KR101273509B1 - 화상형성장치 및 상기 화상형성장치의 정착유닛 제어방법 - Google Patents

Abstract

대기모드에서 소음을 개선할 수 있는 화상형성장치 및 상기 화상형성장치의 정착유닛 제어방법을 개시한다. 개시된 화상형성장치의 정착유닛 제어방법은, 상기 정착유닛은 복수의 발열부재를 구비하며, 상기 제어방법은 상기 화상형성장치의 현재모드를 검출하는 단계; 상기 현재모드가 대기모드인 경우, 상기 정착유닛에 공급되는 전원을 제어하기 위해 파형수제어를 선택하는 단계; 및 상기 복수의 발열부재에 동시에 공급되지 않도록 상기 파형수 제어에 따라 상기 전원을 하나의 발열부재에 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

화상형성장치 및 상기 화상형성장치의 정착유닛 제어방법{IMAGE FORMING APPARATUS AND CONTROL MEHTOD OF FUSER OF THE SAME}

본 발명은 화상형성장치 및 상기 화상형성장치의 정착유닛 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대기모드에서 소음을 개선할 수 있는 화상형성장치 및 상기 화상형성장치의 정착유닛 제어방법에 관한 것이다.

화상형성장치는 토너로 인쇄매체에 소망하는 화상에 대응하는 가시화상을 현상하는 화상형성부와, 상기 인쇄매체 상의 토너를 열과 압력으로 정착시키는 정착유닛을 포함한다. 인쇄매체가 상기 화상형성부 및 상기 정착유닛을 통과한 후 배출됨으로써 상기 인쇄매체에 인쇄가 완료되며, 이러한 화상형성장치에는 복사기, 레이저 프린터, 복합기 등이 속한다.

여기서, 상기 정착유닛은 교류전원을 인가받아 발열하는 발열부재를 수용하는 히트롤러와 상기 인쇄매체를 상기 히트롤러 방향으로 가압하는 프레스롤러를 가지며, 상기 화상형성장치는 상기 교류전원을 상기 발열부재에 인가하기 위한 전원공급부를 구비한다.

한편, 상기 정착유닛의 온도를 소정의 목표온도 범위 내에서 유지하기 위해 상기 교류전원을 파형수제어와 위상제어의 2가지 제어방법으로 제어하게 된다.

위상제어는 도 1에 도시된 바와 같이, 반파장 교류전원을 그것의 위상을 기준으로 초핑하여 초핑된 교류전원을 상기 발열부재에 인가함으로써 상기 교류전원을 제어하는 방식이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 초핑(chopping)된 구간(A1, A2, A3, A4)에 해당하는 상기 교류전원을 상기 발열부재에 인가함으로써 상기 발열부재의 발열량을 제어할 수 있다. 여기서, A1 내지 A4는 각각 상기 반파장 교류전원 파형을 각각 33%, 50%, 75% 및 100%만큼 초핑한 것을 나타낸다. 여기서, 초핑구간이 좁으면 좁을수록 상기 발열부재에 인가되는 상기 교류전원은 임펄스(impulse)나 고조파에 가깝게 되어 상기 전원공급부를 구성하고 있는 부품의 고유주파수에 근접하게 되면 공진에 의한 소음이 발생할 수 있다.

파형수제어는 도 2에 도시된 바와 같이, 반파장 교류전원의 파형을 제어의 기본단위로 하여 상기 발열부재로 통전되는 상기 반파장 교류전원의 파형개수를 제어하는 방식이다.

상기 반파장 교류전원 파형의 전부가 통전되는 경우를 100% 파형수 제어라고 하면, 4개의 파형(C)에서 3개의 파형(B)을 통전시키는 경우는 75%파형수제어가 된다. 또한, 3개의 파형(D) 중에서 1개의 파형(E)만을 통전시키는 경우는 33% 파형수제어가, 2개의 파형(F) 중에서 1개의 파형(G)을 통전시키는 경우는 50% 파형수 제어가 된다. 이런 방식으로 n개의 파형 중 통전시킬 파형을 결정함으로써 파형수 제어가 가능하다.

그런데, 이러한 파형수제어는 전원공급이 시작될 때 순간적으로 많은 전류, 즉 돌입전류가 흐르게 되며, 이는 복수의 발열부재와 같이 많은 발열량을 갖도록 설계된 정착유닛일수록 더 큰 돌입전류가 유발될 수 있다. 이러한 과도한 돌입전류는 과도한 전압변동을 유발시키고 그 결과 전등의 깜빡거림으로 알려진 플리커(flicker) 현상이 발생할 수 있다. 이러한 플리커 현상은 정착유닛의 오동작 및 심지어 상기 전원공급부 내의 회로의 파손에까지 이르게 할 수도 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 상기 파형수 제어에 의해 플리커 현상이 발생하는 것을 감소시키는 동시에 상기 위상제어에 의해 유발될 수 있는 소음을 줄일 수 있는 화상형성장치 및 상기 화상형성장치의 정착유닛 제어방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 화상형성장치의 현재모드에 따라 정착유닛을 효율적으로 제어할 수 있는 화상형성장치 및 상기 화상형성장치의 정착유닛 제어방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 복수의 발열부재를 구비한, 화상형성장치의 정착유닛의 제어방법에 있어서, 상기 화상형성장치의 현재모드를 검출하는 단계; 상기 현재모드가 대기모드인 경우, 상기 정착유닛에 공급되는 전원을 제어하기 위해 파형수제어를 선택하는 단계; 및 상기 복수의 발열부재에 동시에 공급되지 않도록 상기 파형수 제어에 따라 상기 전원을 하나의 발열부재에 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정착유닛 제어방법에 의해서 달성될 수 있다.

여기서, 상기 현재모드가 인쇄모드인 경우 위상제어 및 상기 파형수제어 중 적어도 하나에 따라 상기 전원을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 전원을 제어하는 단계는, 상기 정착유닛의 온도가 소정치 이하인 경우 상기 위상제어에 따라 상기 전원을 제어하는 단계; 상기 위상제어 수행 후 상기 파형수 제어에 따라 상기 전원을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 현재모드가 워밍업모드인 경우 위상제어 또는 상기 파형수제어에 따라 상기 전원을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 전원제어단계는, 상기 복수의 발열부재가 서로 시간차를 두고 OFF 상태에서 ON 상태로 전환되도록 마련될 수 있다.

여기서, 상기 하나의 발열부재에 인가할 상기 전원에 대한 제어가 끝나면, 나머지 발열부재에 인가할 상기 전원에 대한 제어를 시작되도록 마련될 수 있다.

그리고, 상기 파형수제어 선택단계는, 상기 정착유닛의 감지된 온도에 따라 다른 퍼센트(%)의 상기 파형수제어를 선택할 수 있다.

또한, 상기 복수의 발열부재 중 하나는 상기 정착유닛의 중앙부 온도를 기초로, 다른 하나는 상기 정착유닛의 단부 온도를 기초로 상기 전원을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 모드에 따른 상기 전원의 제어방식을 상기 화상형성장치의 표시부에 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 화상형성장치에 있어서, 복수의 발열부재를 구비하여 인쇄매체 상의 현상제를 정착시키는 정착유닛과; 상기 정착유닛에 전원을 공급하는 전원공급부와; 현재모드가 대기모드인 경우, 파형수 제어에 따라 상기 정착유닛에 상기 전원을 제어하고 상기 복수의 발열부재에 상기 전원이 동시에 공급되지 않도록 상기 제어된 전원을 하나의 발열부재에 인가하도록 상기 전원공급부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치에 의해서도 달성될 수 있다.

여기서, 상기 제어부는, 현재모드가 인쇄모드인 경우 위상제어 및 상기 파형수제어 중 적어도 어느 하나에 따라 상기 전원을 제어할 수 있다.

그리고, 상기 제어부는, 상기 정착유닛의 온도가 소정치 이하인 경우 상기 위상제어에 따라 상기 전원을 제어하고, 상기 위상제어 후 상기 파형수제어에 따라 상기 전원을 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 현재모드가 워밍업모드인 경우, 위상제어 또는 상기 파형수제어에 따라 상기 전원을 제어할 수 있다.

여기서, 상기 복수의 발열부재가 서로 시간차를 두고 OFF 상태에서 ON 상태로 전환될 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 하나의 발열부재에 인가할 상기 전원에 대한 제어가 끝나면, 나머지 발열부재에 인가할 상기 전원에 대한 제어를 시작할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 정착유닛의 감지된 온도에 따라 다른 퍼센트(%)의 상기 파형수제어를 적용하여 상기 전원을 제어할 수 있다.

그리고, 상기 제어부는, 상기 복수의 발열부재 중 하나는 상기 정착유닛의 중앙부 온도를 기초로, 다른 하나는 상기 정착유닛의 단부 온도를 기초로 상기 전 원을 제어할 수 있다.

여기서, 표시부를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 모드에 따른 상기 전원의 제어방식을 상기 표시부에 표시할 수 있다.

또한, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 화상형성장치에 있어서, 복수의 발열부재를 구비하여 인쇄매체 상의 현상제를 정착시키는 정착유닛; 상기 복수의 발열부재에 전원을 공급하는 전원공급부; 및 상기 화상형성장치의 현재상태에 따라, 상기 복수의 발열부재에 공급되는 전원을 복수의 제어모드 중 하나에 따라 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치에 의해서도 달성될 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 화상형성장치 및 상기 화상형성장치의 정착유닛 제어방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 돌입전류를 감소시켜 플리커 현상이 발생하는 것을 줄일 수 있다.

둘째, 위상제어 시 공진현상에 의한 소음이 발생하는 것을 줄일 수 있다. 특히, 대기모드와 같이, 정착유닛이 회전 구동되지 않아 조용한 조건하에서 상기 소음은 상대적으로 사용자에게 크게 느껴질 수 있으므로 대기모드에서 소음이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

셋째, 화상형성장치의 현재모드에 따라 파형수제어 및 위상제어를 적절히 사용함으로써 정착효율을 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화상 형성장치 및 화상형성장치의 정착유닛 제어방법을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치(100)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 토너(현상제)로 인쇄매체 상에 소망하는 가시화상을 형성하는 화상형성부(110)와; 상기 인쇄매체 상의 상기 현상제를 열과 압력으로 정착시키는 정착유닛(130)와; 상기 정착유닛(130)의 복수의 발열부재(138, 139)에 교류전원을 공급하는 전원공급부(120)와; 상기 전원공급부(120)를 제어하는 제어부(150)를 포함한다.

화상형성부(110)는 상담지체(미도시)와; 인터페이스부(170)를 통해 수신된 인쇄데이터에 따라 상기 상담지체(미도시)를 노광시켜 소망하는 화상에 대응하는 정전잠상을 형성시키는 노광유닛(미도시)과; 상기 정전잠상을 현상제로 현상하여 상기 상담지체 표면에 가시화상을 형성하는 현상유닛(미도시)과; 상기 상담지체 표면의 상기 가시화상을 인쇄매체로 전사시키는 전사유닛(미도시)을 포함한다.

여기서, 상담지체(미도시)는 감광드럼 및 감광벨트 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 노광유닛(미도시)은 레이저광을 상기 상담지체 표면에 주사하는 광주사유닛(Laser Scanning Unit: LSU)을 포함할 수 있다.

상기 정착유닛(130)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 정착벨트(132)와; 상기 정착벨트(132)를 가열하는 복수의 발열부재(138, 139)와; 상기 복수의 발열부재(138, 139)를 수용하는 히트롤러(133)와; 인쇄매체를 상기 히트롤러(133)를 향해 가압하는 프레스롤러(135)를 포함한다. 그리고, 상기 정착벨트(132), 상기 히트롤러(133) 및 상기 프레스롤러(135)를 수용하며, 상기 인쇄매체가 이송경로(P)를 따라 통과 가능하도록 상하측이 개방된 정착유닛 프레임(131)을 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 인쇄매체는 이송경로(P)를 따라 이송되면서 상기 정착벨트(132)에 의한 열과 상기 프레스롤러(135)에 의한 압력에 의해 상기 인쇄매체 상의 토너가 상기 인쇄매체에 정착된다.

상기 복수의 발열부재(138, 139)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제1발열부재(138) 및 제2발열부재(139)를 포함한다.

상기 제1 및 제2발열부재(138, 139)는 각각, 필라멘트(138c, 139c)와; 상기 필라멘트(138c, 139c)를 둘러싸는 유리관(138d, 139d)과; 상기 필라멘트(138c, 139c)의 양단에 각각 설치되어 상기 전원공급부(120)의 교류전원이 인가되는 전극브러쉬(138a, 138b, 139a, 139b)를 포함한다.

여기서, 상기 제1발열부재(138)는 길이방향을 따라 양단부가 전체 발열량 중 20%를 발열하고, 중앙부위에서 나머지 60%를 발열하도록 마련될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1발열부재(138)의 총 발열량이 700W(와트)라고 하면, 상기 양단부에서 각각 140W씩 발열하고 중앙부위에서 420W 발열하는 제1발열부재(138)가 마련될 수 있다. 이는 제1발열부재(138)의 필라멘트(138c)의 저항값을 상기 발열량에 대응하여 상기 길이방향을 따라 다르게 마련함으로써 구현될 수 있다. 보다 상세하게 설명하면, 상기 필라멘트(138c)의 중앙부위의 저항값이 그것의 양단부의 저항값보다 3배 크게 하는 경우, 상기 교류전류가 상기 필라멘트(138c)에 인가되면 중앙부위의 발열량이 양단부보다 3배 커지게 되어 상술한 발열량 분포를 갖는 제1발열부재(138)를 얻을 수 있다.

한편, 상기 제2발열부재(139)는 그것의 길이방향을 따라 양단단부가 전체 발 열량 중 35%를 발열하고, 중앙부위에서 나머지 30%를 발열하도록 마련될 수 있다. 이러한 발열량 분포는 상술한 바와 같이, 상기 제2발열부재(139)의 상기 필라멘트(139c)의 저항값을 상기 길이방향을 따라 다르게 마련함으로써 구현될 수 있다.

여기서, 상기 제1발열부재(138) 및 상기 제2발열부재(139)는 할로겐 램프로서 마련될 수 있다. 보다 상세하게 설명하면, 상기 제1 및 제2발열부재(138, 139)는 각각 별개의 유리관(138d, 139d) 내부에 각각의 필라멘트(138c, 139c)가 배열된 2개의 발열부재(138, 139)일 수 있다. 이외에도, 하나의 유리관에 복수의 필라멘트가 병렬적으로 배치되는 경우에도 복수의 발열부재로 볼 수 있다. 즉, 복수의 발열부재는 그 형상에 구애됨 없이 서로 독립적으로 발열 가능한 2개 이상의 부재를 의미한다.

상기 프레스롤러(135)는 미도시된 탄성부재에 의해 후술할 가이드부재(136)를 향해 탄성바이어스 된다. 상기 탄성부재(미도시)가 상기 프레스롤러(135)의 양단에 배치되어 상기 프레스롤러(135)를 탄성바이어스 시키는 경우에는 상기 프레스롤러(135)의 중앙부에서 가압력이 상기 양단부에서의 그것보다 작다. 이에 따라, 상기 중앙부에 대응하는 인쇄매체 부분에서 토너 정착성이 떨어질 수 있다. 그런데, 상기 제1발열부재(139)처럼 상기 가압력이 낮은 상기 중앙부에서 발열량이 크도록 발열부재를 설계함으로써 상기 중앙부에서 토너 정착성이 떨어지는 것을 보완할 수 있다.

여기서, 상기 정착유닛(130)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 정착벨트(132) 내부에 배치된 가이드롤러(134) 및 가이드부재(136)는 더 포함할 수 있다.

가이드롤러(134)는 상기 히트롤러(133)와 나란하게 배치되어 상기 정착벨트(132)의 회전을 가이드 하며, 미도시된 구동모터에 의해 회전 구동되어 상기 정착벨트(132)를 회전시킨다.

상기 가이드부재(136)는 상기 히트롤러(133)와 상기 가이드롤러(134) 사이에 배치되며, 상기 프레스롤러(135)에 대향하는 면(136a)이 상기 프레스롤러(135)의 외주면에 대응하는 원주면으로 마련되어 양호한 정착닙(N)이 형성되게 한다.

한편, 상기 전원공급부(120)는 외부의 상용교류전원을 상기 정착유닛(130)의 상기 복수의 발열부재(138, 139)로 공급할 교류전원으로 변환한다. 이렇게 변환된 교류전원은 상기 제어부(150)에 의해 제어되어 상기 복수의 발열부재(138, 139)로 공급된다.

상기 제어부(150)는, 현재 상기 화상형성장치(100)가 어느 모드에 있는 지를 확인하여, 상기 확인된 모드에 따라 상기 전원공급부(120)를 제어한다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 제어부(150)는, 현재모드가 대기모드인 경우, 상기 복수의 발열부재(138, 139)가 동시에 ON되지 않도록 파형수제어에 따라 상기 교류전원을 제어하며 상기 제어된 상기 교류전원을 상기 복수의 발열부재로 공급하도록 상기 전원공급부(120)를 제어한다.

여기서, 대기모드에서는 상기 프레스롤러(135), 상기 히트롤러(133), 상기 가이드롤러(134) 및 상기 정착벨트(132)는 정지상태에 있고 상기 발열부재(138, 139)만 작동된다. 상기 제어부(150)는 상기 인터페이스부(134)로부터 인쇄명령이 없는 경우에 상기 대기모드로 진입하도록 할 수 있으며, 대기모드로의 진입 여부를 판단하는 조건은 다양하게 마련될 수 있다.

구체적으로 예를 들어 설명하면, 상기 제어부(150)는 도 8에 도시된 바와 같이. 상기 전원공급부(120)로부터의 교류전원의 파형(K)에서 3개의 반파장 파형(L) 중에서 첫번째 반파장(I)에 해당하는 교류전원만을 통전시키는 방식으로 파형수제어를 수행하고 이렇게 제어된 제1교류전원(M)을 상기 제1발열부재(138)에 인가한다.

그리고, 상기 제어부(150)는 상기 전원공급부(120)로부터의 교류전원의 파형(K)에서 3개의 반파장 파형(L) 중에서 맨 마지막, 즉 세 번째 반파장(Ⅲ)에 해당하는 교류전원만을 통전시키는 방식으로 파형수 제어를 수행할 수 있고, 이렇게 제어된 제2교류전원(Q)을 상기 제2발열부재(139)에 인가한다.

이에 따라, 상기 제1교류전원(M) 및 상기 제2교류전원(Q)이 동일한 시간에 상기 제1 및 제2발열부재(138)(139)에 인가되지 않게 되어 돌입전류를 줄일 수 있다. 또한, 돌입전류가 작아지게 되므로 기기의 오작동 및 파손 가능성을 줄일 수 있다.

여기서, 상기 제1교류전원(M)과 상기 제2교류전원(Q) 사이에는 상기 교류전원(K)의 주기(T)의 반, 즉 반주기(T/2)만큼의 시간차가 존재한다. 이는 상기 반주기만큼의 시간차를 두고 상기 제1 및 제2발열부재(138)(139)가 OFF상태에서 ON상태로 전환되는 것을 의미하며 돌입전류를 더욱 낮출 수 있는 효과가 있다. 여기서, 발열부재(138, 139)의 ON/OFF는 각각 교류전류가 발열부재에 인가/차단되는 것을 의미한다.

물론, 상기 제1교류전원(M)과 상기 제2교류전원(Q) 사이에는 시간차가 없을 수도 있다, 가령, 상기 3개의 반파장 파형(L) 중에서 2번째 반파장(Ⅱ)에 해당하는 교류전원만을 통전시키는 방식의 파형수 제어를 수행하는 경우, 상기 제1교류전원(M)과 상기 파형수 제어에 의한 제2교류전원 간에는 시간차가 존재하지 않을 것이다. 즉, 상기 제1 및 제2발열부재(138)(139) 중 어느 하나가 ON상태로 전환되는 것을 의미하며 돌입전류를 더욱 낮출 수 있는 효과가 있다.

여기서, 상기 대기모드에서 상기 제1 및 상기 제2발열부재(138)(139)는 도 9에 도시된 바와 같은 타이밍으로 ON/OFF 되도록 제어될 수 있다. 보다 상세하게 설명하면, 제1발열부재(138) 및 제2발열부재(139)는 어느 하나가 ON 되는 경우 다른 하나는 OFF되고, 어느 하나가 OFF되는 경우 다른 하나는 ON 또는 OFF된다. 즉, 상기 제1 및 제2발열부재(138)(139)는 동시에 ON되지 않도록 제어된다.

한편, 이상에서는 33% 파형수 제어를 수행하여 상기 대기모드에서 상기 제1 및 제2발열부재(138, 139)가 동시에 ON되지 않도록 제어하는 것을 설명하였다. 상기 제1 및 제2발열부재(138, 139)가 동시에 ON되지 않도록 제어하는 것의 다른 예로서 상기 제어부(150)는 상기 제1 및 제2발열부재(138, 139) 중 어느 하나를 먼저 우선적으로 전원 제어하여 전원을 공급하고 전원공급이 완료된 다음에, 다른 하나에 전원제어를 수행하여 전원을 공급할 수도 있다.

보다 상세하게 설명하면, 제1발열부재(138)는 도 7에 도시된 바와 같이, 중앙부위의 발열량이 크기 때문에 정착유닛(130)의 중앙부의 온도에 따라 제어하고, 제2발열부재(139)는 정착유닛(130)의 단부의 온도에 따라 제어될 수 있다.

정착유닛(130)의 중앙부의 감지된 온도가 설정온도 보다 낮은 경우, 파형수 제어하여 상기 제1발열부재(138)에 전원을 공급한다. 이 때, 중앙부의 감지된 온도가 설정온도에 근접하는 정도에 따라 파형수의 퍼센트(%)가 다르도록 제어할 수 있다. 가령, 설정온도가 180도라고 하고 현재 감지된 온도가 174도라고 하면 80% 파형수 제어에 의해 상기 제1발열부재(138)에 전원을 공급하고, 현재 감지된 온도가 178도라면 50% 파형수 제어에 의해 상기 제1발열부재(138)에 전원을 공급하도록 제어할 수도 있다. 그리고, 감지된 온도가 설정온도인 180도 이상이 되면 상기 전원을 중단한다.

반면, 정착유닛(130)의 단부의 감지된 온도가 설정온도 보다 낮은 경우, 파형수 제어하여 상기 제2발열부재(138)에 전원을 공급한다.

만약, 상기 정착유닛(130)의 중앙부 및 단부가 모두 설정온도 보다 낮은 경우에는, 제1 및 제2발열부재(138, 139) 중 어느 하나를 우선적으로 설정온도까지 승온시키고 설정온도 이상으로 승온되면 그것으로의 전원공급을 중단한다. 그 후, 나머지 발열부재를 설정온도까지 승온시킨다. 이에 따라, 상기 제1발열부재(138)가 일정시간 동안 ON된 후에 상기 제2발열부재(139)가 다시 일정시간 동안 ON될 수 있다.

이런 방식으로 상기 대기모드에서 상기 제1 및 제2발열부재(138, 139)가 동시에 ON되지 않도록 하면서 파형수 제어를 수행할 수 있다.

이에 의해, 상기 대기모드에서 위상제어를 사용하지 않음으로써 공진에 의해 소음이 발생하는 것을 막을 수 있는 동시에, 복수의 발열부재 중 어느 하나만을 ON시킴으로써 돌입전류도 낮출 수 있어 기기의 오작동도 방지할 수 있다.

참고로, 이상에서 상기 제1 및 제2발열부재(138, 139)가 동시에 ON되지 않도록 제어하는 것을 설명하였는데, 제어알고리즘 상에서는 제1 및 제2발열부재(138, 139)가 동시에 ON되지 않도록 제어하였음에도 불구하고 타임 딜레이, 시스템의 비선형적인 원인 등에 의해 일부구간에서 상기 제1 및 제2발열부재(138, 139)가 동시에 ON되는 구간이 존재할 수도 있다. 즉, 상기 제1 및 제2발열부재(138, 139)가 ON되는 구간이 오버랩될 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 화상형성장치(100)는 상기 정착유닛(130)의 온도를 감지하는 온도감지부(140)를 더 포함할 수 있다.

온도감지부(140)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 정착벨트(132)의 표면에 접촉되어 상기 정착벨트(132)의 온도를 감지할 수 있다. 여기서, 상기 온도감지부(140)는 상기 정착벨트(132)의 온도를 감지하는 것으로 설명하였으나, 필요에 따라서는, 발열부재(138, 139) 각각의 온도 또는 히트롤러(133) 표면 온도를 감지하도록 마련될 수도 있다. 이 경우, 상기 정착벨트(132)의 온도를 간접적으로 추정할 수 있다.

상기 온도감지부(140)는 상기 정착유닛(130)의 상기 정착벨트(132)의 중앙부 및 단부의 온도를 각각 감지하도록 마련될 수도 있다.

상기 제어부(150)는, 상기 현재모드가 상기 대기모드인 경우, 상기 온도감지부(140)에 의해 감지된 온도가 소정의 대기온도에 있도록 상기 파형수제어에 따라 제어된 교류전원이 상기 복수의 발열부재(138, 139)에 인가되도록 상기 전원공급부(120)를 제어할 수 있다. 이 경우, 상술한 바와 같이, 상기 복수의 발열부재(138, 139)가 동시에 ON되지 않도록 상기 전원공급부(120)를 제어함은 물론이다. 즉, 상기 복수의 발열부재(138, 139)를 동시에 ON시키지 않도록 상기 교류전원을 파형수 제어를 하면서, 상기 정착벨트(132)의 온도를 상기 대기온도로 유지하도록 상기 전원공급부(120)를 제어한다.

한편, 상기 제어부(150)는, 현재모드가 워밍업모드인 경우, 상술한 위상제어 및 상기 파형수제어 중 적어도 어느 하나에 따라 상기 교류전원을 제어하도록 상기 전원공급부(120)를 제어한다.

여기서, 상기 워밍업모드는 상기 화상형성장치(100)에 처음으로 전원이 공급되거나 잼(Jam), 커버열림(Cover Open) 등의 에러 상태에서 복구되거나 절전모드에서 복귀되는 상황에서 수행될 수 있다. 상기 워밍업 모드에서는 상기 대기모드에서 정지상태에 있던 상기 프레스롤러(135), 상기 히트롤러(133), 상기 가이드롤러(134) 및 상기 정착벨트(132)가 회전 구동되며 상기 정착벨트(132)의 온도가 상기 대기온도에서 후술할 정착목표온도까지 승온 되는 동작이 수행된다.

참고로, 절전모드는 상기 대기모드 하에서 소정시간 동안 인쇄명령이 없는 경우에 수행될 수 있으며 전원소모를 최소화하는 모드이다. 상기 정착유닛(130)을 회전구동하지 않음은 물론이고, 상기 정착유닛(130)의 발열부재(138, 139)에도 전원을 공급하지 않는다.

상기 화상형성장치(100)의 모드 전환을 예로 들면, 화상형성장치(100)에 처 음으로 전원이 공급되면서 워밍업모드 -> 대기모드 -> 인쇄모드 -> 대기모드 -> 절전모드 -> 워밍업모드 -> 대기모드 등의 순서로 그 모드가 전환될 수 있다.

한편, 상기 제어부(150)는, 현재모드가 인쇄모드인 경우, 상술한 위상제어 및 상기 파형수제어에 따라 상기 교류전원을 제어하도록 상기 전원공급부(120)를 제어한다.

여기서, 상기 인쇄모드는 인쇄매체에 인쇄가 이루어지는 과정을 포함한다. 상기 인쇄과정은 인쇄매체를 픽업하는 것에서부터 시작하며, 상기 픽업된 인쇄매체가 상기 화상형성부(110) 및 상기 정착유닛(130)를 통과하면서 상기 인쇄매체에 화상이 정착되고, 상기 화상이 정착된 인쇄매체가 배출롤러(도 5의 170)에 의해 외부로 배출되는 것으로 종료된다.

또한, 상기 인쇄모드에서 인쇄과정의 개시 및 인쇄과정의 종료는 다르게 설정될 수도 있으며, 가령, 상술한 광주사유닛(LSU)이 작동되는 때를 인쇄 개시로 보고 내의 각 롤러(도 5의 170, 132, 133, 135)를 회전구동시키는 구동부가 정지 될 때를 인쇄종료로 볼 수도 있다.

도 10은 본 발명에 따른 화상형성장치(100)의 각 모드 별로 상기 위상제어 및 상기 파형수제어 중 어느 것에 따라 상기 발열부재(138, 139)에 인가될 상기 교류전원을 제어하는 지를 도시한 것이다.

필요에 따라서는, 상기 각 모드에 따른 상기 전원의 제어방식(위상제어 또는 파형수제어)을 상기 화상형성장치의 표시부(미도시)에 표시할 수도 있다. 상기 인쇄모드와 같이, 위상제어 및 파형수 제어가 같이 적용될 수 있는 경우에는 시간의 경과에 따라 현재 수행되고 있는 전원제어방식을 상기 표시부에 표시할 수도 있다. 여기서, 상기 표시부(미도시)는 LCD 패널을 포함할 수 있다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(150)는 상기 정착유닛(130)에 인가될 교류전원을 파형수 제어하는 파형수제어부(153), 위상제어하는 위상제어부(155)를 포함할 수 있다.

상기 제어부(150)는 현재모드가 대기모드, 워밍업모드 및 인쇄모드 중 어디에 해당하는 지를 판단하고, 각 모드에 따라 상기 파형수제어부(153) 및 상기 위상제어부(155) 중 적어도 어느 하나가 동작하도록 제어할 수 있다.

보다 상세하게 설명하면, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(150)는 상기 워밍업모드에서는 상기 위상제어부(155) 및 상기 파형수제어부(153)를 각각 ON/OFF 시킨다. 그리고, 상기 대기모드에서는 상술한 바와 같이, 상기 위상제어부(155) 및 상기 파형수제어부(153)를 각각 OFF/ON 시킨다. 또한, 상기 인쇄모드에서는 상기 위상제어부(155) 및 상기 파형수제어부(153)를 동시에 ON시킨다. 즉, 상기 인쇄모드에서는 상기 정착유닛(130, 정확하게는 발열부재(138, 139))에 인가될 상기 교류전원을 상기 위상제어 및 상기 파형수 제어한다.

여기서, 상기 워밍업모드에서는 상기 파형수제어부(153)를 OFF시킨다고 하였으나, 필요에 따라서는 ON시킬 수도 있다. 필요에 따라서는, 상기 위상제어부(155) 및 상기 파형수제어부(153)를 둘 다 ON시킬 수 있다.

한편, 상기 워밍업모드 및 상기 인쇄모드에서도 필요에 따라서, 상기 복수의 발열부재(138, 139)가 동시에 ON되지 않도록 제어할 수도 있다.

이하에서는, 도 11을 참조하여 상기 인쇄모드에서의 상기 복수의 발열부재(138, 139)에 인가되는 교류전원의 제어방법을 설명하기로 한다.

인쇄모드인 경우, 상기 온도감지부(140)로부터 감지된 온도가 소정의 정착목표온도를 기준으로 소정범위 내에 존재하도록 상기 전원공급부(150)를 제어한다. 여기서, 정착목표온도를 기준으로 하부 경계치를 정착온도 하한, 상부 경계치를 정착온도 상한이라고 하기로 한다.

도 11에 도시된 바와 같이, 상기 온도감지부(140)에 의해 감지된 온도가 상기 정착온도 하한이하인 경우, 즉, t1 시간동안, 상기 위상제어가 수행된다.

상기 감지온도가 상기 정착온도 하한 이상인 경우, 소정시간 t2동안 상기 파형수제어가 수행된다.

상기 소정시간 t2 경과 후에는 소정시간 t3동안 상기 위상제어 및 상기 파형수 제어가 모두 OFF된다. 즉, 상기 정착유닛(130)의 상기 발열부재(138, 139)로 상기 교류전원이 인가되지 않는 OFF 상태로 된다.

소정시간 t3경과 후, 상기 위상제어를 t4시간동안 수행하고, t5시간동안 파형수제어를 수행한다.

여기서, 파형수제어를 수행하는 중에 상기 감지온도가 상기 정착목표온도를 초과하는 경우에는 상기 파형수제어를 OFF한다. 즉, 상기 파형수제어 및 상기 위상제어를 모두 OFF한다.

한편, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 파형수제어를 수행하기에 앞서 상기 위상제어를 먼저 수행함으로써 돌입전류를 줄일 수 있다. 이 경우, 상기 돌입전류 를 줄이기 위해 상기 반파장 교류전원의 위상을 작게 초핑하도록 상기 교류전원을 위상제어 할 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 33% 이하의 초핑구간으로 상기 반파장 교류전원의 위상을 초핑할 수 있다.

여기서, 도 11은 일례에 불과하고 상기 파형수 제어 및 상기 위상제어를 사용하여 다양한 방식으로 상기 인쇄모드에서 상기 정착유닛(130)를 제어할 수 있다.

이상에서, 상기 정착유닛(130)가 정착벨트(132)를 사용하는 벨트 타입으로 설명하였으나, 필요에 따라서는 상기 정착벨트(132) 없이 상기 히트롤러(133) 및 상기 프레스롤러(135)가 서로 직접 접촉하는 롤러타입으로 마련될 수 있다. 이 경우, 상술한 가이드부재(136) 및 가이드롤러(134)도 함께 생략될 수 있다.

이하에서는, 도 3 및 도 12를 참조하여, 본 발명에 따른 화상형성장치의 정착유닛 제어방법에 대해서 설명한다.

상기 화상형성장치(100)의 현재모드가 대기모드인지 판단한다(S10). 여기서, 상기 S10단계에 앞서 상기 화상형성장치(100)의 현재모드를 검출하는 단계가 더 포함될 수 있다.

상기 대기모드인 경우(S10의 YES), 상기 화상형성장치(100)의 상기 정착유닛(130)의 복수의 발열부재가 동시에 ON되지 않도록 하면서 파형수 제어에 따라 교류전원을 제어한다(S20).

상기 대기모드가 아닌 경우(S10의 NO), 현재모드가 인쇄모드인지를 판단한다(S30). 상기 현재모드가 상기 인쇄모드인 경우(S30의 YES), 상기 위상제어 및 상기 파형수 제어 중 적어도 어느 하나에 따라 상기 교류전원을 제어한다(S40).

인쇄모드가 아닌 경우(S30의 NO), 현재모드가 워밍업모드인지를 판단한다(S50). 워밍업모드에 해당하는 경우(S50의 YES), 위상제어 또는 파형수 제어에 따라 상기 교류전원을 제어한다(S60). 필요에 따라서, 상기 워밍업모드인 경우, 상기 인쇄모드인 경우와 같이 상기 위상제어 및 상기 파형수 제어를 동시에 사용하여 상기 교류전원을 제어할 수도 있다.

현재모드가 상기 워밍업모드가 아닌 경우(S50의 NO), 다시 상술한 S10단계 내지 S40단계를 반복한다.

현재모드가 상기 대기모드, 상기 인쇄모드 및 상기 워밍업모드 중 어느 하나에 해당되어 그에 따라 교류전원을 제어한 후, 상기 교류전원을 상기 복수의 발열부재 중 적어도 어느 하나에 인가한다(S70).

한편, 상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

도 1 및 도 2는, 각각 위상제어 및 파형수제어의 개념을 설명하기 위한 도면,

도 3은, 본 발명에 따른 화상형성장치의 블록도,

도 4는, 도 3의 화상형성장치의 정착유닛의 개략 사시도,

도 5는, 도 4의 정착유닛의 요부 단면도,

도 6은, 도 4의 정착유닛의 복수의 발열부재의 평면도,

도 7은, 도 6의 복수의 발열부재의 발열량 분포를 설명하기 위한 개략 평면도,

도 8은, 도 6의 복수의 발열부재에 각각 인가되는 제1교류전원 및 제2교류전원을 도시한 도면,

도 9는, 도 3의 화상형성장치의 대기모드에서의 복수의 발열부재의 ON/OFF 타이밍도,

도 10은, 도 3의 화상형성장치의 모드에 따른 위상제어 및 파형수제어 방법을 도시한 도면,

도 11은, 도 3의 화상형성장치의 인쇄모드에서의 정착유닛 제어 타이밍도,

도 12는, 본 발명의 화상형성장치의 정착유닛 제어방법에 따른 순서도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 화상형성장치 110: 화상형성부

120: 전원공급부 130: 정착유닛

131: 정착유닛 프레임 132: 정착벨트

133: 히트롤러 134: 가이드롤러

135: 프레스롤러 136: 가이드부재

138: 제1발열부재 139: 제2발열부재

140: 온도감지부 150: 제어부

153: 파형수제어부 155: 위상제어부

170: 인터페이스부

Claims (19)

1. 복수의 발열부재를 구비한, 화상형성장치의 정착유닛의 제어방법에 있어서,

   상기 화상형성장치의 현재모드를 검출하는 단계;

   상기 현재모드가 대기모드인 경우, 상기 정착유닛에 공급되는 전원을 제어하기 위해 소정구간 내에 단위파형의 개수를 조절하는 파형수제어를 선택하는 단계; 및

   상기 복수의 발열부재에 동시에 공급되지 않도록 상기 파형수 제어에 따라 상기 전원을 하나의 발열부재에 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정착유닛 제어방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 현재모드가 인쇄모드인 경우 위상제어 및 상기 파형수제어 중 적어도 하나에 따라 상기 전원을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정착유닛 제어방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 전원을 제어하는 단계는,

   상기 정착유닛의 온도가 소정치 이하인 경우 상기 위상제어에 따라 상기 전원을 제어하는 단계;

   상기 위상제어 수행 후 상기 파형수 제어에 따라 상기 전원을 제어하는 단계 를 포함하는 것을 특징으로 하는 정착유닛 제어방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 현재모드가 워밍업모드인 경우 위상제어 또는 상기 파형수제어에 따라 상기 전원을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정착유닛 제어방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 전원제어단계는,

   상기 복수의 발열부재가 서로 시간차를 두고 OFF 상태에서 ON 상태로 전환되는 것을 특징으로 하는 정착유닛 제어방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 하나의 발열부재에 인가할 상기 전원에 대한 제어가 끝나면, 나머지 발열부재에 인가할 상기 전원에 대한 제어를 시작하는 것을 특징으로 하는 정착유닛 제어방법.
7. 제1항에 있어서,

   상기 파형수제어 선택단계는, 상기 정착유닛의 감지된 온도에 따라 다른 퍼센트(%)의 상기 파형수제어를 선택하는 것을 특징으로 하는 정착유닛 제어방법.
8. 제1항에 있어서,

   상기 복수의 발열부재 중 하나는 상기 정착유닛의 중앙부 온도를 기초로, 다른 하나는 상기 정착유닛의 단부 온도를 기초로 상기 전원을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정착유닛 제어방법.
9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 현재모드에 따른 상기 전원의 제어방식을 상기 화상형성장치의 표시부에 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정착유닛 제어방법.
10. 화상형성장치에 있어서,

    복수의 발열부재를 구비하여 인쇄매체 상의 현상제를 정착시키는 정착유닛과;

    상기 정착유닛에 전원을 공급하는 전원공급부와;

    현재모드가 대기모드인 경우, 소정구간 내에 단위파형의 개수를 조절하는 파형수제어에 따라 상기 정착유닛에 상기 전원을 제어하고 상기 복수의 발열부재에 상기 전원이 동시에 공급되지 않도록 상기 전원을 하나의 발열부재에 인가하도록 상기 전원공급부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
11. 제10항에 있어서,

    상기 제어부는,

    현재모드가 인쇄모드인 경우 위상제어 및 상기 파형수제어 중 적어도 어느 하나에 따 상기 전원을 제어하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
12. 제11항에 있어서,

    상기 제어부는,

    상기 정착유닛의 온도가 소정치 이하인 경우 상기 위상제어에 따라 상기 전원을 제어하고, 상기 위상제어 후 상기 파형수제어에 따라 상기 전원을 제어하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
13. 제10항에 있어서,

    상기 제어부는,

    상기 현재모드가 워밍업모드인 경우, 위상제어 또는 상기 파형수제어에 따라 상기 전원을 제어하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 복수의 발열부재가 서로 시간차를 두고 OFF 상태에서 ON 상태로 전환되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
15. 제10항에 있어서,

    상기 제어부는, 상기 하나의 발열부재에 인가할 상기 전원에 대한 제어가 끝 나면, 나머지 발열부재에 인가할 상기 전원에 대한 제어를 시작하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
16. 제10항에 있어서,

    상기 제어부는, 상기 정착유닛의 감지된 온도에 따라 다른 퍼센트(%)의 상기 파형수제어를 적용하여 상기 전원을 제어하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
17. 제10항에 있어서,

    상기 제어부는, 상기 복수의 발열부재 중 하나는 상기 정착유닛의 중앙부 온도를 기초로, 다른 하나는 상기 정착유닛의 단부 온도를 기초로 상기 전원을 제어하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
18. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

    표시부를 더 포함하며,

    상기 제어부는, 상기 현재모드에 따른 상기 전원의 제어방식을 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
19. 화상형성장치에 있어서,

    복수의 발열부재를 구비하여 인쇄매체 상의 현상제를 정착시키는 정착유닛;

    상기 복수의 발열부재에 전원을 공급하는 전원공급부; 및

    상기 화상형성장치의 현재상태에 따라, 상기 복수의 발열부재에 공급되는 전원을 위상제어 또는 소정구간 내에 단위파형의 개수를 조절하는 파형수제어 중 적어도 어느 하나에 따라 제어하고, 대기모드에서는 상기 파형수제어에 따라 전원을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.

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