KR20070097993A - 전자사진방식 화상형성장치 및 그 온도제어방법 - Google Patents

전자사진방식 화상형성장치 및 그 온도제어방법 Download PDF

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Abstract

개시된 전자사진방식 화상형성장치의 온도제어방법은, 감광체에 광을 조사하여 정전잠상을 형성시키는 광주사유닛과, 정전잠상에 토너를 공급하여 감광체 상에 토너화상을 형성시키는 현상유닛과, 기록매체로 전사된 토너화상에 열을 가하여 정착시키는 정착유닛, 및 하나 이상의 송풍팬을 구비하는 전자사진방식 화상형성장치의 온도제어방법으로서, 광주사유닛 내부의 온도편차를 결로현상이 생기는 한계온도편차 이내가 되도록 제어하기 위한 송풍팬의 송풍량을 인쇄모드와 대기모드에 대하여 각각 메모리에 미리 설정하고, 화상형성장치의 동작 모드에 따라 설정된 송풍량에 기초하여 송풍팬을 구동하는 것을 특징으로 한다.

Description

전자사진방식 화상형성장치 및 그 온도제어방법{Electrophotographic image forming apparatus and temperature control mathod thereof}
도 1은 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 일 실시예의 개략적인 내부사시도.
도 2는 도 1에 도시된 전자사진방식 화상형성장치의 일 실시예의 구성도.
도 3은 도 1과 도 2에 도시된 광주사유닛의 일 실시예의 사시도.
도 4는 결로현상이 발생되는 조건을 구하기 위하여 인쇄모드와 대기모드 동안에 광편향수단 부근의 온도와 광창의 중앙부의 온도를 측정한 결과를 도시한 그래프.
도 5는 본 발명에 따른 온도제어방법에 적용되는 경우에, 인쇄모드와 대기모드 동안에 광편향수단 부근의 온도와 광창의 중앙부의 온도를 측정한 결과를 도시한 그래프.
도 6은 본 발명에 따른 온도제어방법을 적용하기 위한 제어블록도의 일 예를 도시한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10......감광드럼 20......대전롤러
30......광주사유닛 32......광편향수단
36......반사미러 37......광창
40......현상롤러 50......전사롤러
120......현상유닛 130......정착유닛
210, 220......제1, 제2송풍팬 234, 240......센서
250......온도편차산출부 260......구동신호생성부
270......송풍팬구동부 280......메모리
Vc......전사바이어스 Vs......공급바이어스
Vd......현상바이어스 Vt......전사바이어스
본 발명은 화상형성장치 및 그 온도제어방법에 관한 것으로서, 특히 전자사진방식에 의하여 화상을 형성하는 전자사진방식 화상형성장치 및 그 온도제어방법에 관한 것이다.
전자사진방식 화상형성장치는, 대전유닛을 이용하여 감광체를 균일한 전위로 대전시키고, 광주사유닛을 이용하여 감광체 상에 화상정보에 대응되어 변조된 광을 주사하여 정전잠상(electrostatic latent image)을 형성하고, 현상유닛을 이용하여 상기 정전잠상에 토너를 공급하여 토너화상을 형성하고, 토너화상을 기록매체로 전사한 후에 정착유닛을 이용하여 토너화상에 열을 가하여 기록매체에 정착시켜 화상을 형성하는 장치를 말한다.
광주사유닛은 광원으로부터 조사된 광을 주주사방향으로 편향시키는 광편향수단과, 편향된 광을 감광체 면에 결상시키는 결상렌즈와, 결상렌즈를 통과한 광을 감광체를 향하여 반시시키는 반사경을 포함한다. 광주사유닛의 구성요소들은 밀폐된 프레임 내부에 수용되며, 프레임에는 반사경에 의하여 반사된 광이 통과되는 광창이 마련된다.
정착유닛은 히터가 설치된 열롤러를 구비한다. 열롤러의 온도는 약 200℃ 정도이다. 정착유닛에서 발생된 열은 광주사유닛을 비롯한 다른 구성요소로 전달된다. 화상형성장치 내부를 냉각시키기 위하여 송풍팬이 마련된다. 송풍팬은 인쇄작업을 수행하지 않는 동안에는 저속모드로 구동되거나 또는 정지된다.
상기한 바와 같은 화상형성장치에서 종종 인쇄된 화상에 부주사방향의 흑선(black band) 또는 백선(white band)이 생기는 현상이 발견된다. 감광체 표면에 스크래치가 생긴 경우나 감광체 클리닝 불량이 아니라면, 이와 같은 인쇄불량은 광주사유닛의 반사경이나 광창이 이물질로 오염된 경우에 발생될 수 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 광주사유닛의 광경로를 형성하는 광학부재의 오염으로 인한 인쇄불량을 방지할 수 있도록 개선된 전자사진방식 화상형성장치 및 그 온도제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자사진방식 화상형성장치의 온도제어방법은, 감광체에 광을 조사하여 정전잠상을 형성시키는 광주사유닛과, 상기 정전잠상에 토너를 공급하여 상기 감광체 상에 토너화상을 형성시키는 현상유닛과, 기록매체로 전사된 상기 토너화상에 열을 가하여 정착시키는 정착유닛, 및 하나 이상의 송풍팬을 구비하는 전자사진방식 화상형성장치의 온도제어방법으로서, 상기 광주사유닛 내부의 온도편차를 결로현상이 생기는 한계온도편차 이내가 되도록 제어하기 위한 상기 송풍팬의 송풍량을 인쇄모드와 대기모드에 대하여 각각 메모리에 미리 설정하고, 상기 화상형성장치의 동작 모드에 따라 상기 설정된 송풍량에 기초하여 상기 송풍팬을 구동하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예로서, 상기 온도편차가 25℃ 이내가 되도록 상기 송풍팬의 송풍량을 설정할 수 있다. 상기 온도편차는, 상기 광주사유닛 내부의 광편향수단 부근의 온도와 광이 출사되는 광창 부근의 온도와의 차이인 것이 바람직하다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자사진방식 화상형성장치의 온도제어방법은, 감광체에 광을 조사하여 정전잠상을 형성시키는 광주사유닛과, 상기 정전잠상에 토너를 공급하여 상기 감광체 상에 토너화상을 형성시키는 현상유닛과, 기록매체로 전사된 상기 토너화상에 열을 가하여 정착시키는 정착유닛, 및 하나 이상의 송풍팬을 구비하는 전자사진방식 화상형성장치의 온도제어방법으로서, 둘 이상의 센서를 이용하여 상기 광주사유닛 내부의 적어도 두 위치에서 온도를 측정하고, 그 온도편차가 결로현상이 생기는 한계온도편차 이내가 되도록 상기 송풍팬의 송풍량을 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예로서, 상기 온도편차가 25℃ 이내가 되도록 상기 송풍팬의 송풍량을 제어할 수 있다. 상기 온도편차는, 상기 광주사유닛 내부의 광편향수단 부근의 온도와 광이 출사되는 광창 부근의 온도와의 차이인 것이 바람직하다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자사진방식 화상형성장치는, 감광체에 광을 조사하여 정전잠상을 형성시키는 광주사유닛과, 상기 정전잠상에 토너를 공급하여 상기 감광체 상에 토너화상을 형성시키는 현상유닛과, 기록매체로 전사된 상기 토너화상에 열을 가하여 정착시키는 정착유닛, 및 송풍팬을 구비하는 화상형성장치에 있어서, 상기 광주사유닛 내부의 적어도 두 위치에서 온도를 측정하는 센서; 상기 센서에 의하여 검출된 온도차이를 산출하는 온도편차산출부; 상기 온도차이가 25℃ 이내가 되도록 상기 송풍팬의 송풍량을 결정하고, 송풍팬을 구동하기 위한 구동신호를 생성하는 구동신호 생성부; 송풍팬 구동신호에 따라 상기 송풍팬을 구동하는 송풍팬 구동부;를 포함한다.
일 실시예로서, 상기 광주사유닛은 광원으로부터 조사되는 광을 주주사방향으로 편향시키는 광편향수단과, 편향된 광이 상기 감광체를 향하여 출사되는 광창을 포함하며, 상기 광창은 상기 광편향수단에 비하여 상기 정착유닛으로부터 먼 위치에 위치된다. 상기 센서는 상기 광편향수단 부근과 상기 광창 부근의 온도를 측정한다.
이하 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 일 실시예를 도시한 내부 사시도이며, 도 2는 도 1의 구성도이다. 도 1과 도 2를 보면, 감광드럼(10), 대전롤러(20), 광주사유닛(30), 현상유닛(120), 전사롤러(50), 정착유닛(130)이 도시 되어 있다.
감광드럼(10)은 감광체의 일 예로서, 원통형 금속 파이프의 외주면에 소정 두께의 감광층이 형성된 것이다. 도면으로 도시되지는 않았지만, 감광체로서 벨트 형태의 감광벨트가 채용될 수도 있다.
대전롤러(20)는 감광드럼(10)에 접촉되어 회전되면서 그 표면을 균일한 전위로 대전시키는 대전기의 일 예이다. 대전롤러(20)에는 대전바이어스(Vc)가 인가된다. 대전롤러(20) 대신에 코로나 대전기(미도시)가 사용될 수도 있다.
광주사유닛(30)은 균일한 전위를 가지도록 대전된 감광드럼(10)에 화상정보에 따라 변조된 광을 주사하여 정전잠상을 형성한다. 광주사유닛(30)으로서는 일반적으로 레이저 다이오드를 광원으로 사용하는 LSU(laser scanning unit)가 사용된다. 도 2와 도 3을 참조하면, 광주사유닛(30)은 광을 생성하는 광원(31)과, 이 광원(31)에서 출사된 광이 감광드럼(10)에 주사 되도록 주주사방향(M)으로 편향시키는 광편향수단(32)과, 광편향수단(32)에서 편향되는 광을 감광드럼(10) 상에 결상시키는 결상렌즈(33)를 포함한다. 결상렌즈(33)는 예를 들면 감광드럼(10) 상에 광을 등속주사시키는 f-θ렌즈를 포함한다. 또, 광원(31)과 광편향수단(32) 사이의 광로 상에는 광원(31)에서 조사된 발산광을 집속시키는 콜레메이팅렌즈(34)와, 광을 정형하는 실린드리컬렌즈(35)가 설치된다. 상기 구성요소들은 프레임(39)에 수용된다. 프레임(39)에는 광창(37)이 마련된다. 광창(37)은 예를 들면 글래스 등의 투광성 부재이다. 반사미러(36)는 결상렌즈(33)를 통과한 광이 광창(37)을 통하여 감광드럼(10)에 조사될 수 있도록 광의 방향을 바꾼다.
광편향수단(32)은 구동원(32-1)과, 이 구동원(32-2)에 의해 회전되는 폴리곤미러(32-2)를 포함한다. 따라서, 광원(31)에서 조사된 빔은 폴리곤미러(32-2)의 반사면에 입사된다. 폴리곤미러(32-2)가 회전되면 광은 주주사방향(M)으로 편향된다.
현상유닛(120)은 감광드럼(10)과 대면되어 회전되는 현상롤러(40)를 포함한다. 현상롤러(140)에는 현상바이어스(Vd)가 인가된다. 토너수용부(60)에 수용된 토너는 현상롤러(40)의 표면에 부착되어 감광드럼(10)과 현상롤러(40)가 대면된 현상닙으로 이동되며, 현상바이어스(Vd)에 의하여 감광드럼(10)에 형성된 정전잠상에 부착된다. 참조부호 70는 현상롤러(40)의 표면에 부착되는 토너의 양을 규제하는 규제수단이다. 참조부호 80, 90는 토너수용부(60)에 수용된 토너를 현상롤러(40)로 공급하기 위한 공급롤러와 교반기를 각각 표시한 것이다. 공급롤러(80)에는 토너를 현상롤러(40)로 부착시키기 위하여 공급바이어스(Vs)가 인가될 수 있다. 본 실시예의 화상형성장치는 비접촉 현상방식을 채용한다. 현상롤러(40)의 표면이 감광드럼(10)의 표면으로부터 현상갭(Dg)만큼 이격된다. 도면으로 도시되지는 않았지만, 현상롤러(40)는 감광드럼(10)의 표면에 접촉되는 접촉 현상방식이 채용될 수도 있다. 이 경우에, 현상롤러(40)의 적어도 최외주는 탄성체인 것이 바람직하다.
전사롤러(50)는 감광드럼(10)과 대면되게 위치되어 전사닙을 형성하는 전사기의 일 예이다. 전사롤러(50)에는 감광드럼(10)에 부착된 토너화상을 용지로 전사시키기 위한 전사바이어스(Vt)가 인가된다. 전사롤러(50)대신에 코로나 전사기가 사용될 수도 있다. 참조부호 12는 용지로 전사되지 않고 감광드럼(10)의 표면에 잔류되는 폐토너를 제거하는 클리닝 블레이드이다. 폐토너는 폐토너통(120)에 수용된 다.
정착유닛(130)은 열롤러(131), 압력롤러(132), 및 히터(133)를 포함한다. 히터(133)로서는 할로겐 램프, 발열저항코일, 유도가열기, 세라믹 히터, 히트 파이프 등이 채용될 수 있다. 본 실시예에서는 열롤러(131) 내부에 히터(133)가 설치되어 있다. 도면으로 됫되지는 않았지만, 정착유닛(130)의 정착성능을 향상시키기 위하여 압력롤러(132)에도 히터(133)가 설치될 수 있다.
상술한 구성에 의한 화상형성과정을 간략히 설명한다. 대전롤러(20)에 대전바이어스(Vc)가 인가되고, 감광드럼(10)은 균일한 전위로 대전된다. 광주사유닛(30)은 화상정보에 대응되어 변조된 광을 감광드럼(10)으로 주사하여, 감광드럼(10)의 외주에 정전잠상이 형성시킨다. 토너수용부(60)에 수용된 토너는 교반기(90)와 공급롤러(80)에 의하여 현상롤러(40)의 표면에 부착된다. 규제수단(70)은 현상롤러(40)의 표면에 균일한 토너층을 형성시킨다. 현상롤러(40)에는 현상바이어스(Vd)가 인가된다. 현상바이어스(Vs)에 의하여 현상롤러(40)에 부착된 토너는 현상갭(Dg)을 가로질러 정전잠상에 부착된다. 감광드럼(10)에는 토너화상이 형성된다. 픽업롤러(1)에 의하여 적재수단(4)으로부터 인출된 기록매체(P)는 이송롤러(2)에 의하여 전사롤러(50)와 감광드럼(10)이 대면된 전사닙으로 이송된다. 전사롤러(50)에 전사바이어스(Vt)가 인가된다. 전사바이어스(Vt)의 정전기적 인력에 의하여 토너화상은 기록매체(P)로 전사된다. 기록매체(P)로 전사된 토너화상이 정착유닛(130)으로부터 열과 압력을 받아 기록매체(P)에 정착됨으로써 인쇄가 완료된다. 기록매체(P)는 배출롤러(3)에 의하여 배출된다.
정착유닛(130)의 열롤러(131)의 온도는 약 190℃ 정도이다. 이 열이 화상형성장치 내부로 전달된다. 본 실시예의 화상형성장치는 정착유닛(130)에서 발생되는 열을 외부로 방출하기 위하여 송풍팬을 구비한다. 송풍팬은 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 본 실시예의 화상형성장치는 도 1에 도시된 바와 같이 제1, 제2송풍팬(210)(220)을 구비한다. 제1송풍팬(210)은 화상형성장치의 중앙부에 위치된다. 제2송풍팬(220)은 정착유닛(130)에 인접되게 위치된다.
감광체 표면에 스크래치가 생긴 경우나 감광체 클리닝 불량이 아니라면, 광주사유닛(30)의 반사미러(36)나 광창(37)이 이물질로 오염된 경우에 인쇄된 화상에 부주사방향(S)의 밴드(band : 흑선(black band) 또는 백선(white band)의 형태)가 생길 수 있다. 광창(37)이나 반사미러(36)는 프레임(39) 내부에 수용되어 있기 때문에 외부로부터 프레임(39) 내부로 이물질이 유입될 가능성은 적다. 조사결과에 따르면, 광창(37)이나 반사미러(36)에 부착된 이물질은 결로성 오염물질이다. 결로성 오염물질은 광주사유닛(30) 내부의 공기 중에 포함된 수분과 폴리곤미러(32-2)를 지지하는 베어링(미도시)에 도포된 오일 등의 윤활물질이 증발되었다가 반사미러(36)나 광창(37)에 결로현상에 의하여 부착된 것이다. 광주사유닛(30) 내부의 온도가 전체적으로 균일한 경우에는 결로 현상이 발생되지 않으나, 온도가 불균일하고 온도편차가 소정 범위(결로한계편차)를 넘어서는 경우에는 온도가 낮은 구성요소에 결로가 생긴다. 특히, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 광편향수단(32)에 정착유닛(130)에 가깝고 반사미러(36)와 광창(37)이 정착유닛(130)으로부터 먼 경우에 광편향수단(32) 부근의 온도와 반사미러(36)와 광창(37) 부근의 온도의 차이가 심해질 가능성이 높다. 또, 정착유닛(130)은 인쇄를 수행하지 않는 동안에도 대기온도 예를 들면 약 165℃ 정도로 유지된다. 이는 인쇄명령이 입력되면 짧은 시간 내에 정착유닛(130)의 온도를 인쇄온도인 약 190℃정도로 올리고 즉각적으로 인쇄를 수행하기 위함이다. 따라서, 화상형성장치가 대기모드에 있는 동안에도 광편향수단(32) 부근의 온도와 반사미러(36)와 광창(37) 부근의 온도의 차이가 발생된다.
반사미러(37)나 광창(37)의 오염은 쉽게 제거되기 어렵다. 또, 광주사유닛(30)은 매우 정밀한 구성요소이기 때문에 쉽게 분해하여 수리하기도 어렵기 때문에, 반사미러(36)나 광창(37)의 오염이 인쇄불량의 원인으로 판명되는 경우에는 대부분 광주사유닛(30) 자체를 교체하여야 한다. 본 발명에 따른 화상형성장치 및 그 온도제어방법은, 광주사유닛(30) 내부의 온도편차를 결로한계편차 이내로 제어함으로써 결로현상이 발생되지 않도록 하는데 그 특징이 있다.
결로한계편차는 이론적으로 구할 수도 있지만, 결로한계편차는 화상형성장치를 사용하는 환경조건에 따라서 달라질 수 있는 것이므로 실험적으로 구하는 것이 더 편리하다. 구해진 결로한계편차는 도 6에 도시된 바와 같이 메모리(280)에 미리 저장될 수 있다. 또, 실험에 의하여 결로가 생기지 않은 비교적 안전한 온도편차를 구하여 메모리(280)에 미리 저장할 수도 있다. 제1, 제2송풍팬(210)(220의 송풍량은 광주사유닛(30) 내부의 온도편차가 실험적으로 구한 안전한 온도편차 이내가 되도록 제어된다.
결로에 의한 인쇄불량을 확인하기 위하여 다음과 같은 조건으로 화상형성장치를 동작시켰다. 제1, 제2송풍팬(210)(220)으로서는 정격전압 24V, 정격전류 0.08A의 직류 브러쉬리스 모터를 채용한 팬을 사용하였다. 정격전압과 정격전압이 인가될 때에 제1, 제2송풍팬(210)(220)은 3500rpm±10%로 회전된다. 제1, 제2송풍팬(210)(220)의 송풍량은 3150rpm에서 16.0 CFM(cubic feet per minute :ft3/min)이며, 3850rpm에서 19.9CFM이다. 인쇄모드에서는 정착유닛(130)의 온도를 190℃로 유지하도록 제어하고, 제1, 제2송풍팬(210)(220)을 각각 정격의 50% 상태로 구동하였다. 대기모드에서는 정착유닛(130)의 온도를 165로 유지하도록 제어하고, 제1송풍팬(210)은 정격의 50% 상태로 구동하고, 제2송풍팬(220)은 정지한 상태를 유지하였다. 정격의 50% 상태로 구동하였다 함은, 제1, 제2냉각팬(210)(220)이 정격구동상태의 절반 상태로 구동하였다는 것을 의미한다. 예를 들어, 본 실험에서는 10ms 간격으로 온/오프되는 형태의 구동신호를 제1, 제2냉각팬(210)(220)에 공급함으로써 정격의 50% 상태를 구현하였다. 상기한 바와 같은 조건에서 10매 연속인쇄, 1분 대기를 반복하였다. 그 결과, 약 700매 인쇄한 후부터 인쇄화상에 부주사방향(S)의 밴드가 발생되기 시작하였다. 반사미러(36)와 광창(37)을 조사한 결과, 부주사방향(S)의 밴드가 발생된 위치에 이물질이 부착된 것을 확인하였다.
상기 조건에서 인쇄모드와 대기모드가 수행될 때에 광주사유닛(30) 내부의 온도편차를 확인하는 실험을 수행하였다. 화상형성장치를 온도 10℃, 습도 10%가 유지되는 챔버 내에 넣고, 화상형성장치 내부의 온도가 포화될 때까지 연속인쇄를 수행하였다. 화상형성장치 내부의 온도가 포화가 된 후에 30분간 인쇄를 수행하지 않고 대기 모드를 유지하였다. 인쇄를 수행하는 동안에 제1, 제2송풍팬(210)(220) 은 각각 정격의 50% 상태로 구동하였다. 대기모드에서는 정착유닛(130)은 대기온도 예를 들면 165℃를 유지하도록 제어하고, 제1송풍팬(210)은 정격의 50% 상태로 구동하고, 제2송풍팬(220)은 정지한 상태를 유지하였다. 인쇄모드와 대기모드 동안에 광편향수단(32) 부근의 온도(T1)와 광창(37)의 중앙부의 온도(T2)를 써모커플(thermocouple)을 이용하여 측정한 결과가 도 4에 도시되어 있다. 도 4에 따르면, 인쇄모드에서는T1과 T2의 차이가 약 20℃정도로 유지되었으나, 대기모드에서 T1과 T2의 차이가 최대 32℃까지 발생되었다,
제1, 제2송풍팬(210)(220)의 구동상태를 변화시키면서 광주사유닛(30) 내부의 온도편차를 측정하는 작업을 반복수행한 결과, 광주사유닛(30) 내부의 온도편차가 25℃ 이내가 되면 반사미러(36)나 광창(37)에 결로가 발생되지 않는다는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 윤활물질의 발생원인 광편향수단(32) 부근과 이물질에 의한 오염이 발생되는 광창(37) 부근의 온도편차가 25℃ 이내가 되는 것이 바람직하다. 본 실시예의 온도제어방법은, 광주사유닛(30) 내부의 온도편차가 25℃ 이내가 되도록 제1, 제2송풍팬(210)(220)의 송풍량을 조절하는 것을 일 특징으로 한다. 또, 상대적으로 화상형성장치는 인쇄모드 상태인 시간보다는 대기모드 상태인 시간이 더 길기 때문에 결로현상은 대기모드 동안 또는 장시간 대기모드에 있다가 인쇄모드로 전환된 후에 발생될 가능성이 더 높다. 따라서, 인쇄모드와 대기모드를 구분하여 제1, 제2송풍팬(210)(220)의 송풍량을 다르게 조절할 수 있다. 여기서 25℃는 결로가 생기지 않은 비교적 안전한 온도편차이며, 엄밀한 결로한계편차는 아니다. 엄밀한 결로한계편차는 상술한 실험을 좀 더 정밀한 조건 하에서 반복함으로써 구해질 수 있다.
효과를 확인하기 위하여, 화상형성장치를 온도 10℃, 습도 10%가 유지되는 챔버 내에 설치하고, 화상형성장치 내부의 온도가 포화될 때까지 인쇄모드를 유지하였다. 화상형성장치 내부의 온도가 포화가 된 후에 30분간 인쇄를 수행하지 않고 대기 모드를 유지하였다. 제1, 제2송풍팬(210)(220)은 정격전압 24V, 정격전류 0.08A의 직류 브러쉬리스 모터를 채용하였으며, 인쇄를 수행하는 동안에 제1송풍팬(210)은 정격의 50%로, 제2송풍팬(220)은 정격의 100% 상태로 구동하였다. 대기모드에서는 제1, 제2송풍팬(210)(220)을 각각 정격의 50% 상태로 구동하였다. 상기 인쇄모드와 대기모드 동안에 광편향수단(32) 부근의 온도(T1)와 광창(37)의 중앙부의 온도(T2)를 써모커플(thermocouple)을 이용하여 측정한 결과가 도 5에 도시되어 있다. 도 5에 따르면, 대기모드에서 T1과 T2의 차이가 최대 22℃까지 되었다. 이와 같은 온도제어조건 하에서 10매 연속인쇄, 1분 대기를 반복하였다. 그 결과, 약 25만매까지 부주사방향(S)의 밴드가 발생되지 않았다. 또, 반사미러(36)와 광창(37)을 조사한 결과 이물질이 부착되지 않았음을 확인하였다.
능동적인 온도제어를 위하여 화상형성장치는 광주사유닛(30) 내부의 온도를 검출하기 위한 복수의 센서를 구비할 수 있다. 복수의 위치에서 광주사유닛(30)의 내부온도를 검출할 수 있도록 복수개의 센서가 구비되는 것이 바람직하다. 이 경우에, 정착유닛(130)에 가까운 위치와 정착유닛(130)으로부터 먼 위치에 적어도 하나 씩의 센서가 설치되는 것이 바람직하다. 또, 윤활물질의 증발은 광편향수단(32) 부근에서 일어나고 이물질은 주로 광창(37)이나 반사미러(36)를 오염시킨다. 또, 광 창(37)과 반사미러(36)는 가까이에 위치되어 있다. 따라서, 본 실시예의 화상형성장치에 따르면, 광편향수단(32) 부근과 광창(37) 부근에 센서(230)(240)가 각각 위치된다.
도 6에는 온도 제어를 위한 블록도가 도시되어 있다. 도 6을 보면, 온도편차산출부(250)는 센서(230)(240)로부터 입력되는 제1, 제2온도검출신호로부터 광편향수단(32) 부근과 광창(37) 부근의 온도차이를 산출한다. 이 온도차이는 아날로그 신호 또는 디지털 신호로 구동신호 생성부(260)로 전달된다. 제1, 제2온도검출신호는 예를 들면 온도(T1)(T2)에 대응되는 전압신호 또는 전류신호일 수 있다.
광주사유닛(30)의 내부 온도 편차를 25℃ 이내로 유지하기 위한 제1, 제2송풍팬(210)(220)의 송풍량은, 제1, 제2송풍팬(210)(220)의 정격용량, 제1, 제2송풍팬(210)(220)의 설치위치, 광주사유닛(30)의 내부용적, 정착유닛(130)의 정착온도와 대기온도, 화상형성장치 내부의 구성요소의 레이아웃(layout) 등의 파라메터(parameter)에 따라 달라질 수 있다. 또, 제1, 제2송풍팬(210)(220)의 송풍량은 화상형성장치가 인쇄모드인지 대기모드인지에도 의존된다.
구동신호 생성부(260)는 이 온도차이와 설정된 기준온도차(예를 들어 25℃)를 비교하고, 인쇄모드인지 대기모드인지를 판단하고 상술한 파라메타들을 고려하여 광편향수단(32) 부근과 광창(37) 부근의 온도차이가 기준온도차 이내가 되도록 하기 위한 제1, 제2송풍팬(210)(220)의 송풍량을 산출한다. 그리고, 산출된 송풍량에 기초하여 제1, 제2송풍팬(210)(220)을 각각 구동하기 위한 제1, 제2구동신호를 생성한다. 송풍팬구동부(270)는 제1, 제2구동신호에 의거하여 제1, 제2송풍 팬(210)(220)을 구동한다. 예를 들어, 제1, 제2구동신호는 소정의 듀티를 갖는 펄스 형태일 수 있다.
상술한 바와 같은 구성에 의하여, 광주사유닛(30) 내부의 온도편차가 25℃ 이내가 되도록 능동적인 제어가 가능하다. 또한, 제1, 제2송풍팬(210)(220)의 송풍량을 능동적으로 조절함으로써 소음의 저감이 가능하다.
일반적으로 화상형성장치의 설계가 완료되면, 제1, 제2송풍팬(210)(220)의 정격용량, 제1, 제2송풍팬(210)(220)의 설치위치, 광주사유닛(30)의 내부용적, 정착유닛(130)의 정착온도와 대기온도, 화상형성장치 내부의 구성요소의 레이아웃(layout) 등의 파라메터들이 결정된다. 그리고, 이 파라메터들은 거의 변하지 않는다. 따라서, 반복적인 실험에 의하여 인쇄모드와 대기모드에서 광주사유닛(30)의 내부 온도 편차를 25℃ 이내로 유지하기 위한 제1, 제2송풍팬(210)(220)의 송풍량은 실험적으로 결정할 수 있다. 이 실험적으로 결정된 송풍량 정보를 도 6에 점선으로 도시된 바와 같이 메모리(280)에 미리 설정해 둘 수 있다. 구동신호 생성부(260)는 단지 화상형성장치의 동작모드가 인쇄모드인지 대기모드인지만을 판단하고 그에 대응되는 송풍량 정보를 메모리(280)로부터 인출하여 이에 의거하여 제1, 제2구동신호를 생성할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 센서(230)(240)를 구비할 필요가 없기 때문에 매우 화상형성장치의 제조비용을 거의 증가시키지 않고 펌웨어(firm-ware)만을 이용하여 광주사유닛(30)의 내부 온도편차를 25℃ 이내로 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 온도제어방법은 광주사유닛(30) 내부의 온도편차를 25℃ 이 내가 되도록 조절한다는데에 그 특징이 있는 것으로서, 도 1 내지 도 6의 도면들에 개시된 화상형성장치의 구성에 의하여 그 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치 및 그 온도제어방법에 따르면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 광주사유닛 내부의 결로현상에 의한 인쇄불량을 방지함으로써 고품위의 인쇄품질을 구현할 수 있으며, 화상형성장치의 내구성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또, 정착유닛의 온도를 대기온도로 유지할 수 있어 인쇄명령이 입력되면 신속하게 인쇄를 수행할 수 있다.
둘째, 센서를 이용하여 광주사유닛 내부의 온도를 측정하고 이에 기초하여 송풍팬의 송풍량을 제어함으로써 광주사유닛 내부의 온도 편차를 능동적으로 제어할 수 있다. 또, 송풍팬을 광주사유닛 내부의 온도편차에 대응하여 구동함으로써 송풍팬의 소음을 능동적으로 조절할 수 있다.
셋째, 화상형성장치의 동작모드에 대응되는 송풍팬의 송풍량 정보를 미리 설정하고 이 설정된 정보에 기초하여 송풍팬의 송풍량을 제어함으로써 저비용으로 광주사유닛 내부의 온도 편차를 제어할 수 있다.
본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.

Claims (10)

  1. 감광체에 광을 조사하여 정전잠상을 형성시키는 광주사유닛과, 상기 정전잠상에 토너를 공급하여 상기 감광체 상에 토너화상을 형성시키는 현상유닛과, 기록매체로 전사된 상기 토너화상에 열을 가하여 정착시키는 정착유닛, 및 하나 이상의 송풍팬을 구비하는 전자사진방식 화상형성장치의 온도제어방법으로서,
    상기 광주사유닛 내부의 온도편차를 결로현상이 생기는 한계온도편차 이내가 되도록 제어하기 위한 상기 송풍팬의 송풍량을 인쇄모드와 대기모드에 대하여 각각 메모리에 미리 설정하고, 상기 화상형성장치의 동작 모드에 따라 상기 설정된 송풍량에 기초하여 상기 송풍팬을 구동하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 온도제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 온도편차가 25℃ 이내가 되도록 상기 송풍팬의 송풍량을 설정하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 온도제어방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 온도편차는, 상기 광주사유닛 내부의 광편향수단 부근의 온도와 광이 출사되는 광창 부근의 온도와의 차이인 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 온도제어방법.
  4. 감광체에 광을 조사하여 정전잠상을 형성시키는 광주사유닛과, 상기 정전잠상에 토너를 공급하여 상기 감광체 상에 토너화상을 형성시키는 현상유닛과, 기록매체로 전사된 상기 토너화상에 열을 가하여 정착시키는 정착유닛, 및 하나 이상의 송풍팬을 구비하는 전자사진방식 화상형성장치의 온도제어방법으로서,
    둘 이상의 센서를 이용하여 상기 광주사유닛 내부의 적어도 두 위치에서 온도를 측정하고, 그 온도편차가 결로현상이 생기는 한계온도편차 이내가 되도록 상기 송풍팬의 송풍량을 제어하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 온도제어방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 온도편차가 25℃ 이내가 되도록 상기 송풍팬의 송풍량을 제어하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 온도제어방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 온도편차는, 상기 광주사유닛 내부의 광편향수단 부근의 온도와 광이 출사되는 광창 부근의 온도와의 차이인 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 온도제어방법.
  7. 감광체에 광을 조사하여 정전잠상을 형성시키는 광주사유닛과, 상기 정전잠 상에 토너를 공급하여 상기 감광체 상에 토너화상을 형성시키는 현상유닛과, 기록매체로 전사된 상기 토너화상에 열을 가하여 정착시키는 정착유닛, 및 송풍팬을 구비하는 전자사진방식 화상형성장치에 있어서,
    상기 광주사유닛 내부의 적어도 두 위치에서 온도를 측정하는 센서;
    상기 센서에 의하여 검출된 온도의 편차를 산출하는 온도편차산출부;
    상기 온도편차가 25℃ 이내가 되도록 상기 송풍팬의 송풍량을 결정하고, 송풍팬을 구동하기 위한 구동신호를 생성하는 구동신호 생성부;
    송풍팬 구동신호에 따라 상기 송풍팬을 구동하는 송풍팬 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 광주사유닛은 광원으로부터 조사되는 광을 주주사방향으로 편향시키는 광편향수단과, 편향된 광이 상기 감광체를 향하여 출사되는 광창을 포함하며,
    상기 광창은 상기 광편향수단에 비하여 상기 정착유닛으로부터 먼 위치에 위치되는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 센서는 상기 광편향수단 부근과 상기 광창 부근의 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송풍팬 중 적어도 하나는 상기 정착유닛에 인접되게 위치되는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.
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