 적어도 1회 이상 스위칭부(500)를 스위칭시킨다. 이에 의하면, 히터로 인가되는 전압의 급락이 감소되면서 이 전압의 급락으로 인해 돌입전류가 히터로 인가되는 것을 방지할 수 있으며, 따라서, 돌입전류로 인한 히터의 플리커 현상을 방지할 수 있다.

한편, 상기한 제 2 제어주기 또한, 모드에 따라 서로 다르게 설정되는 바, 이러한 제 2 제어주기는 실험에 의해 각 모드별로 적합한 주기로 설정된다.

이하, 상술한 바와 같은 본 발명에 의한 화상형성장치의 정착기 온도 제어방법을 도 2를 참조하여 단계적으로 살펴본다.

도 2에 도시된 바와 같이, 온도 제어가 시작되면, 제어부는 사용자의 입력과 설정된 데이터에 따라 제어모드를 판단한다(S10). 제어모드 판단결과 프린팅 모드로 판단되면, 프린팅 모드에서의 제 1 제어주기(T_HP)와 제 2 제어주기(T_CP) 및 시간(t_HP,t_CP) 등 설정된 데이터를 읽어와 프린팅 모드 온도제어를 시작한다(S20,S21). 먼저, 온도센서(400)의 감지온도를 읽어 히터 가열 범위의 온도로 판단되면 상기 S21 단계에서 읽어온 제 1 제어주기(T_HP)에 따라 스위칭부(500)를 온/오프시켜 히터를 가열한다(S40). 이와 같은 제 1 제어주기(T_HP)에 따라 제어하는 동안 스위칭부(500)가 오프에서 온으로 스위칭될 때 이를 검출하여 상기 S21 단계에서 읽어온 제 2 제어주기(T_CP)로 스위칭부(500)의 온/오프를 반복한다(S41, S50). 이 제 2 제어주기(T_CP)에 의한 스위칭부(500)의 온/오프 단계는 상기 S21 단계에서 읽어온 시간(t_CP)이 경과될 때까지 수행되며, 이후, 상기 S40단계로 리턴하여 제 1 제어주기(T_HP)에 따라 스위칭부(500)를 온/오프시킨다. 상기 S41 단계에서 스위칭부(500)가 오프에서 온으로 스위칭되지 않으면 상기 S10 단계로 리턴하여 정착기의 제어모드를 판단한 후 제어모드에 따라 위와 같은 단계를 순차적으로 수행한다.

상기 제어방법은 제어모드가 프린팅 모드인 경우를 예로 들어 설명한 것이며, 레디 모드의 경우에는 설정된 레디 모드 제 1 제어주기(T_HR), 제 2 제어주기(T_CR) 및 시간(t_CR)을 읽어와 이에 따라 상기 스위칭부(500)를 제어하여 정착기의 온도를 제어하는데, 이 때에도 상술한 바와 같은 과정으로 진행되면서 플리커를 효과적으로 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 화상형성장치의 정착기 온도 제어를 각 모드별로 각기 다른 제어주기를 가지고 스위칭부(500)를 온/오프 제어함으로써 수행함과 아울러, 각 모드에서의 온도 제어시 상기 제어주기에 의한 스위칭부(500) 온 구간에서 상기 제어주기와 다른 제 2 제어주기로 일정시간동안 스위칭부(500)의 온/오프를 수회 반복하여 제어하기 때문에, 히터로의 전원 인가시 전압의 급락을 줄일 수 있고, 따라서, 전압의 급락으로 인한 돌입전류가 차단됨으로써 돌입전류로 인한 히터의 플리커 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 히터의 수명 연장은 물론 정확한 온도 제어로 화상의 품질을 한층 높일 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 이하 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이고, 그와 같은 변형은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (5)

1. 온도센서에 의한 정착롤러의 온도 검출값을 가지고 정착롤러의 온도를 판단하고, 이 판단결과에 따라 전원공급장치의 스위칭부를 온/오프 함으로써, 히터로의 전원 공급을 선택적으로 단속하여 정착롤러의 온도를 제어하는 화상형성장치의 정착기 온도 제어방법에 있어서,

   프린팅 모드, 레디 모드, 슬리핑 모드, 워밍업 모드로 구분하는 단계;

   상기 모드별로 각기 다른 제어주기를 가지고 상기 스위칭부를 온/오프 제어하는 단계; 및

   상기 각각의 모드에서는 해당하는 모드의 제어주기로 스위칭부를 온/오프 제어함과 동시에 스위칭 온 구간에서 소정시간동안 상기 제어주기와 다른 제 2 제어주기로 스위칭부의 온/오프를 수회 반복하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착기 온도 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어주기는, 레디 모드에서는 용지이송시간보다 크게 설정되고, 프린팅 모드에서는 용지이송시간보다 작게 설정됨을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착기 온도 제어방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 스위칭부가 오프 상태에서 온 상태로 스위칭될 때 상기 제 2 제어주기에 의한 스위칭부의 온/오프 제어가 수행되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착기 온도 제어방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제 2 제어주기는 외부에서 인가되는 AC 전원의 주파수와 같은 주기인것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착기 온도 제어방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제 2 제어주기는 모드별로 각각 다르게 설정됨을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착기 온도 제어방법.