KR102086596B1

KR102086596B1 - 화상형성장치 및 화상형성장치의 전원 공급 방법

Info

Publication number: KR102086596B1
Application number: KR1020130077918A
Authority: KR
Inventors: 최성규
Original assignee: 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
Priority date: 2013-07-03
Filing date: 2013-07-03
Publication date: 2020-04-14
Also published as: EP2821856A1; EP2821856B1; US9432543B2; KR20150004651A; US20150009516A1; CN104284039A

Abstract

화상형성장치가 개시된다. 화상형성장치는 교류 전압을 입력받아 적어도 하나 이상의 직류 전압으로 변환하여 출력하는 전원 공급부; 적어도 하나 이상의 직류 전압을 기 설정된 크기의 구동 전압으로 변환하는 DC-DC 컨버터; 및 구동 전압에 의해 활성화되어, 제1 직류 전압을 화상형성부로 공급하여 화상형성부를 턴-온 시키고, 화상형성부가 턴-온 되면, 제1 직류 전압보다 높은 제2 직류 전압을 화상형성부에 공급하도록 전원 공급부를 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

화상형성장치 및 화상형성장치의 전원 공급 방법{IMAGE FORMING APPARATUS AND POWER SUPPLYING METHOD THEREOF}

본 발명은 화상형성장치 및 화상형성장치의 전원 공급 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전원절약 모드에서 활성화 모드로 진입할 때, 또는 화상형성장치가 턴-오프 상태에서 턴-온 상태에 진입할 때, 개방회로를 단락회로로 바꿈에 따라 갑작스런 전압 변동으로 인해 큰 돌입전류가 발생하는 것을 방지하기 위한 화상형성장치 및 화상형성장치의 전원 공급 방법에 관한 것이다.

전 세계적으로 지구 환경 보존 일환으로 전자제품에서 소모하는 에너지를 줄이기 위한 많은 노력이 진행되고 있다. 그 중에서도 대기 중인 전자제품에서 소비하는 전력(대기전력) 규제가 강제화 되고 있다.

예를 들면, 미주(EPA1.2), 유럽(ErP 2단계), 국내(조달청 0.1W 이하) 기준 등을 만족하지 못하면 전자제품을 해당 국가에 출시할 수 없게 되어 있다.

대기 전력 규제 수준을 만족하기 위하여 대기 모드 진입시 소비하는 전력을 줄이기 위한 노력을 하고 있고, 그 방안으로 스위칭 모드 전원공급장치(Switching Mode Power Supply : SMPS) 경부하시 효율 개선, 대기시 controller 부하 줄이기, 사용하지 않는 부하와 연결된 채널을 끊는 방법 등으로 기술발전이 진행되고 있다.

앞서 언급한 소비전력을 줄이기 위한 방안 중, 전원절약모드는 사용하지 않는 부하 채널을 끊고(Open), 전자장치을 구동하는데 필요한 최소한의 전력만을 공급하는 것을 의미한다.

화상형성장치를 일 예로 들 경우, 기설정된 시간동안 화상형성장치가 사용되지 않으면 화상형성장치는 전원절약모드에 진입하고, 전원절약모드에서는 외부에서 사용자의 명령이 입력되는지 여부를 판단하기 위한 제어부에 최소한의 전력만이 공급이 되고, 인쇄, 스캔, 복사 등의 동작을 수행하기 위한 엔진부 등에는 전원이 차단된다.

이후, 외부 명령에 따라 전원절약 모드에서 활성화 모드로 전환되면, Open 되어 있던 부하단이 Short로 바뀌게 되고, 갑작스런 전압변동에 따른 큰 돌입전류가 발생하게 된다.

구체적으로, 전류(i)는 dV/dt로 나타낼 수 있으므로, 짧은 시간내에 큰 전압 변화가 있으면 큰 돌입전류가 발생되어 회로 부품의 스트레스 유발, SMPS 출력전압 하강 등에 영향을 주어 시스템의 안정성을 떨어뜨리게 된다.

이와 같은 문제는 전원절약모드에서 활성화 모드로 진입할 때 뿐만 아니라, 화상형성장치가 턴-오프 된 상태에서 턴-온 상태로 진입할때도 발생하게 된다.

이에, DC 출력부의 돌입전류를 줄일 수 있는 화상형성장치 및 화상형성장치의 전원 공급 방법의 필요성이 대두되었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 화상형성장치가 전원절약 모드에서 활성화 모드로 진입할 때 또는 화상형성장치가 턴-오프 된 상태에서 턴-온 상태로 진입할 때 발생될 수 있는 돌입전류를 최소화할 수 있는 화상형성장치 및 화상형성장치의 전원 공급 방법을 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 화상형성장치는, 화상형성부; 교류 전압을 입력받아 적어도 하나 이상의 직류 전압으로 변환하여 출력하는 전원 공급부; 상기 적어도 하나 이상의 직류 전압을 기 설정된 크기의 구동 전압으로 변환하는 DC 컨버터; 및 상기 구동 전압에 의해 활성화되어, 제1 직류 전압을 상기 화상형성부로 공급하여 상기 화상형성부를 턴-온 시키고, 상기 화상형성부가 턴-온 되면, 상기 제1 직류 전압보다 높은 제2 직류 전압을 상기 화상형성부에 공급하도록 상기 전원 공급부를 제어하는 제어부;를 포함한다.

그리고, 화상형성장치의 전원 공급부는, 상기 전원 공급부는, 상기 교류 전압을 입력받아 직류 전압으로 변환하는 변환부; 및 상기 제어부로부터 입력되는 제어 신호에 기초하여 상기 변환된 직류 전압을 상기 제1 직류 전압 또는 상기 제2 직류 전압으로 변환하는 전압조절부;를 포함할 수 있다.

또한, 전압조절부의 변환부는, 상기 교류 전압을 상기 제1 직류 전압으로 변환하기 위한 제1 변환부; 상기 교류 전압을 상기 제2 직류 전압으로 변환하기 위한 제2 변환부;를 포함하고, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 제1 변환부 및 상기 제2 변환부 중 하나에서 변환된 직류 전압을 선택적으로 상기 화상형성부에 출력하기 위한 스위칭부;를 더 포함할 수도 있다.

그리고, 화상형성장치의 상기 제어부는, 상기 화상형성부가 턴-온 되고 상기 화상형성부에 병렬로 연결된 커패시터의 양단 전위차가 기 설정된 전압레벨에 도달한 이후에, 상기 제2 직류 전압을 공급하도록 상기 전원공급부를 제어할 수도 있다.

또한, 화상형성장치의 제어부는, 상기 화상형성부가 턴-온 되고 기설정된 시간이 경과한 이후에, 상기 제2 직류 전압을 재공급하도록 상기 전원공급부를 제어할 수 있다.

그리고, 화상형성장치는 상기 전원 공급부와 상기 화상형성부를 전기적으로 연결시키거나 차단하는 스위칭부;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 전원 공급부에서 상기 제1 직류 전압이 출력되면, 상기 전원 공급부와 상기 화상형성부가 연결되도록 상기 스위칭부를 제어할 수도 있다.

또한, 화상형성장치의 상기 제어부는, 전원절약 모드로 전환되면 상기 화상형성부를 턴-오프시키고, 상기 전원절약모드에서 활성화모드로 진입하면, 상기 제1 직류 전압을 상기 화상형성부로 공급하여 상기 화상형성부를 턴-온 시키고, 상기 화상형성부가 턴-온되면 상기 제2 직류 전압을 상기 화상형성부로 재공급하도록 상기 전원공급부를 제어할 수도 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 화상형성 장치의 전원 공급 방법은, 교류 전압을 입력받아 적어도 하나 이상의 직류 전압으로 변환하는 단계; 상기 적어도 하나 이상의 직류 전압 중 하나의 직류 전압을 기 설정된 크기의 구동 전압으로 변환하는 단계; 상기 구동 전압으로 상기 화상형성장치의 제어부를 활성화시키고, 제1 직류 전압을 화상형성부로 공급하여 상기 화상형성부를 턴-온 시키고, 상기 화상형성부가 턴-온 되면, 상기 제1 직류 전압보다 높은 제2 직류 전압을 상기 화상형성부에 공급하는 단계;를 포함한다.

화상형성장치의 전원 공급 방법의 상기 교류 전압을 입력받아 제1 직류 전압으로 변환하는 단계는, 상기 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 단계; 및 상기 변환된 직류 전압을 상기 제1 직류 전압 또는 상기 제2 직류 전압으로 변환하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한,화 상형성장치의 전원 공급 방법은 상기 교류 전압을 상기 제1 직류 전압으로 변환하는 단계; 상기 교류 전압을 상기 제2 직류 전압으로 변환하는 단계; 및 상기 제1 직류 전압 및 상기 제2 직류 전압 중 하나의 직류 전압을 상기 화상형성부에 선택적으로 출력하는 단계;를 더 포함할 수도 있다.

그리고, 화상형성장치의 전원 공급 방법의 상기 제1 직류 전압보다 높은 제2 직류 전압을 상기 화상형성부에 공급하는 단계는, 상기 화상형성부가 턴-온 된 후, 상기 화상형성부에 병렬로 연결된 커패시터의 양단 전위차를 측정하는 단계; 및 상기 커패시터의 양단 전위차가 기 설정된 전압레벨에 도달하면 상기 제2 직류 전압을 상기 화상형성부에 공급하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 화상형성장치의 전원 공급 방법의 상기 제1 직류 전압보다 높은 제2 직류 전압을 상기 화상형성부에 공급하는 단계는, 상기 화상형성부가 턴-온 되고 기설정된 시간이 경과한 이후에, 상기 제2 직류 전압을 상기 화상형성부에 공급할 수 있다.

그리고, 화상형성장치의 전원 공급 방법은 상기 화상형성부를 전기적으로 연결시키거나 차단하는 단계;를 더 포함하고, 상기 화상형성부에 상기 제1 직류 전압이 공급되면, 상기 화상형성부를 전기적으로 연결할 수 있다.

또한, 화상형성장치의 전원 공급 방법은 전원절약 모드로 전환되면 상기 화상형성부르 턴-오프시키는 단계; 및 상기 전원절약모드에서 활성화모드로 진입하면, 상기 제1 직류 전압을 상기 화상형성부로 공급하여 상기 화상형성부를 턴-온 시키고, 상기 화상형성부가 턴-온되면, 상기 제2 직류 전압을 상기 화상형성부로 공급하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 컴퓨터 판독가능 기록 매체는 화상형성장치의 전원 공급 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한다.

이와 같이, 화상형성장치의 화상형성부에 전원을 인가할 때, 낮은 전압을 공급하여 전원절약모드에서 활성화 모드로 진입하거나 턴-오프 상태에서 턴-온 상태로 진입하면, 돌입전류를 최소화하여 전원 공급부의 시스템을 안정화할 수 있을 뿐만 아니라 주변 회로 부품의 스트레스를 최소화 할 수 있다는 효과를 달성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 화상형성장치(100)를 설명하기 위한 블럭도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 화상형성장치(100)를 구체적으로 설명하기 위한 회로도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 화상형성부가 턴-온되는 시점을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 화상형성부에 인가되는 전압을 제1 직류 전압에서 제2 직류전압으로 변환하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 다중 출력 전압 공급부(110)를 포함하는 화상형성장치(100)를 설명하기 위한 블럭도,
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 화상형성부(130)를 턴-온 시킬때 발생되는 돌입전류량을 측정한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 화상형성장치의 전원 공급 방법을 설명하기 위한 흐름도, 및
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라 화상형성장치가 턴-오프된 상태에서 턴-온 될 때 전원을 공급하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 화상형성장치(100)를 설명하기 위한 블럭도이다.

도 1에 따른 화상형성장치(100)는 전원 공급부(100), 변환부(111), 전압 조절부(113), DC-DC 컨버터(120), 화상형성부(130) 및 제어부(140)를 포함한다.

도 1에 도시된 화상형성장치(100)는 본 실시 예와 관련된 구성요소들만을 도시한 것으로, 본 실시 예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소를 더 포함시킬 수 있음은 물론이다.

전원 공급부(110)는 교류 전압을 입력받아 적어도 하나 이상의 직류 전압으로 변환하여 출력한다. 이때, 전원 공급부(110)는 화상형성장치용 스위칭 모드 전원공급장치(SMPS : Switching Mode Power Supply)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

한편, 전원 공급부(110)는 교류 전압을 입력받아 직류 전압으로 변환하는 변환부(111) 및 변환된 직류 전압을 제1 직류 전압 또는 제2 직류 전압으로 변환하는 전압 조절부(113)를 포함할 수 있다.

변환부(111)는 적어도 하나 이상의 변압기를 이용하여 전원 공급부(110)로 입력되는 교류 전압을 적어도 하나 이상의 직류 전압으로 변환한다. 즉, 변환부(111)는 교류 전압을 정류하고, 정류된 전압은 스위칭된 후 변압기(transformer)를 통과하여 적어도 하나 이상의 직류 전압으로 변환된다.

좀 더 상세히 설명하면, 변환부(111)는 교류 전압을 정류하기 위하여 교류 전압을 정류하는 정류 소자(미도시)와 정류된 전압을 평활 하는 평활 소자(미도시)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예로 정류 소자는 다이오드(diode)를 사용한 브리지(bridge) 회로를 채용할 수 있으며, 평활 소자는 커패시터(capacitor)를 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

또한, 변환부(111)는 정류된 전압을 변압기에 인가하기 위한 스위칭을 제어하는 스위칭 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있고, 본 실시예에 따른 스위칭 제어부는 PWM(Pulse-Width Modulation) IC(Integrated Circuit)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

전압조절부(113)는 변환된 직류 전압을 제1 직류 전압 또는 제2 직류 전압으로 변환한다.

구체적으로, 전압조절부(113)는 변환부(111)의 변압기(미도시)의 2차측 코일의 전압인 출력 전압레벨에 따라 포토 커플러(photo coupler, 미도시)로 전달되는 전류의 양을 조절한다. 이때, 포토 커플러의 발광부는 전압조절부(113)와 직렬로 연결되, 변압기의 2차측 코일에 위치하고, 포토 커플러(미도시)의 수광부는 변압기의 1차측 코일에 위치하는 스위칭 제어부(미도시)와 연결되어 1차측 코일의 전압의 스위칭을 제어하게 된다. 따라서, 전압조절부(113)는 출력전압의 전압레벨에 기초하여 포토 커플러(미도시)를 통하여 변압기의 1차측 코일로 피드백되는 전류의 양을 조절함으로써 출력전압의 전압레벨을 일정하게 조절할 수 있다.

DC-DC 컨버터(120)는 직류 전압을 기 설정된 크기의 구동 전압으로 변환한다.

예를들어, 화상형성장치(100)의 경우 전원 공급부(110)의 출력부는 24V인데 반해 CPU 구동전압은 3.3V 이고, 인쇄, 팩스, 스캔, 복사 동작을 수행하는 각 엔진부의 구동전압은 24V로 상이하다.

따라서, 전원 공급부(110)에서 출력된 전압으로 CPU를 구동시키기 위해서는 전원 공급부(110)의 출력 전압을 CPU 구동 전압으로 변환하여야 하며, 이때, DC-DC 컨버터(120)가 이러한 역할을 수행한다.

화상형성부(130)는 화상형성잡을 수행한다.

여기서 화상형성 잡에는 스캐닝, 복사, 프린팅, 팩시밀리 송수신 등의 작업이 포함된다. 즉, 화상형성부(130)는 화상형성장치의 종류에 따라 스캐너 모듈, 프린터 모듈 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

한편, 화상형성장치(100)가 전원절약 모드로 진입하면 화상형성부(130)에 인가되는 대기전력을 최소화시키기 위하여 화상형성부(130)에 공급되는 전압이 차단된다.

이후, 외부 명령에 따라 전원절약 모드에서 다시 활성화모드로 진입하면 화상형성부(130)에 전압이 공급되는데, 이때 화상형성부(130)에 전압을 공급하거나 차단하는 역할은 Relay 회로, FET 차단회로 또는 사용자에 의해 컨트롤 되는 기계적 스위치가 수행할 수 있다.

제어부(140)는 DC-DC 컨버터(120)에 의해 변환된 구동 전압에 의해 활성화 되어 제1 직류 전압을 화상형성부로 공급하여 화상형성부를 턴-온 시키고, 화상형성부가 턴-온 되면, 제1 직류 전압보다 높은 제2 직류 전압을 화상형성부(130)에 공급하도록 전원 공급부(110)를 제어한다.

예를 들어, 전원절약 모드에서는 화상형성부(130)에 공급되는 전압이 차단되고 최소한의 동작을 수행하기 위하여 제어부(140)에만 전압이 공급된다.

예를 들어, 전원절약모드에서는 전원 공급부(110)에서 출력되는 24V 전압이 DC-DC 컨버터(120)에서 제어부(140)의 구동전압인 3.3V로 변환되어 제어부(140) 공급되고, 화상형성부(130)와 전원 공급부(110)를 연결하는 릴레이 회로(미도시)가 개방되어 화상형성부(130)에는 전압이 공급되지 않는다.

이때, 외부로부터 활성화 모드 진입 명령이 입력되면, 제어부(140)는 전압 조절부(113)를 제어하여 전원 공급부(110)의 출력 전압을 제1 직류 전압으로 낮춘다. 이하에서는, 제어부(140)의 제어신호에 의해 낮춰져서 전원 공급부(110)로부터 출력되는 제1 직류 전압이 7V 인 것으로 설명되지만, 발명을 구현하는 과정에서 사제1 직류 전압이 임의로 설정될 수도 있다.

제어부(140)는 전원 공급부(110)의 출력 전압이 제1 직류 전압이면, 전원 공급부(110)와 화상형성부(130)를 전기적으로 연결시키거나 차단시키는 스위칭부(미도시) 를 제어하여 화상형성부(130)가 턴-온 되도록한다.

이후, 화상형성부(130)가 제1 직류 전압에 의해 화상형성부(130)가 턴-온 되면, 제어부(140)는 전압 조절부(113)를 제어하여 전원 공급부(110)의 출력전압이 제1 직류 전압보다 높은 제2 직류 전압이 되도록하여, 제2 직류 전압을 화상형성부(130)에 공급한다.

상술한 바와 같이, 제1 직류 전압으로 화상형성부(130)를 턴-온 시킨 후, 다시 제2 직류 전압을 화상형성부(130)에 공급하는 이유는, 제1 직류 전압(본 실시 예에서는 7V)는 화상형성부(130)를 턴-온 시킬 수는 있지만, 화상형성부(130)를 구동하는데 충분한 전력을 공급할 수 없기 때문이다.

이에, 화상형성부(130)가 턴-온 된 이후에는 전원 공급부(110)의 출력이 제1 직류 전압보다 높은 제2 직류 전압이 되도록 제어하여 이를 화상형성부(130)에 공급한다.

이와 같이 상대적으로 낮은 제1 직류 전압으로 화상형성부(130)에 전압을 공급하여 화상형성부를 턴-온 시키면 전압 변동에 따른 돌입전류를 줄일 수 있다는 효과를 달성할 수 있다.

구체적으로 전류는 dV/dt에 의해 표현할 수 있으므로, 전압의 변화량(dV)를 줄일 수 있다면, 갑작스런 전압 변동에 따른 돌입전류의 크기를 줄일 수 있는 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 화상형성장치(100)를 구체적으로 설명하기 위한 회로도이다.

도 1에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 화상형성장치(100)는 전원 공급부(100), 변환부(111), 전압 조절부(113), DC-DC 컨버터(120), 화상형성부(130) 및 제어부(140)를 포함한다.

도 2에 도시된 바와 같이 전원 공급부(110)의 변환부(111)는 변압기(111a)를 포함할 수 있다. 본 실시 예에서는 하나의 변압기(111a)만을 구비하는 것으로 도시하였으나, 발명을 구현하는 과정에서 하나 이상의 변압기(111a)가 포함되도록 할 수도 있다.

변압기(111a)는 코일의 유도작용에 의하여 전기 에너지를 한 회로에서 다른 회로로 전달할 수 있다. 이에 따라, 변압기(111a)는 1차측 코일에 인가된 전기 에너지를 2차측 코일에 전달할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따라, 변압기(111a)는, 코일의 권선수에 비에 기초하여 1차측 코일의 전압을 2차측 코일의 전압으로 변환한다. 이에 따라 전원 공급부(110)는 변압기에 의해 변환된 2차측 코일의 전압을 이용하여 화상형성부(130) 및 제어부(140)를 구동시키는데 필요한 전압을 공급한다.

전압 조절부(130)는 변환부(111)의 변압기(111a)에서 출력된 직류 전압의 전압 레벨을 조절한다. 이에 따라, 전원 공급부(110)의 출력전압이 제1 직류 전압 또는 제2 직류 전압으로 조절된다.

구체적으로, 제어부(140)가 전원 공급부(110)의 출력 전압이 제1 직류 전압으로 출력되도록 제어신호를 보내면, 전압 조절부(113)의 포터 커플러(113a)로 전달되는 전류의 양이 조절된다.

포터 커플러(113a)에 전달되는 전류의 양이 변경되면, 포터 커플러(113a)가 발광되고, 변환부(111)의 포터 커플러 수광부(111b)가 발광된 빛을 수광하여 변압기(111a)에 인가되는 전압을 조절한다.

이에 따라, 전원 공급부(110)로부터 출력되는 출력 전압이 제1 직류 전압 또는 제2 직류 전압으로 변경될 수 있다.

이후, 제어부(140)가 전원 공급부(110)로부터 출력되는 전압을 조절하여 제1 직류 전압이 인가될 때, 전원 공급부(110)와 화상형성부(130)의 전기적으로 연결시키고, 화상형성부(130)가 제1 직류 전압에 의해 턴-온 되면, 다시 전원 공급부(110)의 출력 전압이 제2 직류 전압이 되도록하여 화상형성부(130)를 구동시키는 동작은 도 1에서 설명한 바와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 화상형성부가 턴-온되는 시점을 설명하기 위한 도면이다.

이하에서 설명되는 실시 예에서 제1 직류 전압은 7V이고, 제2 직류 전압은 24V 인 것을 예로 들었지만, 발명이 구현되는 과정에서 제1 직류 전압 및 제2 직류 전압의 크기가 달라질 수도 있다.

전원 공급부(110)는 외부로부터 교류 전압을 입력받아 이를 24V 직류 전압으로 출력하여 화상형성장치에 필요한 전원을 공급한다.

전원절약 모드에서 화상형성부(130)는 전원 공급부(110)로부터 차단된 상태이므로 전원이 공급되지 않고, 24V 직류 전압이 DC-DC 컨버터(120)에서 3.3V로 변환되어 제어부(140)에 공급된다.

이때, 외부로부터 전원절약 모드에서 활성화 모드로의 진입 명령이 입력되면 제어부(140)는 전원 공급부(110)의 전압 조절부(113)를 제어하여 전원 공급부(110)의 출력 전압을 7V로 낮춘다.

구체적으로, 전압 조절부(113)의 포터 커플러(113a)에 흐르는 전류의 양을 증가시키면, 포터 커플러(113a)가 발광하게 되고 변환부(111)의 포터 커플러 수광부(111b)가 이 빛을 수광하여 변압기(111a)의 1차측 코일에 공급되는 전압의 크기를 조절한다.

이에 따라, 전원 공급부(110)의 출력 전압이 7V로 낮아지면, 제어부(130)는 전원 공급부(110)와 화상형성부(130)를 전기적으로 연결시킨다.

이후, 화상형성부(130)에 7V 전압이 공급되어 화상형성부(130)가 턴-온 되면, 제어부(140)는 다시 전압 조절부(113)를 제어하여 전원 공급부(110)의 출력 전압이 24V 가 되도록한다. 7V의 전압은 화상형성부(130)를 구동하기에 충분한 전력을 공급할 수 없기 때문이다.

이와 같이, 전원 공급부(110)의 출력이 평소보다 낮은 7V 일때, 화상형성부(130)를 턴-온 시킴에 따라, 전압 변환에 따른 돌입 전류를 낮출 수 있다는 효과를 달성할 수 있다.

한편, 전원 공급부(110)의 출력 전압을 7V 에서 다시 24V로 높이는 과정은 다양하게 구현할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 화상형성부에 인가되는 전압을 제1 직류 전압에서 제2 직류전압으로 변환하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이 화상형성부(130)는 각종 엔진부를 구동하기 위한 모터, Laser Scan Unit, Scan 모듈 등이 포함될 수 있다. 또한, 도 4에는 도시되어 있지 않지만 이외에 복사, 인쇄, 팩스 동작을 수행하기 위한 각종 모듈이 화상형성부(130)에 포함될 수도 있다.

커패시터(410)는 화상형성부(130)에 안정적으로 전원을 공급하기 위해 화상형성부(130)와 병렬로 연결된다.

한편, 제1 직류 전압이 화상형성부(130)에 공급되어 화상형성부(130)가 턴-온 되면, 커패시터(410)도 점차적으로 충전된다.

이때, 제어부(140)가 커패시터(410) 양단의 전압을 측정하여 기설정된 전압에 도달되면, 전압 조절부(113)를 제어하여 전원 공급부(110)의 출력이 제2 직류 전압이 되도록 할 수 있다.

또는, 커패시터(410)의 양단 측정 결과값에 따라 전원 공급부(110)의 출력 전압을 조절하지 않고, 제1 직류 전압에 의해 화상형성부(130)가 턴-온 된 후 기 설정된 시간이 경과하면 전원 공급부(110)로부터 제2 직류 전압이 출력되도록 제어할 수도 있다.

한편, 이상에서는 전원 공급부(110)가 하나의 출력단을 갖고, 출력단의 전압이 제1 직류 전압 또는 제2 직류 전압으로 변경되는 것을 예로 들었으나, 전압 공급부(110)가 동시에 하나 이상의 전압을 출력하도록 구현할 수도 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 다중 출력 전압 공급부(110)를 포함하는 화상형성장치(100)를 설명하기 위한 블럭도이다.

도 5에 따른 화상형성장치는 전원 공급부(110), DC-DC 컨버터(120), 화상형성부(130), 제어부(140) 및 스위치부(150)을 포함한다.

도 5의 전원 공급부(110), DC-DC 컨버터(120), 화상형성부(130), 제어부(140)의 동작은 이상에서 설명한 바와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하도록 한다.

다중출력의 경우, 변압기의 코일의 권선 형태를 조정하여 하나의 변압기가 1차측 코일의 전압을 하나 이상의 2차측 코일의 전압으로 변환하여, 하나 이상의 전압을 출력할 수 있다. 또는, 하나 이상의 변압기가 동일한 1차측 코일의 전압을 각 변압기의 권선수에 따라 2차측 코일의 전압으로 변환하여, 하나 이상의 전압을 출력할 수 있다.

즉, 전원 공급부(110)는 제1 직류 전압을 출력하는 제1 변환부(111c) 및 제1 직류 전압보다 높은 제2 직류 전압을 출력하는 제2 변환부(111d)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 화상형성장치(100)가 전원절약 모드일때, 제어부(140)는 스위치부(150)를 제어하여 제1 변환부(111c)로부터 출력되는 제1 직류 전압이 제어부(140)에 공급되도록 할 수 있다.

이후, 외부로부터 전원절약 모드에서 활성화 모드로 진입 명령이 입력되면 제1 변환부의 제1 직류 전압이 화상형성부(130)에 공급되도록 전원 공급부(110)와 화상형성부(130)를 전기적으로 연결시키고, 제1 직류 전압에 의해 화상형성부(130)가 턴-온되면, 화상형성부(130)를 구동시키기 위한 제2 직류 전압이 화상형성부(130)에 공급되도록 스위치부(150)를 제어할 수 있다.

즉, 화상형성부를 턴-온 시킬때는 제1 직류 전압을 공급하고, 화상형성부가 턴-온 된 이후에는 화상형성부를 구동하는데 필요한 제2 직류 전압이 공급되도록 스위치부(150)를 제어함으로서, 전원절약모드에서 활성화모드로 진입할 때 발생될 수 있는 돌입전류를 최소화할 수 있다는 효과를 달성할 수 있다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 화상형성부(130)를 턴-온 시킬때 발생되는 돌입전류량을 측정한도면이다.

도 6은 본원 발명과 같이 단계적으로 전압을 인가하지 않고 바로, 화상형성부(130)를 구동하는데 필요한 전압을 공급할 때 발생되는 돌입전류량을 측정한 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 화상형성부(130) 바로 직류 전압을 인가한 경우 201.6 A의 돌입전류가 발생됨을 확인할 수 있다.

반면, 도 7에 도시된 바와 같이 본원 발명과 같이 단계적으로 제1 직류 전압을 공급하여 화상형성부(130)를 턴-온 시키고, 이후 화상형성부(130)를 구동하는데 필요한 전압을 공급하면 돌입전류의 양이 줄어드는 것을 확인할 수 있다.

본 실시예에서는 제1 직류 전압은 7V이고, 제2 직류 전압이 24V 인 것으로 실험하였으나, 제1 직류 전압 및 제2 직류 전압의 크기가 임의로 설정될 수 있음은 물론이다. 단 제1 직류 전압의 크기는 제2 직류 전압의 크기보다 낮아야 한다.

구체적으로, 제1 직류 전압을 인가하여 화상형성부(130)를 턴-온 했을 때, 53.2 A의 돌입전류가 발생하여 바로 화상형성부(130)를 턴-온 시켰을 때보다 돌입전류의 크기가 74%감소하는 것을 알 수 있고, 이후 제2 직류 전압을 인가했을 때는 그보다 작은 5A의 돌입전류가 발생되는 것을 확인할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 화상형성장치의 전원 공급 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

외부로부터 교류 전압이 입력되면 이를 적어도 하나 이상의 직류 전압으로 변환한다(S810). 변환된 직류 전압은 제어부를 구동시키기 위한 전압으로 변환(S820)되어 제어부에 인가되고, 제어부는 제1 직류전압을 화상형성부로 공급하여 화상형성부를 턴-온 시키고, 화상형성부가 턴-온되면 제1 직류전압보다 높은 제2 직류 전압을 화상형성부에 공급한다(S830).

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라 화상형성장치가 턴-오프된 상태에서 턴-온 될 때 전원을 공급하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

외부로부터 교류 전압이 인가되면(S910), 교류 전압을 24V 직류 전압으로 변환하여 출력한다(S920). 변환된 24V 직류 전압은 제어부를 활성화 시키는데 적합하지 않으므로 24V 전압을 다시 3.3V로 변환하여 제어부에 공급한다(S930).

활성화된 제어부는 전원 공급부의 출력전압을 낮추기 위한 제어 신호를 발생하고(S940), 이 제어 신호에 의해 전원 공급부의 출력전압이 7V로 변경되면(S950), 전원 공급부와 화상형성부를 전기적으로 연결시키기 위한 Relay-on 신호를 발생시킨다(S960).

낮아진 7V 의 출력전압에 의해 화상형성부가 턴-온되면, 제어부는 출력전압을 다시 높이기 위해 출력전압을 낮추기 위한 신호를 OFF하고(S980), 다시 전원 공급부의 출력전압이 24V로 높아지면 이를 화상형성부에 공급한다(S990).

한편, 상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.

본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

110 : 화상형성장치 110 : 전원 공급부
111 : 변환부 113 : 전압조절부
120 : DC-DC 컨버터 130 : 화상형성부
140 : 제어부

Claims

화상형성잡을 수행하는 화상형성부;
교류 전압을 입력받아 적어도 하나 이상의 직류 전압으로 변환하여 출력하는 전원 공급부;
상기 적어도 하나 이상의 직류 전압을 기 설정된 크기의 구동 전압으로 변환하는 DC-DC 컨버터; 및
상기 DC-DC 컨버터에서 출력되는 상기 구동 전압에 의해 활성화되어, 제1 직류 전압을 상기 화상형성부로 공급하여 상기 화상형성부를 턴-온 시키고, 상기 화상형성부가 턴-온 되면, 상기 제1 직류 전압보다 높은 제2 직류 전압을 상기 화상형성부에 공급하도록 상기 전원 공급부를 제어하는 제어부;를 포함하는 화상형성장치.
제1항에 있어서,
상기 전원 공급부는,
상기 교류 전압을 입력받아 직류 전압으로 변환하는 변환부; 및
상기 제어부로부터 입력되는 제어 신호에 기초하여 상기 변환된 직류 전압을 상기 제1 직류 전압 또는 상기 제2 직류 전압으로 변환하는 전압조절부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제2항에 있어서,
상기 변환부는,
상기 교류 전압을 상기 제1 직류 전압으로 변환하기 위한 제1 변환부;
상기 교류 전압을 상기 제2 직류 전압으로 변환하기 위한 제2 변환부;를 포함하고,
상기 제어부의 제어에 따라 상기 제1 변환부 및 상기 제2 변환부 중 하나에서 변환된 직류 전압을 선택적으로 상기 화상형성부에 출력하기 위한 스위칭부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 화상형성부가 턴-온 되고 상기 화상형성부에 병렬로 연결된 커패시터의 양단 전위차가 기 설정된 전압레벨에 도달한 이후에, 상기 제2 직류 전압을 공급하도록 상기 전원공급부를 제어하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 화상형성부가 턴-온 되고 기설정된 시간이 경과한 이후에, 상기 제2 직류 전압을 재공급하도록 상기 전원공급부를 제어하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제1항에 있어서,
상기 전원 공급부와 상기 화상형성부를 전기적으로 연결시키거나 차단하는 스위칭부;를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 전원 공급부에서 상기 제1 직류 전압이 출력되면, 상기 전원 공급부와 상기 화상형성부가 연결되도록 상기 스위칭부를 제어하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
전원절약 모드로 전환되면 상기 화상형성부를 턴-오프시키고,
상기 전원절약모드에서 활성화모드로 진입하면,
상기 제1 직류 전압을 상기 화상형성부로 공급하여 상기 화상형성부를 턴-온 시키고, 상기 화상형성부가 턴-온되면 상기 제2 직류 전압을 상기 화상형성부로 재공급하도록 상기 전원공급부를 제어하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
화상형성장치의 전원 공급 방법에 있어서,
교류 전압을 입력받아 적어도 하나 이상의 직류 전압으로 변환하는 단계;
DC-DC 컨버터을 이용하여 상기 적어도 하나 이상의 직류 전압 중 하나의 직류 전압을 기 설정된 크기의 구동 전압으로 변환하는 단계;
상기 DC-DC 컨버터에서 출력되는 상기 구동 전압으로 상기 화상형성장치의 제어부를 활성화시키는 단계;
상기 제어부가 활성화되면, 제1 직류 전압을 화상형성부로 공급하여 상기 화상형성부를 턴-온 시키는 단계; 및
상기 화상형성부가 턴-온 되면 상기 제1 직류 전압보다 높은 제2 직류 전압을 상기 화상형성부에 공급하는 단계;를 포함하는 화상형성장치의 전원 공급 방법.
제8항에 있어서,
상기 교류 전압을 입력받아 제1 직류 전압으로 변환하는 단계는,
상기 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 단계; 및
상기 변환된 직류 전압을 상기 제1 직류 전압 또는 상기 제2 직류 전압으로 변환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 전원 공급 방법.
제8항에 있어서,
상기 교류 전압을 상기 제1 직류 전압으로 변환하는 단계;
상기 교류 전압을 상기 제2 직류 전압으로 변환하는 단계; 및
상기 제1 직류 전압 및 상기 제2 직류 전압 중 하나의 직류 전압을 상기 화상형성부에 선택적으로 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 전원 공급 방법.
제8항에 있어서,
상기 제1 직류 전압보다 높은 제2 직류 전압을 상기 화상형성부에 공급하는 단계는,
상기 화상형성부가 턴-온 된 후, 상기 화상형성부에 병렬로 연결된 커패시터의 양단 전위차를 측정하는 단계; 및
상기 커패시터의 양단 전위차가 기 설정된 전압레벨에 도달하면 상기 제2 직류 전압을 상기 화상형성부에 공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 전원 공급 방법.
제8항에 있어서,
상기 제1 직류 전압보다 높은 제2 직류 전압을 상기 화상형성부에 공급하는 단계는,
상기 화상형성부가 턴-온 되고 기설정된 시간이 경과한 이후에, 상기 제2 직류 전압을 상기 화상형성부에 공급하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 전원 공급 방법.
제8항에 있어서,
상기 화상형성부를 전기적으로 연결시키거나 차단하는 단계;를 더 포함하고,
상기 화상형성부에 상기 제1 직류 전압이 공급되면, 상기 화상형성부를 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 전원 공급 방법.
제8항에 있어서,
전원절약 모드로 전환되면 상기 화상형성부를 턴-오프시키는 단계; 및
상기 전원절약모드에서 활성화모드로 진입하면, 상기 제1 직류 전압을 상기 화상형성부로 공급하여 상기 화상형성부를 턴-온 시키고, 상기 화상형성부가 턴-온되면, 상기 제2 직류 전압을 상기 화상형성부로 공급하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 전원 공급 방법.
제8항 내지 제14항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능 기록매체.