KR101278157B1

KR101278157B1 - 화상형성장치

Info

Publication number: KR101278157B1
Application number: KR1020070007847A
Authority: KR
Inventors: 김진실
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-01-25
Filing date: 2007-01-25
Publication date: 2013-06-27
Also published as: CN101271313A; CN101271313B; US7761016B2; EP1950628A3; EP1950628A2; KR20080070174A; EP1950628B1; US20080181632A1

Abstract

본 발명은 화상형성장치에 관한 것으로, 특히 본 발명은 정착기의 과열을 차단하는 제1과열차단부 외에 추가적으로 정착기의 과열을 차단할 수 있는 제2과열차단부를 마련하고, 이 제2과열차단부가 마이컴 A/D포트의 손상시 상승하는 A/D포트전압에 의해 작동하여 정착기를 오프시킬 수 있도록 구성함으로써 마이컴의 A/D 포트 고장으로 인해 발생하는 정착기의 과열을 방지할 수 있어 정착기가 지나치게 과열되어 써모스탯이 끊어지거나 정착기가 눌러 붙는 것을 방지할 수 있다.

이를 위해 본 발명은 정착기의 과열을 방지하는 화상형성장치에 있어서, 정착기의 온도를 감지하는 온도감지부와, 이 온도감지부에 의해 감지된 감지전압과 미리 설정된 기준전압을 비교하여 정착기의 과열시 정착기를 오프시키는 제1과열차단부와, 온도감지부에 의해 감지된 감지전압을 A/D포트를 통해 입력받아 정착기가 일정온도를 유지하도록 정착기를 온 또는 오프 제어하는 제어부와, 온도감지부에 의해 감지된 감지전압과 상기 A/D포트의 전압을 비교하여 A/D포트의 손상시 정착기를 오프시키는 제2과열차단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

화상형성장치{IMAGE FORMING APPARATUS}

도 1은 종래 화상형성장치의 개략적인 회로도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치의 개략적인 제어블록도이다.

도 3은 도 2의 화상형성장치의 개략적인 회로도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

10 : 온도감지부 20 : 제1과열차단부

21 : 제1비교부 30 : 제어부

31 : 마이컴 32 : 제1스위칭부

40 : 제2과열차단부 41 : 제2비교부

42 : 제2스위칭부

본 발명은 화상형성장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화상형성장치내에 마련된 정착기의 정착 과열시 시스템을 보호할 수 있는 화상형성장치에 관한 것이다.

일반적으로, 화상형성장치는 감광드럼의 주위에 대전기, 노광기으로서의 레 이저스캐닝유닛, 현상기, 전사기, 정착기 등을 구비한다. 대전기를 통해 대전된 감광드럼의 표면은 레이저스캐닝유닛에 의해 노광되어 정전잠상이 형성된다. 현상기는 정전잠상을 토너화상으로 현상하고, 이 토너화상은 전사기에 의해 기록매체로 전사된다. 기록매체로 전사된 토너화상은 정착기에 의해 정착된 후 외부로 반송된다.

상기한 정착기는 토너화상이 전사된 용지를 가열하여 그 용지 상의 분말 상태의 토너화상을 일시적으로 용융시켜서 그 용지에 융착시킨다. 이를 위해 정착기는 토너를 종이에 융착시키는 정착롤러와, 이 정착롤러를 향해서 상기 용지를 미는 가압롤러를 구비한다. 정착롤러는 내부 중앙에 발열램프가 설치되며, 이 발열램프로부터 복사열에 의해 가열된다.

ㅇ 정착롤러의 일측에는, 정착롤러의 외주면상에 접촉하도록 마련되어 정착롤러의 표면온도를 측정하는 서미스터(Thermistor)와 정착롤러의 표면온도가 설정값을 넘었을 때 발열램프로의 전원을 차단하는 써머스탯(Thermostat)이 설치되어 있다. 서미스터는 정착롤러의 표면온도를 측정하여 화상 형성 장치의 마이컴으로 전송하며, 이 마이컴은 측정된 정착롤러의 표면온도에 따라 발열램프에 공급되는 전력을 제어하여 정착롤러의 표면온도를 정착에 필요한 일정 온도범위 내로 유지시킨다. 또한, 써머스탯은 정착롤러의 온도가 한계 설정치 보다 높을 때 내부 단자가 개방되어 발열램프에 공급되는 전원을 차단시킨다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 화상형성장치는 정착롤러의 표면온도를 감지하는 서미스터(R4)와, 이 서미스터(R4)에 의해 감지된 전압값을 A/D 변환하여 읽어 들이는 마이컴의 A/D포트(THERM _IN)와, 읽어 들인 전압값(Vadc2)을 롬(ROM)에 기저장된 정착테이블과 비교하여 발열램프를 온 또는 오프 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 출력포트(nFUSER_EN)와, 이 제어신호에 의해 턴 온 또는 턴 오프되는 트랜지스터(Q2)와, 서미스터(R4)의 개방(open)을 감지하는 트랜지스터(Q1)와, 정착롤러의 과열시 발열램프를 오프시키는 비교기(U1A)를 포함하여 이루어진다.

상기한 화상형성장치의 작동을 살펴보면, 마이컴은 A/D포트(THERM_IN)를 통해 서미스터(R4)에 의해 감지된 전압값을 A/D 변환하여 읽어 들인다. 마이컴은 이 값을 롬(ROM)에 이미 저장된 정착테이블과 비교하여 발열램프를 온 시킬지 오프 시킬지를 판단하고, 그에 해당하는 값을 출력포트(nFUSER_EN)로 출력한다. 서미스터(R4)에 의해 감지된 전압값은 비교기(U1A)의 비 반전단자인 "+"단자에 입력되고 반전단자인 "-"단자의 기준값(reference value)과 비교하여 "+"단자 입력이 "-"단자 기준값 이하이면, 로우(Low)신호를 출력하고, "+"단자 입력이 "-"단자 기준값을 초과하면, 하이(High)신호를 출력한다. 여기서 특정 온도대역의 전압값을 기준값 회로로 구성하여 가용 온도 대역에서 제어되는 정상동작 상태에서는 비교기 출력이 하이신호가 되며, 그 반대인 비 정상동작 상태에서는 로우신호가 된다. 따라서, 비교기 출력이 하이신호일 때에는 마이컴의 출력포트(nFUSER_EN)의 출력값에 의해 발열램프가 온 또는 오프된다. 하지만, 비교기 출력이 로우신호일 때에는 마이컴의 출력포트(nFUSER_EN)의 출력값에 상관없이 발열램프가 오프되게 된다. 이때, 서미스터(R4)에 접속된 트랜지스터(Q1)는 서미스터(R4)가 개방된 경우 턴 오프되어 비교기 출력을 로우신호로 전환시켜 발열램프의 연속 온의 위험을 막는다.

종래 화상형성장치의 문제점은 마이컴의 A/D포트가 제어 불능상태가 되어 A/D포트에서 일정 전압이 인가될 경우 Vadc2 전압이 Vadc1과 달리 높은 전압대를 형성하며 댐핑저항(R3)을 통해 비교기 비 반전부 "+"단에 인가되는 전압이(Vadc1) 원래 전압보다 높게 유기되어(즉, 정상조건에서는 Vadc1과 Vadc2가 같은 레벨을 가져야 하지만 Vadc2가 Vadc1보다 전압값이 높아 Vadc1의 레벨상승을 가져오고, 이때 비교기를 통해 비교되는 전압값은 Vadc1값이 높아졌으므로) 비교기 반전부 "-"단에 인가되는 전압(기준전압)보다 높게 되어 정상상태로 인식되므로 비교기를 통한 발열램프의 온 또는 오프 제어가 불가능하다는 점이다. 예를 들어, 마이컴의 A/D포트가 외부 요인에 의해 손상을 입어 정착롤러의 온도가 뜨거운 상황에서도 비교기(U1A)의 "+"단의 전압값이 "-"단 기준전압보다 높아 비교기를 통한 하드웨어 제어가 동작하지 않아 발열램프가 오프되지 않고, 마이컴의 출력포트(nFUSER_EN)에 의한 트랜지스터(Q2)의 무한 턴 온 시에는 써모스탯이 끊어지기 전까지는 발열램프에 AC전원이 계속 인가되어 정착롤러가 계속해서 가열된다. 또한, 비교기가 로우 출력을 하더라도 정착롤러의 온도 상승곡선 대비 반응 시간이 늦어 정착롤러가 열에 의하여 늘러 붙거나 써모스탯이 끊어져 사용자에게는 서비스를 받아야 하는 상황이 발생하게 된다.

따라서, 마이컴의 A/D포트의 손상으로 인해 이상 동작이 발생할 경우, 마이컴의 정상 제어 유무에 상관없이 발열램프를 오프시켜 정착롤러가 눌러 붙거나 써모스탯이 끊어져 사용자에게 불편을 초래하는 상황을 막을 필요가 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 마이컴의 A/D포트 손상으로 인해 발생되는 정착기의 과열을 방지할 수 있는 화상형성장치를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 화상형성장치는 정착기의 과열을 방지하는 화상형성장치에 있어서, 상기 정착기의 온도를 감지하는 온도감지부와, 상기 온도감지부에 의해 감지된 감지전압과 미리 설정된 기준전압을 비교하여 상기 정착기의 과열시 상기 정착기를 오프시키는 제1과열차단부와, 상기 온도감지부에 의해 감지된 감지전압을 A/D포트를 통해 입력받아 정착기가 일정온도를 유지하도록 상기 정착기를 온 또는 오프 제어하는 제어부와, 상기 온도감지부에 의해 감지된 감지전압과 상기 A/D포트의 전압을 비교하여 전압차가 발생하는 경우 상기 정착기를 오프시키는 제2과열차단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 온도감지부는 상기 정착기 내의 정착롤러의 표면온도를 감지하는 서미스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1과열차단부는 상기 온도감지부에 의해 감지된 감지전압이 상기 미리 설정된 기준전압을 초과하면 상기 정착기를 온 시키기 위한 신호를 출력하고, 이하이면, 상기 정착기를 오프시키기 위한 신호를 출력하는 제1비교부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 온도감지부에 의해 감지된 감지전압을 A/D포트를 통해 읽어 들이고, 읽어 들인 전압값에 상응하는 온도가 미리 설정된 목표온도를 유지하 도록 그에 상응하는 제어신호를 출력포트를 통해 출력하는 마이컴과, 상기 마이컴으로부터 출력된 제어신호에 의해 온 또는 오프되어 상기 정착기를 온 또는 오프시키는 제1스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2과열차단부는 상기 A/D포트전압이 상기 감지전압을 초과하면 제1신호를 출력하고 이하이면 제2신호를 출력하는 제2비교부와, 상기 제2비교부로부터 출력된 제1신호에 의해 온 되어 상기 정착기를 오프시키는 제2스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치의 대략적인 제어블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 화상형성장치는 정착기(50)의 온도를 감지하는 온도감지부(10)와, 이 온도감지부(10)에 의해 감지된 감지전압과 미리 설정된 기준전압을 비교하여 정착 과열시 정착기(50)를 오프시키는 제1과열차단부(20)와, 온도감지부(10)에 의해 감지된 감지전압을 A/D포트를 통해 입력받아 정착기(50)가 일정온도를 유지하도록 정착기(50)를 온 또는 오프 제어하는 제어부(30)와, 이 제어부(30)의 A/D포트전압과 온도감지부(10)에 의해 감지된 감지전압을 비교하여 A/D포트의 손상에 의해 전압차가 발생하는 경우 정착기(50)를 오프시키는 제2과열차단부(40)를 포함하여 이루어진다.

상기한 구성요소들을 도 3을 참조하여 좀더 자세히 살펴보면, 먼저, 온도감지부(10)는 서미스터(11)를 포함한다. 서미스터(11)는 정착기(50)의 온도 특히 정 착기(50) 내의 정착롤러의 표면온도를 감지한다. 서미스터(11)의 일측은 저항(R7)을 개재하여 제1비교부(21)의 "+"단에 접속됨과 함께 저항(R3)을 개재하여 마이컴(31)의 A/D포트(THERM _IN)에 접속된다. 따라서, 서미스터(11)에 의해 감지된 감지전압은 마이컴(31)의 A/D포트와 함께 제1비교부(21)의 "-"단에 각각 입력된다. 한편, 서미스터(11)의 타측은 트랜지스터(Q1)의 베이스단에 접속된다. 이때, 트랜지스터(Q1)의 이미터단은 접지되어 있고 컬렉터단은 저항(R5)을 개재하여 제1비교부(21)의 "-"단에 접속되어 있다.

제1과열차단부(20)는 제1비교부(21)를 포함한다. 제1비교부(21)는 "+"단에 걸리는 서미스터(11)에 의해 감지된 감지전압과 "-"단에 걸리는 기준전압을 비교하여 감지전압이 기준전압을 초과하면 출력값을 하이로 출력하고, 감지전압이 기준전압 이하이면, 출력값을 로우로 출력한다. 따라서, 제1비교부(21)는 가용 온도 대역에서 제어되는 정상동작 상태에서는 출력값이 하이로 출력되고, 그 반대인 비 정상동작 상태에서는 로우신호가 된다. 제1비교부(21)의 출력값이 하이인 경우에는 마이컴(31)의 출력포트(nFUSER_EN)을 통해 출력되는 제어신호에 의해 정착기(50)가 온 또는 오프된다. 하지만, 제1비교부(21)의 출력값이 로우일 경우에는 마이컴(31)의 출력포트(nFUSER_EN)를 통해 출력되는 제어신호에 상관없이 정착기(50)가 오프된다.

제어부(30)는 마이컴(31)과 제1스위칭부(32)를 포함한다. 마이컴(31)은 A/D포트((THERM _IN)를 통해 서미스터(11)에 의해 감지된 감지전압을 읽어 들이고, 읽어 들인 감지전압에 상응하는 온도값이 자체 내의 메모리에 미리 저장된 목표온도 를 유지하도록 정착기(50)를 온 또는 오프시키기 위한 제어신호를 출력포트(nFUSER_EN)를 통해 제1스위칭부(32)에 출력한다. 제1스위칭부(32)는 컬렉터단이 제1비교부(21)의 출력측에 접속된 트랜지스터(Q2)를 포함한다. 이 트랜지스터(Q2)의 이미터단은 접지되어 있고, 베이스단은 저항(R10)을 개재하여 마이컴(31)의 출력포트(nFUSER_EN)에 접속되어 있다. 따라서, 트랜지스터(Q2)가 마이컴(31)의 제어신호에 의해 턴 온되면, 제1비교부(21)의 출력측의 전압값을 로우로 떨어뜨려 결국 로우레벨의 FUSER_ON 신호가 정착기(50)로 출력되기 때문에 정착기(50)가 오프된다. 한편, 트랜지스터(Q2)가 마이컴(31)의 제어신호에 의해 턴 오프되면, 제1비교부(21)의 출력측의 전압값 그대로인 FUSER_ON 신호가 정착기(50)로 출력되기 때문에 제1비교부(21)의 출력측 전압값이 하이인 경우 정착기(50)가 온 된다.

제2과열차단부(40)는 제2비교부(41)와 제2스위칭부(42)를 포함한다. 제2비교부(41)는 "+"단에 걸리는 마이컴(31)의 A/D포트전압과 "-"단에 걸리는 서미스터(11)에 의해 감지된 감지전압을 비교하여 A/D포트전압이 감지전압을 초과하면, 출력값을 하이로 출력하고, A/D포트전압이 감지전압 이하이면 출력값을 로우로 출력한다. 제2스위칭부(42)는 베이스단이 제2비교부(41)의 출력측에 저항(R16)을 개재하여 접속된 트랜지스터(Q3)를 포함한다. 이 트랜지스터(Q3)의 이미터단은 접지되어 있고, 컬렉터단은 제1비교부(21)의 출력단 및 트랜지스터(Q2)의 컬렉터단과 접속되어 있다. 따라서, 트랜지스터(Q3)는 제2비교부(41)의 출력값이 로우인 경우 턴 오프되고, 출력값이 하이인 경우, 턴 온된다. 트랜지스터(Q3)가 턴 온 되면, 제1비교부(21)의 출력단 및 트랜지스터(Q2)의 컬렉터단을 로우로 떨어뜨려 결국 로우 레벨의 FUSER_ON신호에 의해 정착기(50)가 오프된다. 즉 제2비교부(41)는 마이컴(31)의 A/D포트가 정상일 때에는 저항(R3) 양단의 전압(Vadc1,Vadc2) 같아 출력값이 로우로 출력되기 때문에 트랜지스터(Q3)가 턴 오프상태를 유지하여 정착기(50) 제어에 영향을 미치지 않는다. 하지만, 기록용지의 정전기나 전원선의 서지전압 등에 의해 마이컴(31)의 A/D포트가 손상을 입었을 경우에는 저항(R3) 양단에 걸리는 전압 Vadc1과 Vadc2는 서로 같지 않게 된다. 즉, 마이컴(31)의 A/D포트가 손상된 경우엔 A/D포트에 특정 전압이 걸려 또 다른 전원처럼 동작하기 때문에 저항(R3) 양단에 전압차가 생기게 된다. 따라서, 제2비교부(41)의 "+"단자에 걸리는 전압(Vadc2)이 "-"단에 걸리는 전압(Vadc1)을 초과하여 출력값이 하이로 출력된다. 이에 따라 트랜지스터(Q3)가 턴 온 되어 컬렉터단의 신호가 로우로 바뀜에 따라 FUSER_ON 신호를 로우로 떨어뜨려 정착기(50)가 오프되게 된다.

상기한 구성을 갖는 화상형성장치의 작동을 살펴보면, 마이컴(31)은 A/D포트(THERM_IN)를 통해 서미스터(11)에 의해 감지된 전압값을 A/D 변환하여 읽어 들인다. 마이컴(31)은 이 값에 상응하는 온도값을 롬(ROM)에 이미 저장된 목표온도와 비교하여 현재시점에서 정착기(50)를 온 시켜야할지 오프시켜야 할지를 판단한 후 그에 해당하는 제어신호를 출력포트(nFUSER_EN)를 통해 출력하여 트랜지스터(Q2)를 턴 온 또는 턴 오프시킴으로써 정착기(50)를 온 또는 오프 제어한다. 이때, 제1비교부(21)는 "+"단에 걸리는 서미스터(11)에 의해 감지된 감지전압과 시스템에서 최대로 올릴 수 있는 기준전압을 비교하여 감지전압이 기준전압을 초과한 경우에는 출력값을 하이로 출력하고, 그 반대의 경우에는 출력값이 로우로 출력한다.

상술한 바와 같이, 마이컴(31)의 A/D포트가 외부 요인에 의해 손상을 입어 A/D포트가 전압원으로 작용할 경우 Vadc2 전압이 Vadc1 전압과 같지 않고 높아진다. 이는 Vadc1의 전압레벨을 상승시키는 요인으로 작용한다. 따라서, 제1비교부(21)의 "+"단에 걸리는 전압이 "-"단에 걸리는 기준전압보다 높게 되어 가용 온도 대역에서 제어되는 정상상태로 인식된다. 이로 인해 제1비교부(21)의 출력값이 로우로 출력되어야 하는 상황에서도 하이로 출력되기 때문에 정착기(50)가 오프되지 않아 정착기(50)가 지나치게 과열될 우려가 있다.

이러한 경우, 제2비교부(41)의 "+"단자에 걸리는 전압(Vadc2)이 "-"단에 걸리는 전압(Vadc1)을 초과하여 출력값이 로우에서 하이로 변환 출력된다. 이에 따라 트랜지스터(Q3)가 턴 온 되어 컬렉터단의 신호가 로우로 바뀜으로써 결국 FUSER_ON 신호를 로우로 떨어뜨리기 때문에 정착기(50)를 오프시킬 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 정착기의 과열을 차단하는 제1과열차단부 외에 추가적으로 정착기의 과열을 차단할 수 있는 제2과열차단부를 마련하고, 이 제2과열차단부가 마이컴 A/D포트의 손상시 상승하는 A/D포트전압에 의해 작동하여 정착기를 오프시킬 수 있도록 구성함으로써 마이컴의 A/D 포트 고장으로 인해 발생하는 정착기의 과열을 방지할 수 있어 정착기가 지나치게 과열되어 써모스탯이 끊어지거나 정착기가 눌러 붙는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

정착기의 과열을 방지하는 화상형성장치에 있어서,

상기 정착기의 온도를 감지하는 온도감지부와,

상기 온도감지부에 의해 감지된 감지전압과 미리 설정된 기준전압을 비교하여 상기 정착기의 과열시 상기 정착기를 오프시키는 제1과열차단부와,

상기 온도감지부에 의해 감지된 감지전압을 A/D포트를 통해 입력받아 정착기가 일정온도를 유지하도록 상기 정착기를 온 또는 오프 제어하는 제어부와

상기 온도감지부에 의해 감지된 감지전압과 상기 A/D포트의 전압을 비교하여 전압차가 발생하는 경우 상기 정착기를 오프시키는 제2과열차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제1항에 있어서, 상기 온도감지부는 상기 정착기 내의 정착롤러의 표면온도를 감지하는 서미스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제1항에 있어서, 상기 제1과열차단부는 상기 온도감지부에 의해 감지된 감지전압이 상기 미리 설정된 기준전압을 초과하면 상기 정착기를 온 시키기 위한 신호를 출력하고, 이하이면, 상기 정착기를 오프시키기 위한 신호를 출력하는 제1비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 온도감지부에 의해 감지된 감지전압을 A/D포트를 통해 읽어 들이고, 읽어 들인 전압값에 상응하는 온도가 미리 설정된 목표온도를 유지하도록 그에 상응하는 제어신호를 출력포트를 통해 출력하는 마이컴과, 상기 마이컴으로부터 출력된 제어신호에 의해 온 또는 오프되어 상기 정착기를 온 또는 오프시키는 제1스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제1항에 있어서, 상기 제2과열차단부는 상기 A/D포트전압이 상기 감지전압을 초과하면 제1신호를 출력하고 이하이면 제2신호를 출력하는 제2비교부와, 상기 제2비교부로부터 출력된 제1신호에 의해 온 되어 상기 정착기를 오프시키는 제2스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.