KR100503803B1 - 히터 램프 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

히터 램프 제어 방법 및 장치가 개시된다. 교류 전압에 의해 히터 램프의 구동을 제어하는 이 방법은, 히터 램프의 온도가 기준 온도보다 낮고 교류 전압의 레벨이 기준 레벨보다 크면, 감지 신호의 레벨을 변환하는 단계와, 감지 신호의 레벨이 변환된 시점부터 소정 시간이 경과되었는가를 판단하는 단계 및 감지 신호의 레벨이 변환된 시점부터 소정 시간이 경과되었다고 판단되면, 교류 전압의 레벨이 제로가 될 때 히터 램프를 구동시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다. 그러므로, 교류 전압의 주파수가 어느 하나의 주파수로 고정되어 입력되지 않고 변동되어 입력될 경우 또는 교류 전압의 주파수는 일정하지만 구동 제어 신호가 지연되어 발생될 경우, 감지 신호의 레벨이 “저” 논리 레벨로부터 “고” 논리 레벨로 변환된 시점부터 소정 시간이 경과된 후 구동 제어 신호를 발생하기 때문에, 히터 램프에 공급되는 교류 전압의 듀티를 일정하게 하여, 히터 램프를 안정적으로 제어하는 한편, 플리커 현상을 방지할 수도 있는 효과를 갖는다.

Description

히터 램프 제어 방법 및 장치{Method and apparatus for controlling heater lamp}
본 발명은 레이져 프린터와 같은 화상 형성 장치에 포함되는 히터 램프(heater lamp)에 관한 것으로서, 특히, 히터 램프를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
화상 형성 장치가 예를 들어 히터 램프를 포함하는 레이져 프린터인 경우, 히터 램프를 구동시키는 정착기 회로부가 “입력 교류 전압을 감지하여 그에 대응되는 펄스 신호를 제공하는 히터 램프 제어 장치 및 제어 방법”이라는 제목으로 2003년 5월 19일자로 출원된 대한민국 특허 출원 번호 2003-31680에 개시되어 있다.
개시된 종래의 정착기 회로부를 살펴보면, 제어부로부터 제공되는 히트 램프 제어 신호에 따라 발광 다이오드(PTa2)가 발광하면 포토 트라이액(PTa1)은 교류 전압의 레벨이 제로가 될 때 트라이액(Ta1)을 턴 온시켜, 히터 램프에 교류 전압이 인가되도록 한다. 그러나, 히트 램프 제어 신호에 의해 발광 다이오드(PTa2)가 발광하지 않으면 포토 트라이액(PTa1)은 교류 전압의 레벨이 제로가 될 때 트라이액(Ta1)을 턴 오프시켜, 히트 램프에 교류 전압이 인가되지 않도록 한다.
이하, 정착기 회로부를 포함하는 전술한 개시된 특허의 히터 램프 제어 장치에서 수행되는 종래의 히터 램프 제어 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 1 (a) ~ (d)들은 교류 전압의 주파수(f)가 예를 들면 50Hz인 경우에 개시된 히터 램프 제어 장치에 각 부의 파형도들로서, 도 1 (a)는 교류 전압의 파형도를 나타내고, 도 1 (b)는 제어부로부터 발광 소자(PTa2)로 입력되는 신호인 구동 제어 신호의 파형도를 나타내고, 도 1 (c)는 트라이액(Ta1)의 게이트 단자에 인가되는 신호인 게이트 신호의 파형도를 나타내고, 도 1 (d)는 히터 램프에 제공되는 교류 전압의 파형도를 각각 나타낸다.
도 2 (a) ~ (d)들은 교류 전압의 주파수(f=50Hz)가 주파수 편차(△f) 예를 들면 -3Hz를 갖는 경우에 개시된 히터 램프 제어 장치에 각 부의 파형도들로서, 도 2 (a)는 교류 전압의 파형도를 나타내고, 도 2 (b)는 구동 제어 신호의 파형도를 나타내고, 도 2 (c)는 게이트 신호의 파형도를 나타내고, 도 2 (d)는 히터 램프에 제공되는 교류 전압의 파형도를 각각 나타낸다.
예를 들어, 도 1 (a)에 도시된 교류 전압의 주파수가 편차로 인하여 도 2 (a)에 도시된 바와 같이 감소되고 도 2 (b)에 도시된 바와 같이 구동 제어 신호는 10ms마다 “고” 논리 레벨이 되며, 교류 전압의 50%를 히터 램프로 파형수 제어(wave number control) 방식으로 공급한다고 하자. 이 때, 도 2 (b)에 도시된 구동 제어 신호의 주기와 교류 전압의 주기가 다름으로 인하여 게이트 신호의 파형도가 도 1 (c)에 도시된 바와 같이 발생되지 않고 도 2 (c)에 도시된 바와 같이 발생된다. 이로 인하여, 도 1 (d)에 도시된 바와 같이 정확하게 50%의 듀티를 갖는 전압이 히터 램프로 제공되는 대신에 도 2 (d)에 도시된 바와 같이 50%의 듀티를 갖지 않는 부정확한 전압이 히터 램프로 제공될 수 있다.
도 3 (a) ~ (d)들은 교류 전압의 주파수(f=50Hz)가 주파수 편차(△f) 예를 들면 +3Hz를 갖는 경우에 개시된 히터 램프 제어 장치에 각 부의 파형도들로서, 도 3 (a)는 교류 전압의 파형도를 나타내고, 도 3 (b)는 구동 제어 신호의 파형도를 나타내고, 도 3 (c)는 게이트 신호의 파형도를 나타내고, 도 3 (d)는 히터 램프에 제공되는 교류 전압의 파형도를 각각 나타낸다.
예를 들어, 도 1 (a)에 도시된 교류 전압의 주파수가 편차로 인하여 도 3 (a)에 도시된 바와 같이 증가되고 도 3 (b)에 도시된 바와 같이 구동 제어 신호는 10ms마다 “고” 논리 레벨이 되며, 교류 전압의 50%를 히터 램프로 파형수 제어 방식으로 공급한다고 하자. 이 때, 도 3 (b)에 도시된 구동 제어 신호의 주기와 교류 전압의 주기가 다름으로 인하여 게이트 신호의 파형도가 도 1 (c)에 도시된 바와 같이 발생되지 않고 도 3 (c)에 도시된 바와 같이 발생된다. 이로 인하여, 도 1 (d)에 도시된 바와 같이 정확하게 50%의 듀티를 갖는 전압이 히터 램프로 제공되는 대신에 도 3 (d)에 도시된 바와 같이 50%의 듀티를 갖지 않는 부정확한 전압이 히터 램프로 제공될 수 있다.
도 4 (a) ~ (d)들은 구동 제어 신호가 제어부로부터 지연되어 정착기 회로부로 입력될 경우에 히터 램프 제어 장치에 각 부의 파형도들로서, 도 4 (a)는 교류 전압의 파형도를 나타내고, 도 4 (b)는 구동 제어 신호의 파형도를 나타내고, 도 4 (c)는 게이트 신호의 파형도를 나타내고, 도 4 (d)는 히터 램프에 제공되는 교류 전압의 파형도를 각각 나타낸다.
예를 들어, 도 4 (a)에 도시된 바와 같이 교류 전압의 주파수(f)는 도 1 (a)에 도시된 바와 같이 50Hz를 유지하지만, 도 4 (b)에 도시된 구동 제어 신호의 듀티가 가변되어 제어부로부터 정착 회로부로 입력되고, 교류 전압의 50%를 히터 램프로 파형수 제어 방식으로 공급한다고 하자. 이 때, 구동 제어 신호가 도 1 (b)에 도시된 바와 같이 발생되지 않고 도 4 (b)에 도시된 바와 같이 그의 듀티가 가변되므로 인해 즉, 구동 제어 신호가 제어부에서 지연되어 발생되므로 인해 도 1 (d)에 도시된 바와 같이 정확하게 50%의 듀티를 갖는 전압이 히터 램프로 제공되는 대신에 도 4 (d)에 도시된 바와 같이 50%의 듀티를 갖지 않는 부정확한 전압이 히터 램프로 제공될 수 있다. 여기서, 제어부가 구동 제어 신호보다 우선 순위가 높은 다른 명령을 처리할 경우, 제어부는 제때에 구동 제어 신호를 정착 회로부로 공급할 수 없고 지연된 후 공급한다.
화상 형성 장치가 사용되는 각 나라의 실정에 따라, 화상 형성 장치에 입력되는 교류 전압의 레벨은 110볼트가 될 수도 있고 220볼트가 될 수도 있으며, 교류 전압의 주파수도 50Hz 또는 60Hz가 될 수 있다. 따라서, 전술한 종래의 히터 램프 제어 방법은 교류 전압의 주파수가 어느 하나의 주파수로 고정되어 입력되지 않고 변동되어 입력될 경우 또는 교류 전압의 주파수는 일정하지만 구동 제어 신호가 제어부로부터 지연되어 발생될 경우, 히터 램프를 제대로 구동할 수 없고, 이로 인하여 플리커(flicker) 현상을 야기시킬 수 있는 문제점을 갖는다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 히터 램프를 구동하는 교류 전압의 주파수가 변동하거나 히터 램프로의 교류 전압의 공급을 제어하는 구동 제어 신호가 지연되어 발생되므로 인해 히터 램프의 구동이 받는 원하지 않은 영향을 제거할 수 있는 히터 램프 제어 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 히터 램프를 구동하는 교류 전압의 주파수가 변동하거나 히터 램프로의 교류 전압의 공급을 제어하는 구동 제어 신호가 지연되어 발생되므로 인해 히터 램프의 구동이 받는 원하지 않은 영향을 제거할 수 있는 히터 램프 제어 장치를 제공하는 데 있다.
상기 과제를 이루기 위해, 교류 전압에 의해 히터 램프의 구동을 제어하는 본 발명에 의한 히터 램프 제어 방법은, 상기 히터 램프의 온도가 기준 온도보다 낮고 상기 교류 전압의 레벨이 기준 레벨보다 크면, 감지 신호의 레벨을 변환하는 단계와. 상기 감지 신호의 레벨이 변환된 시점부터 소정 시간이 경과되었는가를 판단하는 단계 및 상기 감지 신호의 레벨이 변환된 상기 시점부터 상기 소정 시간이 경과되었다고 판단되면, 상기 교류 전압의 레벨이 제로가 될 때 상기 히터 램프를 구동시키는 단계로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 다른 과제를 이루기 위해, 교류 전압에 의해 히터 램프의 구동을 제어하는 본 발명에 의한 히터 램프 제어 장치는, 상기 히터 램프의 온도가 기준 온도보다 낮고 상기 교류 전압의 레벨이 기준 레벨보다 크면, 감지 신호의 레벨을 변환하고, 상기 변환된 레벨을 갖는 감지 신호를 출력하는 감지 신호 발생부와, 상기 감지 신호 발생부로부터 입력한 상기 감지 신호의 레벨이 변환된 시점부터 소정 시간이 경과되었는가를 검사하고, 검사된 결과에 응답하여 발생한 구동 제어 신호를 출력하는 시간 검사부 및 상기 구동 제어 신호에 응답하여, 상기 교류 전압의 레벨이 제로가 될 때 상기 히터 램프를 구동시키는 히터 램프 구동부로 구성되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 의한 히터 램프 제어 방법을 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 5은 본 발명에 의한 히터 램프 제어 방법을 설명하기 위한 플로우차트로서, 감지 신호의 레벨을 변환하는 단계(제10 ~ 제18 단계들) 및 히터 램프의 구동을 제어하는 단계(제20 ~ 제24 단계들)로 이루어진다.
본 발명에 의한 히터 램프 제어 방법은 교류 전압에 의해 히터 램프(미도시)의 구동을 다음과 같이 제어한다. 먼저, 히터 램프의 온도가 기준 온도보다 낮고 교류 전압의 레벨이 기준 레벨보다 크면, 감지 신호의 레벨을 변환한다(제10 ~ 제18 단계들).
여기서, 화상 처리 장치가 레이져 프린터인 경우, 히터 램프의 온도란 정착 롤러(미도시)의 표면 온도를 의미하며, 히터 램프는 정착용 롤러를 발열시킬 수 있도록 소정 위치 예를 들면 정착용 롤러 내부에 설치될 수 있다. 이 때, 기준 온도는 정착 롤러가 토너를 정착시킬 수 있는 정착 온도가 될 수 있다.
한편, 기준 레벨은 교류 전압의 레벨의 변동폭에 상응하여 설정된다. 예를 들면, 기준 레벨은 교류 전압의 레벨의 최소값의 절반으로서 설정될 수 있다. 즉, 교류 전압의 레벨 변동폭이 90 ~ 132볼트인 경우 기준 레벨은 45볼트로서 설정될 수 있고, 교류 전압의 레벨 변동폭이 180 ~ 264볼트인 경우 기준 레벨은 90볼트로서 설정될 수 있다. 이 때, 감지 신호란, 개시된 종래의 히터 램프 제어 방법에서 펄스 기준 신호에 해당할 수 있다.
제10 ~ 제18 단계들에 대해 세부적으로 살펴보면, 교류 전압의 레벨을 측정하고 히터 램프의 온도를 측정한다(제10 단계).
본 발명의 일 실시예에 의하면, 제10 단계후에, 측정된 히터 램프의 온도를 디지털 형태로 변환한다(제12 단계). 제12 단계후에, 디지털 형태로 변환된 히터 램프의 측정된 온도가 디지털 형태의 기준 온도보다 낮은가를 판단한다(제14 단계).
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 도 5에 도시된 히터 램프 제어 방법은 제12 단계를 마련하지 않을 수도 있다. 이 경우, 제10 단계후에, 측정된 히터 램프의 온도가 기준 온도보다 낮은가를 판단한다(제14 단계).
만일, 측정된 히터 램프의 온도가 기준 온도보다 낮다고 판단되면, 측정된 교류 전압의 레벨이 기준 레벨보다 큰가를 판단한다(제16 단계). 이 때, 측정된 교류 전압의 레벨이 기준 레벨보다 크지 않다고 판단되면, 제16 단계로 진행한다. 그러나, 측정된 교류 전압의 레벨이 기준 레벨 보다 크다고 판단되면, 감지 신호의 레벨을 변환한다(제18 단계). 예를 들면, 감지 신호의 레벨을 “저” 논리 레벨에서 “고” 논리 레벨로 변환한다.
한편, 측정된 히터 램프의 온도가 기준 온도보다 낮지 않다고 제14 단계에서 판단되면, 교류 전압의 레벨이 제로가 될 때 히터 램프의 구동을 중지시킨다(제24 단계). 즉, 측정된 히터 램프의 온도가 기준 온도보다 낮지 않다고 판단되면, 히터 램프로 교류 전압을 공급하지 않는다.
제18 단계후에, 감지 신호의 레벨이 변환된 시점부터 소정 시간이 경과되었는가를 판단한다(제20 단계). 만일, 감지 신호의 레벨이 변환된 시점부터 소정 시간이 경과되지 않았다고 판단되면 제20 단계로 진행한다. 그러나, 감지 신호의 레벨이 변환된 시점부터 소정 시간이 경과되었다고 판단되면, 교류 전압의 레벨이 제로가 될 때 히터 램프를 구동시킨다(제22 단계). 즉, 교류 전압의 레벨이 제로가 될 대 히터 램프로 교류 전압을 공급한다.
여기서, 소정 시간은 교류 전압의 기준 레벨, 주파수 변동폭 및 지연 시간중 적어도 하나에 상응하여 결정된다. 예컨대, 소정 시간은 기준 레벨에 반비례하여 결정되고, 교류 전압의 주파수 변동폭에 비례하여 결정되고, 지연 시간에 비례하여 결정될 수 있다. 이 때, 지연 시간이란, 제20 단계에서 감지 신호의 레벨이 변환된 시점부터 소정 시간이 경과되었다고 판단된 후, 제22 단계가 수행될 때까지 지연된 시간에 해당한다. 부연하면, 도 5에 도시된 히터 램프 제어 방법이 수행되는 화상 형성 장치의 전반을 제어하는 중앙 처리부(미도시)에서 제20 단계가 수행된다고 하자. 이 때, 중앙 처리부는 감지 신호의 레벨이 변환된 시점부터 소정 시간이 경과되었다고 판단되면 제22 단계를 수행하도록 제어하는 구동 제어 신호를 발생한다. 그러나, 중앙 처리부는 구동 제어 신호 뿐만 아니라 화상 형상 장치의 다른 부분(미도시)을 제어하는 명령도 처리한다. 이 때, 구동 제어 신호를 발생해야 되는 시점에 우선 순위가 높은 다른 명령을 처리할 경우, 중앙 처리부는 구동 제어 신호를 지연 시간만큼 지연된 후에 발생할 수 밖에 없다.
결국, 교류 전압의 주파수가 도 1 (a)에 도시된 바와 같이 어느 하나의 주파수로 고정되어 입력되지 않고 도 2 (a) 또는 도 3 (a)에 도시된 바와 같이 변환되어 입력될 경우, 도 2 (d) 또는 도 3 (d)에 도시된 바와 같이 히터 램프로의 교류 전압의 공급이 불규칙하고 부정확해진다. 이에 반하여, 본 발명에 의한 히터 램프 제어 방법은, 감지 신호의 레벨이 “저” 논리 레벨로부터 “고” 논리 레벨로 변환된 시점부터 소정 시간이 경과된 후, 교류 전압의 레벨이 제로가 될 때 히터 램프를 구동하기 때문에, 교류 전압의 주파수의 변동에도 불구하고 도 1 (d)에 도시된 바와 같이 일정한 듀티로 교류 전압을 히터 램프로 제공할 수 있다. 여기서, 소정 시간은 교류 전압의 주파수 변동폭에 상응하여 결정된다.
또한, 도 1 (a)에 도시된 바와 같이 교류 전압의 주파수는 일정하지만, 도 4 (b)에 도시된 바와 같이 제22 단계를 수행하도록 지시하는 구동 제어 신호가 늦게 발생될 경우, 도 4 (d)에 도시된 바와 같이 히터 램프로의 교류 전압의 공급이 불규칙해지고 부정확해진다. 이에 반하여, 본 발명에 의한 히터 램프 제어 방법은, 감지 신호의 레벨이 “저” 논리 레벨로부터 “고” 논리 레벨로 변환된 시점부터 소정 시간이 경과된 후, 교류 전압의 레벨이 제로가 될 때 히터 램프를 구동하기 때문에, 구동 제어 신호의 지연된 발생에도 불구하고 도 1 (d)에 도시된 바와 같이 일정한 듀티로 교류 전압을 히터 램프로 제공할 수 있다. 여기서, 소정 시간은 지연 시간에 상응하여 결정된다.
한편, 본 발명에 의한 히터 램프 제어 방법은 개시된 종래의 히터 램프 제어 방법이 히터 램프 제어 펄스 신호를 이용하여 히터 램프의 구동을 제어하는 반면, 펄스 기준 신호에 해당하는 감지 신호를 직접 이용하여 히터 램프의 구동을 제어한다.
이하, 본 발명에 의한 히터 램프 제어 장치의 구성 및 동작을 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 6는 본 발명에 의한 히터 램프 제어 장치의 일 실시예의 블록도로서, 감지 신호 발생부(40), 시간 검사부(42) 및 히터 램프 구동부(44)로 구성된다.
도 6에 도시된 히터 램프 제어 장치는 도 5에 도시된 히터 램프 제어 방법을 수행할 수 있다.
먼저, 제10 ~ 제18 단계들을 수행하기 위해, 감지 신호 발생부(40)는 입력단자 IN1을 통해 입력한 히터 램프의 온도가 기준 온도보다 낮고 입력단자 IN2를 통해 입력한 교류 전압의 레벨이 기준 레벨보다 크면, 감지 신호의 레벨을 변환하고, 변환된 레벨을 갖는 감지 신호를 시간 검사부(42)로 출력한다.
도 7은 도 6에 도시된 감지 신호 발생부(40)의 본 발명에 의한 일 실시예(40A)의 블록도로서, 레벨 측정부(60), 온도 측정부(62), 온도 비교부(64), 레벨 비교부(66) 및 레벨 변환부(68)로 구성된다.
도 7에 도시된 감지 신호 발생부(40A)는 도 5에 도시된 제10, 제14 ~ 제18 단계들을 수행하는 역할을 한다.
예컨대, 도 7에 도시된 레벨 측정부(60) 및 온도 측정부(62)는 제10 단계를 수행하는 역할을 한다. 여기서, 레벨 측정부(60)는 입력단자 IN1을 통해 입력한 교류 전압의 레벨을 측정하고, 측정된 레벨을 레벨 비교부(66)로 출력한다. 이 때, 온도 측정부(62)는 입력단자 IN2를 통해 입력되는 히터 램프의 온도를 측정하고, 측정된 히터 램프의 온도를 온도 비교부(64)로 출력한다.
제14 단계를 수행하기 위해, 온도 비교부(64)는 온도 측정부(62)로부터 입력한 측정된 온도와 기준 온도를 비교하고, 비교된 결과를 제1 제어 신호(C1)로서 레벨 비교부(66)로 출력한다.
제16 단계를 수행하기 위해, 레벨 비교부(66)는 온도 비교부(64)로부터 입력한 제1 제어 신호(C1)에 응답하여, 레벨 측정부(60)에서 측정된 교류 전압의 레벨과 기준 레벨을 비교하고, 비교된 결과를 제2 제어 신호(C2)로서 레벨 변환부(68)로 출력한다. 예컨대, 레벨 비교부(66)는 제1 제어 신호(C1)를 통해 측정된 온도가 기준 온도보다 낮은 것으로 인식되면, 측정된 교류 전압의 레벨을 기준 레벨과 비교한다.
제18 단계를 수행하기 위해, 레벨 변환부(68)는 레벨 비교부(66)로부터 입력한 제2 제어 신호(C2)에 응답하여, 감지 신호의 레벨을 변환하고, 변환된 레벨을 갖는 감지 신호를 출력단자 OUT2를 통해 시간 검사부(42)로 출력한다. 예컨대, 제2 제어 신호(C2)를 통해 교류 전압의 레벨이 기준 레벨보다 큰 것으로 인식되면, 감지 신호의 레벨을 변환한다.
도 8는 도 6에 도시된 감지 신호 발생부(40)의 본 발명에 의한 다른 실시예(40B)의 블록도로서, 레벨 측정부(60), 온도 측정부(62), 아날로그/디지털 변환부(ADC:Analog to Digital Converter)(70), 온도 비교부(72), 레벨 비교부(66) 및 레벨 변환부(68)로 구성된다.
도 8에 도시된 감지 신호 발생부(40B)는 도 5에 도시된 제10 ~ 제18 단계들을 수행하는 역할을 한다. 즉, 도 8에 도시된 레벨 측정부(60), 온도 측정부(62), 레벨 비교부(66) 및 레벨 변환부(68)는 도 7에 도시된 레벨 측정부(60), 온도 측정부(62), 레벨 비교부(66) 및 레벨 변환부(68)와 동일한 역할을 수행하므로 이들에 대한 설명은 생략한다.
도 8에 도시된 아날로그/디지털 변환부(70)는 제12 단계를 수행하기 위해 온도 측정부(62)에서 측정된 온도를 디지털 형태로 변환하고, 변환된 디지털 형태의 측정된 온도를 온도 비교부(72)로 출력한다. 이 때, 제14 단계를 수행하기 위해, 온도 비교부(72)는 아날로그/디지털 변환부(70)로부터 입력한 디지털 형태로 변환된 측정된 온도와 디지털 형태의 기준 온도를 비교하고, 비교된 결과를 레벨 비교부(66)로 출력한다.
한편, 제20 단계를 수행하기 위해, 도 6에 도시된 시간 검사부(42)는 감지 신호 발생부(40)로부터 입력한 감지 신호의 레벨이 변환된 시점부터 소정 시간이 경과되었는가를 검사하고, 검사된 결과에 응답하여 발생한 구동 제어 신호를 히터 램프 구동부(44)로 출력한다.
도 6에 도시된 히터 램프 구동부(44)는 도 5에 도시된 제22 및 제24 단계들을 수행하는 역할을 한다. 먼저, 제22 단계를 수행하기 위해, 히터 램프 구동부(44)는 시간 검사부(42)로부터 입력한 구동 제어 신호에 응답하여, 교류 전압의 레벨이 제로가 될 때 히터 램프를 구동시킨다. 예를 들어, 감지 신호의 레벨이 변환된 시점부터 소정 시간이 경과될 때 “고” 논리 레벨의 구동 제어 신호가 시간 검사부(42)로부터 발생된다고 가정한다. 이 경우, “고” 논리 레벨의 구동 제어 신호가 시간 검사부(42)로부터 입력될 때, 히터 램프 구동부(44)는 입력단자 IN1을 통해 입력한 교류 전압의 레벨이 제로가 되면 히터 램프를 구동시키는 교류 전압을 히터 램프로 출력단자 OUT1을 통해 인가한다. 이 때, “고” 논리 레벨로 입력되던 구동 제어 신호가 “저” 논리 레벨로 시간 검사부(42)로부터 입력될 때, 히터 램프 구동부(44)는 입력단자 IN1을 통해 입력한 교류 전압의 레벨이 제로가 되면 히터 램프를 구동시키는 교류 전압을 히터 램프로 인가하는 것을 중지시킨다.
또한, 제24 단계를 수행하기 위해, 히터 램프 구동부(44)는 감지 신호 발생부(40)로부터 입력한 제1 제어 신호(C1)에 응답하여, 교류 전압의 레벨이 제로가 될 때 히터 램프의 구동을 중지시킨다. 여기서, 제1 제어 신호(C1)는 도 7 또는 도 8에 도시된 온도 비교부(64 또는 72)에서 발생된다. 즉, 제1 제어 신호(C1)를 통해 측정된 온도가 기준 온도보다 낮지 않은 것으로 인식되면, 히터 램프 구동부(44)는 히터 램프를 구동시키는 교류 전압을 히터 램프로 인가하지 않는다.
이 때, 도 5에 도시된 제20 단계가 중앙 처리부에서 수행되면, 도 6에 도시된 시간 검사부(42)는 중앙 처리부에 포함된다. 이 경우, 전술한 소정 시간을 결정하는 지연 시간이란, 시간 검사부(42)에서 소정 시간의 경과를 검사한 후부터 구동 제어 신호가 히터 램프 구동부(44)로 입력될 때까지 지연된 시간이 될 수 있다. 부연하면, 전술한 바와 같이 중앙 처리부는 다른 여러 가지의 명령들을 처리할 수 있다. 이 때, 중앙 처리부는 시간 검사부(42)에서 검사된 결과에 따라 구동 제어 신호를 생성한 후, 생성한 구동 제어 신호를 우선 순위가 높은 명령의 처리가 완료될 때까지 지연 시간 동안 대기한 후, 히터 램프 구동부(44)로 전달하기 때문에, 지연 시간이 발생할 수 있다.
도 9는 도 6에 도시된 히터 램프 구동부(44)의 본 발명에 의한 실시예(44A)를 설명하기 위한 회로도로서, 히터 램프 구동부(44A)와 히터 램프(100)로 구성된다.
도 9에 도시된 히터 램프 구동부(44A)는 스너버(snubber)(90), 스위치(92), 게이트 신호 발생부(94), 인덕터(L), 저항들(R2, R3 및 R4) 및 커패시터(C2)로 구성된다.
본 발명에 의한 히터 램프 구동부(44A)는 도 9에 도시된 스위치(92) 및 게이트 신호 발생부(94)로 구현될 수 있다. 여기서, 스위치(92)는 게이트 신호(94)에 응답하여, 인덕터(L)를 통해 입력한 교류 전압(vs)을 히터 램프(100)의 일측(102)에 전달한다. 이를 위해, 스위치(92)는 게이트 신호(96)와 연결되는 게이트를 갖고, 게이트 신호(96)에 응답하여 인덕터(L)와 연결된 교류 전압(vs)을 히터 램프(100)의 일단(102)에 연결시키는 트라이액(Ta)으로 구현될 수 있다. 예컨대, 게이트 신호(96)가 “고” 논리 레벨일 때 트라이액(Ta)은 도 1 (a)에 도시된 교류 전압을 도 1 (d)에 도시된 바와 같이 파형수 제어 방식에 의해 히터 램프(100)로 제공한다. 따라서, 교류 전압(vs)의 50%가 히터 램프(100)로 전달될 수 있다.
게이트 신호 발생부(94)는 입력단자 IN3을 통해 시간 검사부(42)로부터 입력한 구동 제어 신호의 레벨에 상응하여, 교류 전압(vs)의 레벨이 제로가 될 때 게이트 신호의 레벨을 결정하고, 결정된 레벨을 갖는 게이트 신호(96)를 스위치(92)로 출력한다. 이를 위해, 게이트 신호 발생부(94)는 제로 크로싱(zero crossing) 포토 트라이액(photo triac)으로 구현될 수 있다. 여기서, 제로 크로싱 포토 트라이액은 발광 다이오드(PTa2) 및 수광부(PTa1)로 이루어진다. 발광 다이오드(PTa2)는 입력단자 IN4를 통해 소정 전압 예를 들면 24볼트를 입력하고, 입력단자 IN3을 통해 시간 검사부(42)로부터 입력한 구동 제어 신호에 응답하여 예를 들면 “고” 논리 레벨의 구동 제어 신호가 입력될 때 발광한다. 이 때, 수광부(PTa1)는 발광 다이오드(PTa2)로부터 발광된 빛을 수광하고, 빛이 수광될 때 교류 전압(vs)의 레벨이 제로를 지나치면 “고” 논리 레벨의 게이트 신호(96)를 발생하고, 빛이 수광되지 않을 때 즉, 구동 제어 신호가 “저” 논리 레벨로 발생될 때 교류 전압(vs)의 레벨이 제로를 지나치면 “저” 논리 레벨의 게이트 신호(96)를 발생한다.
또한, 발광 다이오드(PTa2)는 입력단자 IN3을 통해 감지 신호 발생부(90)로부터 입력한 제1 제어 신호(C1)에 응답하여 발광을 중단할 수도 있다. 예컨대, 측정된 온도가 기준 온도보다 낮을 때 감지 신호 발생부(40)로부터 발생되어 입력단자 IN3을 통해 입력되는 제1 제어 신호(C1)에 응답하여 발광 다이오드(PTa2)는 발광을 중단한다. 따라서, 발광 다이오드(PTa2)의 발광이 중단될 때 교류 전압을 히터 램프(100)의 일측(102)으로 공급되지 않는다.
도 9에 도시된 스너버(90)에 포함된 저항(R1) 및 커패시터(C1)와 인덕터(L)는 잡음 제거 및 주파수 보상용 소자들이고, 교류 전압(vs)은 전원 공급부(미도시) 따위로 출력 전압(vout)으로서 공급된다. 여기서, 전원 공급부는 입력한 출력 전압(vout)을 가공하여 프린터에 필요한 각종 전압을 생성하는 역할을 한다. 이 때, 입력단자 IN4를 통해 입력되는 소정 전압 역시 전압 공급부에서 생성될 수 있다.
본 발명에 의한 히터 램프 제어 방법 및 장치는 도 2 (a) 또는 도 3 (a)에 도시된 바와 같이 교류 전압의 주파수가 변함에 따라 또는 도 4 (b)에 도시된 바와 같이 구동 제어 신호의 듀티가 일정치 않게 됨에 따라 도 2 (d), 도 3 (d) 또는 도 4 (d)에 도시된 바와 같이 교류 전압(vs)의 듀티가 불일정하게 공급되는 상황을 극복하기 위해, 감지 신호의 레벨이 변환된 시점부터 소정 시간이 경과된 후에 히터 램프를 구동시킨다. 따라서, 일정한 간격으로 즉, 일정한 듀티로 교류 전압이 히터 램프로 제공될 수 있으므로, 일정치 않은 간격의 교류 전압 공급으로 인해 야기될 수 있는 플리커 현상이 방지될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 히터 램프 제어 방법 및 장치는 교류 전압의 주파수가 어느 하나의 주파수로 고정되어 입력되지 않고 변동되어 입력될 경우 또는 교류 전압의 주파수는 일정하지만 구동 제어 신호가 지연되어 발생될 경우, 감지 신호의 레벨이 “저” 논리 레벨로부터 “고” 논리 레벨로 변환된 시점부터 소정 시간이 경과된 후 구동 제어 신호를 발생하기 때문에, 히터 램프에 공급되는 교류 전압의 듀티를 일정하게 하여, 히터 램프를 안정적으로 제어하는 한편, 플리커 현상을 방지할 수도 있는 효과를 갖는다.
도 1 (a) ~ (d)들은 교류 전압의 주파수가 예를 들면 50Hz인 경우에 개시된 히터 램프 제어 장치에 각 부의 파형도들이다.
도 2 (a) ~ (d)들은 교류 전압의 주파수가 47Hz인 경우에 개시된 히터 램프 제어 장치에 각 부의 파형도들이다.
도 3 (a) ~ (d)들은 교류 전압의 주파수가 53Hz인 경우에 개시된 히터 램프 제어 장치에 각 부의 파형도들이다.
도 4 (a) ~ (d)들은 구동 제어 신호가 제어부로부터 지연되어 정착기 회로부로 입력될 경우에 히터 램프 제어 장치에 각 부의 파형도들이다.
도 5은 본 발명에 의한 히터 램프 제어 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 6는 본 발명에 의한 히터 램프 제어 장치의 일 실시예의 블록도이다.
도 7은 도 6에 도시된 감지 신호 발생부의 본 발명에 의한 일 실시예의 블록도이다.
도 8는 도 6에 도시된 감지 신호 발생부의 본 발명에 의한 다른 실시예의 블록도이다.
도 9는 도 6에 도시된 히터 램프 구동부의 본 발명에 의한 실시예를 설명하기 위한 회로도이다.

Claims (13)

  1. 교류 전압에 의해 히터 램프의 구동을 제어하는 히터 램프 제어 방법에 있어서,
    (a) 상기 히터 램프의 온도가 기준 온도보다 낮고 상기 교류 전압의 레벨이 기준 레벨보다 크면, 감지 신호의 레벨을 변환하는 단계;
    (b) 상기 감지 신호의 레벨이 변환된 시점부터 소정 시간이 경과되었는가를 판단하는 단계; 및
    (c) 상기 감지 신호의 레벨이 변환된 상기 시점부터 상기 소정 시간이 경과되었다고 판단되면, 상기 교류 전압의 레벨이 제로가 될 때 상기 히터 램프를 구동시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 히터 램프 제어 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 (a) 단계는
    (a1) 상기 교류 전압의 레벨을 측정하고 상기 히터 램프의 온도를 측정하는 단계;
    (a2) 상기 측정된 온도가 상기 기준 온도보다 낮은가를 판단하는 단계;
    (a3) 상기 측정된 온도가 상기 기준 온도보다 낮다고 판단되면, 상기 측정된 레벨이 상기 기준 레벨보다 큰가를 판단하는 단계; 및
    (a4) 상기 측정된 레벨이 상기 기준 레벨 보다 크다고 판단되면, 상기 감지 신호의 레벨을 변환하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 히터 램프 제어 방법.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 히터 램프 제어 방법은
    상기 히터 램프의 온도가 상기 기준 온도보다 낮지 않다고 판단되면, 상기 교류 전압의 레벨이 제로가 될 때 상기 히터 램프의 구동을 중지시키는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 히터 램프 제어 방법.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 기준 레벨은 상기 교류 전압의 레벨의 변동폭에 상응하여 설정하고, 상기 기준 온도는 정착 온도에 상응하여 결정되는 것을 특징으로 하는 히터 램프 제어 방법.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 기준 레벨은 상기 교류 전압의 레벨의 최소값의 절반으로서 설정되는 것을 특징으로 하는 히터 램프 제어 방법.
  6. 제2 항에 있어서, 상기 (a) 단계는
    상기 측정된 온도를 디지털 형태로 변환하는 단계를 더 구비하고,
    상기 (a2) 단계는 상기 디지털 형태로 변환된 측정된 온도가 디지털 형태의 상기 기준 온도보다 낮은가를 판단하는 것을 특징으로 하는 히터 램프 제어 방법.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 소정 시간은 상기 기준 레벨, 상기 교류 전압의 주파수 변동폭 및 지연 시간중 적어도 하나에 상응하여 결정되고,
    상기 지연 시간은 상기 (b) 단계에서 상기 감지 신호의 레벨이 변환된 상기 시점부터 상기 소정 시간이 경과되었다고 판단된 후, 상기 (c) 단계가 수행될 때까지 지연된 시간에 해당하는 것을 특징으로 하는 히터 램프 제어 방법.
  8. 교류 전압에 의해 히터 램프의 구동을 제어하는 히터 램프 제어 장치에 있어서,
    상기 히터 램프의 온도가 기준 온도보다 낮고 상기 교류 전압의 레벨이 기준 레벨보다 크면, 감지 신호의 레벨을 변환하고, 상기 변환된 레벨을 갖는 감지 신호를 출력하는 감지 신호 발생부;
    상기 감지 신호 발생부로부터 입력한 상기 감지 신호의 레벨이 변환된 시점부터 소정 시간이 경과되었는가를 검사하고, 검사된 결과에 응답하여 발생한 구동 제어 신호를 출력하는 시간 검사부; 및
    상기 구동 제어 신호에 응답하여, 상기 교류 전압의 레벨이 제로가 될 때 상기 히터 램프를 구동시키는 히터 램프 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 히터 램프 제어 장치.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 감지 신호 발생부는
    상기 교류 전압의 레벨을 측정하는 레벨 측정부;
    상기 히터 램프의 온도를 측정하는 온도 측정부;
    상기 측정된 온도와 상기 기준 온도를 비교하고, 비교된 결과를 제1 제어 신호로서 출력하는 온도 비교부;
    상기 제1 제어 신호에 응답하여, 상기 측정된 레벨과 상기 기준 레벨을 비교하고, 비교된 결과를 제2 제어 신호로서 출력하는 레벨 비교부; 및
    상기 제2 제어 신호에 응답하여, 상기 감지 신호의 레벨을 변환하고, 변환된 레벨을 갖는 상기 감지 신호를 출력하는 레벨 변환부를 구비하는 것을 특징으로 하는 히터 램프 제어 장치.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 히터 램프 구동부는
    상기 제1 제어 신호에 응답하여, 상기 교류 전압의 레벨이 제로가 될 때 상기 히터 램프의 구동을 중지시키는 것을 특징으로 하는 히터 램프 제어 장치.
  11. 제9 항에 있어서, 상기 감지 신호 발생부는
    상기 온도 측정부에서 측정된 온도를 디지털 형태로 변환하고, 변환된 디지털 형태의 측정된 온도를 상기 온도 비교부로 출력하는 아날로그/디지털 변환부를 더 구비하고,
    상기 온도 비교부는 상기 디지털 형태로 변환된 측정된 온도와 디지털 형태의 상기 기준 온도를 비교하는 것을 특징으로 하는 히터 램프 제어 장치.
  12. 제8 항에 있어서, 상기 히터 램프 구동부는
    게이트 신호에 응답하여, 상기 교류 전압을 상기 히터 램프에 전달하는 스위치; 및
    상기 구동 제어 신호의 레벨에 상응하여, 상기 교류 전압의 레벨이 제로가 될 때마다 상기 게이트 신호의 레벨을 결정하고, 상기 결정된 레벨을 갖는 상기 게이트 신호를 상기 스위치로 출력하는 게이트 신호 발생부를 구비하고,
    상기 히터 램프는 상기 스위치를 통해 전달되는 교류 전압에 응답하여 구동되는 것을 특징으로 하는 히터 램프 제어 장치.
  13. 제8 항에 있어서, 상기 소정 시간은 상기 교류 전압의 주파수 변동폭 및 지연 시간중 적어도 하나에 상응하여 결정되고,
    상기 지연 시간은 상기 시간 검사부에서 검사된 결과에 응답하여 상기 구동 제어 신호가 발생된 후, 상기 히터 램프 구동부에서 상기 구동 제어 신호를 입력할 때까지 지연된 시간에 해당하는 것을 특징으로 하는 히터 램프 제어 장치.
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