KR20010082813A

KR20010082813A - 전자사진 현상방식을 채용한 화상형성장치에서 정착온도제어방법

Info

Publication number: KR20010082813A
Application number: KR1020000008154A
Authority: KR
Inventors: 이봉희
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 2000-02-21
Filing date: 2000-02-21
Publication date: 2001-08-31
Also published as: KR100320745B1; US6353719B1

Abstract

본 발명은 전자사진 현상방식을 채용한 화상형성장치에서 기록매체상에 부착된 현상제를 정착시키기 위한 열을 발생하는 정착기의 온도를 제어하는 방법에 관한 것으로, 인쇄를 시작하는 시점의 동작상태에 적합하도록 정착 온도를 제어하여 정착성을 최적화한다. 이를 위해 본 발명은 인쇄를 시작하는 시점에 따라 정착기의 제어 온도를 다르게 한다.

Description

전자사진 현상방식을 채용한 화상형성장치에서 정착 온도 제어방법{FIXING TEMPERATURE CONTROL METHOD IN ELECTROPHOTOGRAPHY IMAGE FORMING APPARATUS}

본 발명은 전자사진 현상방식을 채용한 화상형성장치에 관한 것으로, 특히 기록매체상에 부착된 현상제를 정착(fixing)시키기 위한 열을 발생하는 정착기의 온도를 제어하는 방법에 관한 것이다.

통상적으로 레이저 빔 프린터(Laser Beam Printer: 이하 "LBP"라 함), 복사기, 일반용지 팩시밀리등과 같은 화상형성장치는 전자사진 현상방식을 채용하고 있다. 상기 전자사진 현상방식의 프로세스(process)는 연속적으로 진행되는 "대전"→"노광" →"현상" →"전사" →"정착" 등의 단계들로 이루어진다.

이러한 전자사진 현상방식을 채용한 화상형성장치의 예로서 통상적인 LBP의 개략적인 엔진 메카니즘(engine mechanism)을 도 1로서 도시하였다. 상기 도 1에서 용지 카셋트(108)에 적재된 기록매체인 용지(128)는 픽업 롤러(110)에 의해 픽업되고 용지 이송경로(130)를 따라 급지되어 인쇄된후 외부로 배출된다. 이를 상기한 전자사진 현상방식의 프로세스에 따라 살펴보면 다음과 같다.

먼저 감광드럼(102)은 대전기(100)에 의해 대전되어 균일한 전하가 표면상에 형성된다. 그리고 용지 카셋트(108)에 적재된 용지(128)는 픽업 롤러(110)에 의해 1매가 픽업되어 이송 롤러(112)를 거쳐 레지스터 롤러(114)로 이송된다. 이러한 상태에서 감광드럼(102)의 표면이 노광장치인 레이저 스캐너 유니트(Laser Scanner Unit: LSU)(104)에 의해 노광됨으로써 정전잠상이 형성된다. 이때 레이저 스캐너 유니트(104)는 인쇄할 화상데이터에 대응되게 레이저 빔(L)을 발생하여 감광드럼(102)을 노광시킨다. 그리고 레지스터 롤러(114)로 이송된 용지는 선단이 정렬된후, 상기한 노광의 시작과 동기하여 전사기(116)로 이송되기 시작한다. 이때 노광에 의해 감광드럼(102)상에 형성된 정전잠상은 현상기(106)로부터 공급되는 현상제인 토너(toner)에 의해 현상됨으로써 가시상으로 전환된다. 이후 감광드럼(102)상에 부착된 토너는 전사기(116)에 의해 용지에 옮겨짐으로써 전사가 이루어진 다음에 히트(heat) 롤러(120)와 압력(pressure) 롤러(122)로 이루어지는 정착기(118)로 이송된다. 그리고 용지에 전사되어 있는 토너는 히트 롤러(120)의 열과 압력 롤러(122)의 압력에 의해 용지상에 정착된다. 이와 같이 정착이 완료된용지는 배지 롤러들(124,126)에 의해 외부로 배출됨으로써 용지 1매에 대한 인쇄가 완료된다.

상기와 같은 LBP를 포함한 화상형성장치에 있어서 정착기(118)의 히트 롤러(120)의 내부는 관형태로 되어 있으며 관 내부에 발열장치로서 히터 램프(heater lamp)가 설치된다. 이와 같은 정착기(118)에 의해 정착이 양호하게 이루어지도록 하기 위해서는 정착기(118)의 온도가 적정한 온도가 되어야 한다. 이와 같이 적정한 온도를 통상적으로 정착 온도라 하는데, 정착 온도는 해당 화상형성장치에 사용되는 현상제의 용융 온도나 용지 두께등과 같은 특성에 따라 결정된다.

이러한 정착 온도는 도 2로서 보인 바와 같은 프린터 엔진부의 엔진 제어 프로세서(200)에서 제어하여 왔었다. LBP는 크게 비디오 콘트롤러(video controller)와 프린터 엔진부로 구성되는데, 비디오 콘트롤러는 호스트인 PC(Personal Computer)로부터 입력하여 처리한 화상데이터를 도 2에 보인 프린터 엔진부로 출력한다. 그러면 프린터 엔진부는 엔진 구동부(212)를 제어하여 비디오 콘트롤러로부터 입력되는 화상데이터에 따른 화상을 용지에 인쇄한다. 이때 프린터 엔진부를 전반적으로 제어하는 엔진 제어프로세서(200)는 히터 램프 제어회로(202)를 통해 히터 램프(204)를 "온"또는 "오프"시킴으로써 정착기(118)의 온도를 제어한다. 상기 히터 램프 제어회로(202)는 엔진 제어프로세서(200)로부터 "온"신호가 인가될 경우에는 히터 램프(204)에 전원을 인가함으로써 히터 램프(204)를 "온"시킨다. 그러면 히터 램프(204)의 발열로 인해 정착기(118)의 온도가 상승된다. 이와달리 엔진 제어프로세서(200)로부터 "오프"신호가 히터 램프 제어회로(202)에 인가되면, 히터램프 제어회로(202)는 히터 램프(204)에 공급되는 전원을 차단함으로써 히터 램프(204)를 "오프"시킨다. 그러면 히터 램프(204)가 발열하지 않으므로 정착기(118)의 온도가 하강된다.

한편 히트 롤러(120)에는 온도센서(206)가 설치되는데, 온도센서(206)로서는 통상적으로 온도에 대하여 부성저항특성을 가지는 써미스터(thermister)가 사용된다. 써미스터를 사용한 온도센서(206)는 정착기(118)의 온도에 따라 저항값이 변하게 되며, 온도센서(206)와 연결되어 있는 온도감지회로(208)는 온도센서(206)의 저항값에 대응하는 전압레벨의 신호를 발생하여 센서입력부(210)에 인가한다. 상기 센서입력부(210)는 통상적으로 ADC(Analog-to-Digital Convertor)나 비교회로를 사용하며 온도감지회로(208)로부터 인가되는 신호를 그의 전압레벨에 대응하는 값을 가지는 디지탈 데이터로 변환하여 엔진 제어프로세서(200)에 인가한다. 엔진 제어프로세서(200)는 센서입력부(210)의 출력 데이터값으로부터 현재의 정착기(118)의 온도를 감지하게 되고, 그에따라 정착기(118)의 온도가 목표 온도가 되도록 히터 램프 제어회로(202)를 통해 히터 램프(204)를 제어한다. 이때 엔진 제어프로세서(200)는 현재의 정착기(118)의 온도가 목표 온도보다 높으면 히터 램프(204)를 "오프"하여 온도를 낮추고, 정착기(118)의 온도가 목표 온도보다 낮으면 히터 램프(204)를 "온"하여 정착기(118)의 온도를 높임으로써 정착기(118)의 온도를 일정하게 유지한다.

통상적으로 정착기(118)의 온도는 2가지 단계로 제어한다. 첫 번째는 준비(ready) 온도이고 두 번째는 인쇄 온도이다. 히터 램프(204)를 이용해서 실온상태의 정착기(118)의 온도를 인쇄 온도까지 올리기 위해서는 어느 정도의 시간이 소요된다. 그래서 실제 인쇄를 시작할때 신속히 인쇄 온도에 도달하도록 하기 위해 미리 일정 온도로 예열시켜 놓게 되는데, 이와 같이 엔진이 인쇄를 하지 않으면서 준비상태를 유지하는 동안의 정착기(118)의 온도를 정의한 것이 준비 온도이다. 즉, 준비 온도는 퍼스널 컴퓨터와 같은 호스트로부터 인쇄명령이 수신될 때 히터 램프(204)에 의해 정착기(118)의 온도를 보다 신속하게 인쇄 온도까지 올릴 수 있는 중간단계의 온도이다.

이를 통상적인 정착 온도 제어 타이밍도를 보인 도 3을 참조하여 살펴보면 다음과 같다. 도 3의 t0시점에 도 1 및 도 2에 보인 LBP의 전원이 "온"되거나 슬립 모드(sleep mode)에서 해제되면, 엔진 제어 프로세서(200)는 히터 램프(204)를 "온"시켜 정착기(118)의 온도 Th를 준비 온도 Ts까지 상승시킨다. 이러한 동작을 통상적으로 웜-업(warm-up)이라 하고, 웜-업에 소요되는 시간은 통상적으로 40∼50초 정도인데 이를 도 3에서는 tw로 표시하였다. 이후 t1시점에서 정착기(118)의 온도가 준비 온도 Ts에 도달하여 웜-업이 완료되면, 엔진 제어 프로세서(200)는 비디오 콘트롤러와 같은 외부로부터 인쇄명령의 수신을 대기하면서 준비 온도 Ts를 기준으로 히터 램프(204)를 "온"/"오프"시키는 동작을 반복하여 준비 온도 Ts를 유지시킨다. 그리고 슬립 모드는 전원 절약을 위해 일정시간이상 인쇄 동작을 하지 않는 경우에 동작 재개를 할때까지 정착기(118) 등을 "오프"시키는 모드를 말한다.

이러한 준비 상태에서 t2시점에서 인쇄명령이 수신되면, 엔진 제어 프로세서(200)는 히터 램프(204)를 "온"시켜 정착기(118)의 온도 Th를 인쇄 온도Tp까지 상승시키고 인쇄를 완료할때까지 인쇄 온도 Tp를 기준으로 히터 램프(204)를 "온"/"오프"시키는 동작을 반복한다. 이후 인쇄를 완료하면, 엔진 제어 프로세서(200)는 히터 램프(204)를 "오프"시켜 정착기(118)의 온도를 준비 온도 Ts로 하강시켜 유지시킨다.

상기한 바와 같은 온도 제어에 있어서 엔진 제어 프로세서(200)는 온도센서(206)에 의해 감지되는 정착기(118)의 온도에 해당하는 데이터값, 즉 감지온도를 센서 입력부(210)로부터 입력하여 준비 온도 Ts 또는 인쇄 온도 Tp와 비교하고, 비교 결과에 따라 히터 램프(204)를 "온"시키거나 "오프"시킨다.

그리고 도 3에서 보는 바와 같이 정착기(118)의 온도를 상승시킬때 오버슈트(overshoot)가 존재하게 된다. 물론 언더슈트(undershoot)도 발생하지만 도 3에는 도시하지 않고 생략하였다. 이러한 오버슈트와 언더슈트는 시간이 경과하면 점차 사라지고 안정되게 된다.

한편 전원이 "온"되거나 슬립 모드에서 해제된 경우에 웜-업을 완료하는 즉시 인쇄를 하게 될때와 준비상태에서 인쇄를 하게 될때간에 정착성이 상이하며, 준비상태인 경우에도 준비상태로 지속된 시간에 따라 정착성이 상이하다. 즉, 웜-업을 완료한 직후에는 오버슈트로 인해 정착기(118)의 온도가 준비 온도 Ts보다 높게 되나, 오버슈트 직후에는 아직 정착기(118)에 충분히 열량이 보존되지 않은 상태가 아니다. 또한 준비상태로 지속된 시간이 일정시간이 경과하기 전까지는 역시 정착기(118)에 충분히 열량이 보존되지 않은 상태이지만, 준비상태로 지속된 시간이 일정시간이 경과한 이후에는 정착기(118)에 충분히 열량이 보존된 상태가 된다.

이에따라 인쇄를 시작하는 시점에 따라 정착성이 상이하게 됨에도 불구하고 종래에는 인쇄가 시작되는 시점에 관계없이 항상 정착기(118)에 대한 인쇄 온도를 정상적인 정착 온도로 설정하여 제어하여 왔었다. 그러므로 정착이 제대로 이루어지지 않는 경우가 발생하였었다.

따라서 본 발명의 목적은 인쇄를 시작하는 시점의 동작상태에 적합하도록 정착 온도를 제어하여 정착성을 최적화할 수 있는 정착 온도 제어방법을 제공함에 있다.

도 1은 통상적인 레이저 빔 프린터의 엔진 메카니즘 구조도,

도 2는 통상적인 프린터 엔진부의 회로 블록구성도,

도 3은 통상적인 정착 온도 제어 타이밍도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 정착 온도 제어 흐름도.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 본 발명은 인쇄를 시작하는 시점에 따라 정착기의 제어 온도를 다르게 함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 정착 온도 제어 흐름도를 보인 것으로, 전술한 도 1 및 도 2와 같은 LBP에서 엔진 제어 프로세서(200)의 동작을 (300)∼(326)단계로 보인 것이다. 전원이 "온"되거나 슬립 모드에서 해제되면, 엔진 제어 프로세서(200)는 (300)단계에서 시간 t를 0으로 셋팅하고 그 시점부터 시간 경과를 체크하기 시작한다. 이때 웜-업을 시작하여 도 3과 같은 준비 온도 Ts를 목표 온도로 설정하여 정착기(118)의 온도를 준비 온도 Ts로 상승시킨 다음에 인쇄명령이 수신되지 않으면 준비 온도 Ts를 유지하게 된다. 이와 같이 전원이 "온"되거나 슬립 모드에서 해제되기 시작하면 엔진 제어 프로세서(200)는 (302)∼(304)단계에서 시간 t를 증가시켜 가면서 인쇄명령의 수신을 대기한다.

상기와 같은 상태에서 인쇄명령이 수신되면, 엔진 제어 프로세서(200)는 (306)단계에서 시간 t를 웜-업 시간 tw와 비교하여 웜-업 시간 tw보다 작으면 (308)단계로 진행하고 웜-업 시간 tw보다 작지 않으면 (318)단계로 진행하며, (318)단계에서는 다시 시간 t를 일정시간 tr과 비교하여 일정시간 tr보다 작으면 (320)단계로 진행하고 일정시간 tr보다 작지 않으면 (324)단계로 진행한다.

상기한 (306)단계에서 시간 t가 웜-업 시간 tw보다 작으면, 웜-업을 완료하기 전에 인쇄명령이 수신된 경우로서, 웜-업을 완료하는 즉시 인쇄를 시작하게 된다. 이러한 경우 상기 (308)단계에서 정상적인 정착 온도 T를 인쇄 온도 Tp로 설정함과 아울러 인쇄 매수 n을 0으로 설정하여 인쇄를 하고, (310)단계에서 인쇄 매수 n를 1증가시키고 (312)단계에서 2가 되었는지를 검사한다. 만일 상기 (312)단계에서 인쇄 매수 n이 2가 되었으면 (314)∼(316)단계에서 정상적인 정착 온도 T보다 일정 온도 △T만큼 높게 인쇄 온도 Tp를 설정하여 인쇄를 종료할때까지 인쇄를 한다. 이와 달리 상기 (312)단계에서 인쇄 매수 n이 2가 되지 않은 경우는 첫번째 장에 대한 인쇄를 하는 중이므로 계속 정상적인 정착 온도 T보다 일정 온도 △T만큼 높은 인쇄 온도 Tp로 정착기(118)를 제어한다. 그리고 첫번째 장을 인쇄한 후 더이상 인쇄를 하지 않는 경우에는 물론 인쇄를 종료하고 준비 상태로 된다.

이에따라 웜-업 완료 즉시 오버슈트가 발생하는 첫번째 장에 대하여는 정상적인 정착 온도 T에 해당하는 인쇄 온도 Tp로 설정하여 인쇄하며, 두번째 장부터는 정상적인 정착 온도 T보다 일정 온도 △T만큼 높게 인쇄 온도 Tp를 설정하여 인쇄를 하게 된다.

이와 달리 상기 (306)단계에서 시간 t가 웜-업 시간 tw보다 작지 않으면, 웜-업을 완료한후 준비 상태에서 인쇄명령이 수신된 경우이다. 이러한 경우 상기(318)단계에서 시간 t가 일정시간 tr보다 작으면, 웜-업을 완료한후 준비 온도 Ts를 유지하는 상태에서 일정시간 tr이 경과하기 전에 인쇄명령이 수신되는 경우가 된다. 이러한 경우 (320)∼(322)단계에서 인쇄 매수와 관계없이 인쇄를 종료할때까지 정상적인 정착 온도 T를 인쇄 온도 Tp로 설정하여 인쇄를 한다.

그리고 상기 (318)단계에서 시간 t가 일정시간 tr보다 작지 않으면, 웜-업을 완료한후 준비 온도 Ts를 유지하는 상태에서 일정시간 tr이 경과한 후에 인쇄명령이 수신되는 경우가 된다. 이러한 경우 정착기(118)에 충분한 열량이 보존된 상태이므로 (324)∼(326)단계에서 인쇄 매수와 관계없이 인쇄를 종료할때까지 정상적인 정착 온도 T보다 일정 온도 △T만큼 낮게 인쇄 온도 Tp를 설정하여 인쇄를 한다.

따라서 인쇄를 시작하는 시점에 따라 정착기의 제어 온도를 다르게 하여 인쇄를 시작하는 시점의 동작상태에 적합하도록 정착 온도를 제어함으로써 정착성을 최적화할 수 있게 된다.

한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나,여러가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 특히 본 발명의 실시예에서는 LBP에 적용하는 예를 보였으나, 정착 온도 제어를 필요로 하는 전자사진 현상방식을 채용한 다른 화상형성장치에도 동일하게 적용된다. 또한 준비상태에서 인쇄가 시작되는 경우에도 일정시간이 경과하기 전과 일정시간이 경과한 후를 구분하여 달리 제어하는 예를 들었으나, 준비상태에서는 이미 준비 온도를 유지하고 있는 경우이므로 구분하지 않을 수도 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 인쇄를 시작하는 시점의 동작상태에 따라 정착기의 제어 온도를 다르게 함으로써 정착성을 최적화할 수 있는 잇점이 있다.

Claims

기록매체상에 부착되어 있는 현상제를 정착시키기 위한 정착기를 구비한 전자사진 현상방식을 채용한 화상형성장치에서 상기 정착기의 온도를 설정된 온도가 되도록 제어하는 방법에 있어서,

웜-업을 시작하게 되면 상기 정착기의 온도를 미리 정해진 준비 온도로 상승시키는 과정과,

상기 웜-업을 완료하기까지 인쇄명령이 수신되지 않은 경우에는 상기 준비 온도를 유지하는 과정과,

상기 웜-업을 완료하기 전에 인쇄명령이 수신되는 경우에는 상기 웜-업을 완료하는 즉시 인쇄를 시작하고, 첫번째 장에 대하여는 정상적인 정착 온도를 인쇄 온도로 설정하여 인쇄하며 두번째 장부터는 상기 정상적인 정착 온도보다 높게 상기 인쇄 온도를 설정하여 인쇄하는 과정과,

상기 웜-업을 완료한후 상기 준비 온도를 유지하는 상태에서 상기 인쇄명령이 수신되는 경우에는 상기 정상적인 정착 온도를 상기 인쇄 온도로 설정하여 인쇄하는 과정을 구비함을 특징으로 하는 특징으로 하는 정착 온도 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 웜-업이, 상기 화상형성장치의 전원이 "온"되거나 슬립 모드에서 해제되는 경우에 시작됨을 특징으로 하는 정착 온도 제어방법.
기록매체상에 부착되어 있는 현상제를 정착시키기 위한 정착기를 구비한 전자사진 현상방식을 채용한 화상형성장치에서 상기 정착기의 온도를 설정된 온도가 되도록 제어하는 방법에 있어서,

웜-업을 시작하게 되면 상기 정착기의 온도를 미리 정해진 준비 온도로 상승시키는 과정과,

상기 웜-업을 완료하기까지 인쇄명령이 수신되지 않은 경우에는 상기 준비 온도를 유지하는 과정과,

상기 웜-업을 완료하기 전에 인쇄명령이 수신되는 경우에는 상기 웜-업을 완료하는 즉시 인쇄를 시작하고, 첫번째 장에 대하여는 정상적인 정착 온도를 인쇄 온도로 설정하여 인쇄하며 두번째 장부터는 상기 정상적인 정착 온도보다 높게 상기 인쇄 온도를 설정하여 인쇄하는 과정과,

상기 웜-업을 완료한후 상기 준비 온도를 유지하는 상태에서 일정시간이 경과하기 전에 상기 인쇄명령이 수신되는 경우에는 상기 정상적인 정착 온도를 상기 인쇄 온도로 설정하여 인쇄하는 과정과,

상기 웜-업을 완료한후 상기 준비 온도를 유지하는 상태에서 상기 일정시간이 경과한 후에 상기 인쇄명령이 수신되는 경우에는 상기 정상적인 정착 온도보다 낮게 상기 인쇄 온도를 설정하여 인쇄하는 과정을 구비함을 특징으로 하는 정착 온도 제어방법.
제3항에 있어서, 상기 웜-업이, 상기 화상형성장치의 전원이 "온"되거나 슬립 모드에서 해제되는 경우에 시작됨을 특징으로 하는 정착 온도 제어방법.