KR20080072219A - 화상형성장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화상형성장치에 관한 것으로, 특히 본 발명은 가열롤러와 가압롤러가 가압 해제 가능하게 마련된 화상형성장치가 가열롤러의 과열시 단선되도록 마련된 온도감지수단과, 이 온도감지수단의 단선시 가압롤러를 가열롤러로부터 가압 해제시킬 수 있도록 가압해제제어수단을 구비하고 있기 때문에 마이컴의 A/D포트 손상 등으로 인해 마이컴이 오작동하여 가압롤러를 가열롤러로부터 가압 해제시키지 못하더라도 가압해제제어수단에 의해 가압롤러를 강제 가압 해제시킬 수 있어 가열롤러와 가압롤러가 융착되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

Description

화상형성장치{IMAGE FORMING APPARATUS}
도 1은 일반적인 화상형성장치의 정착유닛의 구조를 보인 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치의 정착시스템을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에서 가압롤러가 가열롤러에 가압된 상태를 보인 도면이다.
도 4는 도 2에서 가압롤러가 가열롤러에 가압 해제된 상태를 보인 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치의 정착시스템에 대한 제어블록도이다.
도 6은 도 5의 가압해제부의 작동을 제어하는 제어회로를 도시한 도면이다.
*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*
100 : 가열롤러 101 : 발열램프
110 : 가압롤러 120 : 지지가이드
121 : 가압스프링 130 : 가압해제부
140 : 제1온도감지부 150 : 제2온도감지부
160 : 제3온도감지부 170 : 제1가압해제제어부
171 : 마이컴 180 : 제2가압해제제어부
181 : 비교부 182 : 스위칭부
190 : 구동부
본 발명은 화상형성장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용지로 전사된 토너화상을 정착시키도록 가열롤러와 가압롤러를 갖춘 정착유닛을 구비하고, 가열롤러의 과열시 가압롤러를 가열롤러로부터 가압 해제시켜 가열롤러와 가압롤러 간의 융착을 방지할 수 있는 화상형성장치에 관한 것이다.
일반적으로, 화상형성장치 일예로, 전자사진방식의 화상형성장치는 감광드럼의 주위에 대전유닛, 노광유닛으로서의 레이저스캐닝유닛, 현상유닛, 전사유닛, 정착유닛 등을 구비한다. 대전유닛을 통해 대전된 감광드럼의 표면은 레이저스캐닝유닛에 의해 노광되어 정전잠상이 형성된다. 현상유닛은 정전잠상을 토너화상으로 현상하고, 이 토너화상은 전사유닛에 의해 용지로 전사된다. 용지로 전사된 토너화상은 정착유닛에 의해 정착된 후 외부로 반송된다.
이와 같은 화상형성장치에서 전사된 토너화상의 정착은 대부분 용지에 열과 압력을 동시에 가함으로써 구현된다.
이를 위해 정착유닛은 도 1에 도시된 바와 같이, 회전가능하게 설치되어 토너화상(41)을 열에 의해 용지(40)에 융착시키는 가열롤러(10)와, 이 가열롤러(10)와 대향하여 회전하도록 설치되어 가열롤러(10)를 향해서 용지(40)를 미는 가압롤러(20)와, 이 가압롤러(20)가 용지(40)를 가압할 수 있도록 가압롤러(20)의 회전 축(21)을 지지하여 가압력을 발생하는 가압부(30,31)를 포함하여 이루어진다.
가열롤러(10)는 내부 중앙에 발열램프(11)가 설치되며, 이 발열램프(11)로부터 복사열에 의해 가열된다. 가열롤러(10)의 일측에는, 가열롤러(10)의 외주면상에 접촉하도록 마련되어 가열롤러의 표면온도를 감지하는 서미스터(Thermistor)(50)와 가열롤러(10)의 표면온도가 한계온도를 넘었을 때 발열램프(11)로의 전원을 차단하는 써머스탯(Thermostat)(60)이 설치되어 있다. 서미스터(50)는 가열롤러(10)의 표면온도를 감지하여 화상형성장치의 마이컴으로 전송하며, 이 마이컴은 감지된 가열롤러(10)의 표면온도에 따라 발열램프(11)에 공급되는 전력을 제어하여 가열롤러(10)의 표면온도를 정착에 필요한 일정 온도범위 내로 유지시킨다. 또한, 써머스탯(60)은 가열롤러(10)의 온도가 한계온도보다 높을 때 내부 단자가 개방되어 발열램프(11)에 공급되는 전원을 차단시킨다.
통상 화상형성장치는 발열램프(11)가 계속 발열하여 가열롤러(10)가 과열될 경우, 고온으로 인해 가압롤러(20)가 녹아 가열롤러(10)와 융착되는 문제점이 있다.
이를 위해 종래에는 가열롤러(10)에 가압된 가압롤러(20)의 가압을 해제시킬 수 있는 가압해제장치를 구비하고, 화상형성장치의 마이컴이 서미스터(50)를 통해 가열롤러(10)의 온도를 감지하여 가열롤러(10)가 과열된 경우, 가압해제장치를 작동시켜 가압롤러의 가압을 해제시킴으로써 가열롤러(10)와 가압롤러(20)가 서로 융착되는 것을 방지한다.
일반적으로, 화상형성장치의 마이컴은 A/D포트를 통해 서미스터(50)를 통해 감지된 전압값을 A/D 변환하여 온도값을 인식한다. 하지만, 용지(40)의 정전기나 전원선의 서지전압 등에 의해 마이컴의 A/D포트가 손상을 입는 경우가 있는 데 이러한 경우, 마이컴이 오작동하게 된다.
이러한 마이컴의 오작동에 의해서 가압해제장치가 작동되지 않아 가압롤러(20)가 가압 해제되지 않은 상태에서 가압롤러(20)가 계속 과열될 경우, 가열롤러(10)와 가압롤러(20)가 융착되고, 심한 경우에는 써모스탯(60)이 끊어지는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 마이컴의 이상여부에 관계없이 가열롤러의 과열시 가압롤러를 가압 해제시켜 가열롤러와 가압롤러의 융착을 미연에 방지할 수 있는 화상형성장치를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 화상형성장치는 가열롤러와 상기 가열롤러에 가압된 가압롤러를 갖춘 정착유닛을 구비하는 화상형성장치에 있어서, 상기 가압롤러를 상기 가열롤러로부터 가압 해제시키는 가압해제부와, 상기 가열롤러의 과열시 단선되도록 마련된 온도감지부와, 상기 온도감지부의 단선시 상기 가압롤러를 가압 해제시키도록 상기 가압해제부의 작동을 제어하는 가압해제제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 화상형성장치는 가열롤러와 상기 가열롤러에 가압된 가압롤러를 갖춘 정착유닛을 구비하는 화상형성장치에 있어서, 상기 가압롤러를 상 기 가열롤러로부터 가압 해제시키는 가압해제부와, 상기 가열롤러의 온도를 감지하도록 마련된 제1온도감지부와, 상기 가열롤러의 과열시 단선되도록 마련된 제2온도감지부와, 상기 제1온도감지부를 통해 상기 가열롤러의 온도를 읽어 들여 상기 가열롤러의 과열시 상가 가압롤러를 가압 해제시키도록 상기 가압해제부의 작동을 제어하는 제1가압해제제어부와, 상기 제2온도감지부의 단선시 상기 가압롤러를 가압 해제시키도록 상기 가압해제부의 작동을 제어하는 제2가압해제제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치의 정착장치를 도시한 사시도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 화상형성장치의 정착장치는 가열롤러(100)와, 가압롤러(110)와, 가압부와, 가압해제부(130)와, 제1온도감지부(140)와, 제2온도감지부(150)와, 제3온도감지부(160)를 포함하여 이루어진다.
가열롤러(100)는 회전가능하게 설치되어 토너를 열에 의해 용지에 융착시킨다. 가열롤러(100)는 내부 중앙에 발열램프(101)가 설치되며, 이 발열램프(101)로부터 복사열에 의해 가열된다.
가압롤러(110)는 가열롤러(100)와 대향하여 회전하도록 설치되어 가열롤러(100)를 향해서 용지를 가압한다. 가압롤러(110)는 용지를 원활하게 가압하도록 고무재질 등으로 이루어지고, 그 내부에 가압롤러(110)를 회전가능하게 하는 회전축(111)을 구비한다.
가압부는 가압롤러(110)가 용지를 가압할 수 있도록 가압롤러(110)의 회전축(111)을 지지하여 가압력을 발생한다. 가압부는 가압롤러(110)의 회전축(111)을 양단부에서 각각 지지하는 "U"자형의 지지가이드(120)와, 이 지지가이드(120)를 탄성 지지하여 가압롤러(110)측으로 일정크기의 가압력을 발생시키도록 일측이 지지가이드(120)에 결합되고 타측이 가압해제부(130)에 결합되는 가압스프링(121)을 구비한다.
가압해제부(130)는 내부에 전기적인 신호에 의해 상하 운동가능하며 가압스프링(121)의 타측이 일측이 결합된 솔레노이드밸브를 구비한다. 솔레노이드 밸브가 오프될 때에는 플린저(131)가 상부측에서 가압스프링(121)을 지지하여 가압스프링(121)에 의해 일정크기의 가압력이 발생되며, 솔레노이드 밸브가 온 될 때에는 플린저(131)가 하강하여 가압스프링(121)에 의한 가압력이 해제된다. 따라서, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 솔레노이드 밸브가 오프되면, 가압롤러(110)가 가열롤러(100)에 가압되고, 솔레노이드 밸브가 온 되면, 가압롤러(110)가 가열롤러(100)로부터 가압 해제된다.
제1온도감지부(140)는 가열롤러(100)의 외주면상에 접촉하도록 마련되어 가열롤러(100)의 표면온도를 감지하는 제1서미스터(Thermistor)를 구비한다.
제2온도감지부(150)는 가열롤러(100)의 일측에 가열롤러(100)의 과열시 단선되도록 마련된 제2서미스터를 구비한다. 이 제2서미스터는 가열롤러(100)의 온도가 미리 설정된 과열온도보다 높을 때 내부 단자가 개방된다.
제3온도감지부(160)는 가열롤러(100)의 온도가 미리 설정된 한계온도를 넘었 을 때 발열램프(101)로의 전원을 차단하도록 마련된 써머스탯(Thermostat)를 구비한다. 이 써모스탯은 가열롤러(100)의 온도가 미리 설정된 한계온도보다 높을 때 내부 단자가 개방되어 발열램프(101)에 공급되는 전원을 차단시킨다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치의 정착시스템에 대한 제어블록도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 화상형성장치의 정착시스템은 가압롤러(110)를 가열롤러(100)로부터 가압 해제시키는 가압해제부(130)를 구동시키는 구동부(190)와, 제1온도감지부(140)를 통해 가열롤러(100)의 온도값을 읽어 들여 가열롤러(100)의 과열시 가압롤러(110)를 가압 해제시키도록 구동부(190)를 통해 가압해제부(130)의 작동을 제어하는 제1가압해제제어부(170)와, 제2온도감지부(150)의 단선시 가압롤러(110)를 가압 해제시키도록 구동부(190)를 통해 가압부의 작동을 제어하는 제2가압해제제어부(180)를 포함하여 이루어진다.
구동부(190)는 제1가압해제제어부(170) 또는 제2가압해제제어부(180)로부터 출력된 신호에 의해 가압해제부(130)에 전원을 공급하거나 차단시켜 가압해제부(130)를 온 또는 오프시킨다.
제1가압해제제어부(170)는 마이컴(171)을 구비한다. 마이컴(171)은 A/D포트를 통해 제1온도감지부(140)에 의해 감지된 감지전압을 읽어 들이고 읽어 들인 전압값에 해당하는 온도와 미리 설정된 과열온도를 비교하여 읽어 들인 전압값에 해당하는 온도가 미리 설정된 과열온도보다 높으면, 구동부(190)를 통해 가압해제부(130)를 온 시켜 가압롤러(110)를 가열롤러(100)로부터 가압 해제시킨다.
제2가압해제제어부(180)는 비교부(181)와 스위칭부(182)를 구비한다. 비교 부(181)는 제2온도감지부(150)의 단선시 발생하는 전압변화에 의해 출력신호값을 가변시켜 스위칭부(182)를 온 또는 오프시킨다. 스위칭부(182)가 온 또는 오프되면, 구동부(190)가 작동하여 가압해제부(130)를 온 또는 오프시킨다.
상기한 구성요소들을 도 6을 참조하여 좀더 자세히 살펴보면, 먼저, 제1온도감지부(140)와 제2온도감지부(150)는 온도와 저항값이 반비례하는 NTC(Negative Temperature Coefficient) 서미스터로서 고온일수록 낮은 전압값을 출력한다.
가열롤러(100)의 표면온도를 감지하는 제1온도감지부(140)에 의해 감지된 감지전압은 마이컴(171)의 A/D포트(THERM _IN)에 입력되도록 구성된다.
또한, 가열롤러(100)의 과열시 단선되도록 마련되어 가열롤러(100)의 온도가 미리 설정된 과열온도보다 높을 때 내부 단자가 개방되는 제2온도감지부(150)의 일측은 비교부(181)의 "+"단에 접속되고, 타측은 접지된다. 따라서, 비교부(181)의 비 반전단자인 "+"단에는 제2온도감지부(150)에 의해 감지된 감지전압이 걸리고, 반전단자인 "-"단에는 저항(R3)과 저항(R4)에 의해 분압된 기준전압이 걸린다.
비교부(181)는 "+"단에 걸리는 제2온도감지부(150)에 의해 감지된 감지전압과 "-"단에 걸리는 기준전압을 비교하여 감지전압이 기준전압을 초과하면 출력값을 하이로 출력하고, 감지전압이 기준전압 이하이면, 출력값을 로우로 출력한다.
비교부(181)의 출력측에는 트랜지스터(Q1)를 구비하는 스위칭부(182)가 전기적으로 연결된다. 트랜지스터(Q1)의 베이스단은 비교부(181)의 출력측에 접속되고, 이미터단은 접지되고, 컬렉터단은 마이컴(171)의 출력포트(nFUSER_EN) 및 구동부(190)에 접속된다. 따라서, 스위칭부(182)는 비교부(181)의 출력이 하이일 때 스 위칭부(182)는 온 되고, 로우일 때 오프된다.
구동부(190)는 트랜지스터(Q2)를 구비하며, 게이트단이 하이일 때, 턴 온 되어 가압해제부(130)를 온 시키고, 게이트단이 로우일 때, 턴 오프되어 가압해제부(130)를 오프시킨다.
상기한 제어회로의 작동을 살펴보면, 먼저, 마이컴(171)은 제1온도감지부(140)로부터 읽어 들인 전압에 해당하는 온도가 미리 설정된 과열온도 미만이면, 출력포트(nFUSER_EN)를 통해 로우를 출력하여 구동부(190)를 오프시킨다. 이에 따라, 가압해제부(130)가 작동되지 않아 가압스프링(121)에 의한 가압력이 일정크기를 유지하므로 가압롤러(110)가 가열롤러(100)에 가압된 상태를 유지한다. 이때, 비교부(181)의 "+"단에 걸리는 제2온도감지부(150)에 감지된 감지전압은 "-"단에 걸리는 기준전압보다 크기 때문에 하이를 출력하고, 이 하이신호에 의해 스위칭부(182)가 온 되어 마이컴(171)에 의한 제어에 영향을 미치지 않는다.
한편, 마이컴(171)은 제1온도감지부(140)로부터 읽어 들인 전압에 해당하는 온도가 미리 설정된 과열온도 이상이면, 출력포트(nFUSER_EN)를 통해 하이를 출력하여 구동부(190)를 온 시킨다. 이에 따라, 가압해제부(130)가 작동하여 가압롤러(110)가 가열롤러(100)로부터 가압 해제된다.
이때, 상술한 바와 같이, 용지의 정전기나 전원선의 서지전압 등에 의해 마이컴(171)의 A/D포트가 손상을 입어 마이컴(171)이 구동부(190)를 온 시켜 가압해제부(130)를 작동시켜야 함에도 불구하고 구동부(190)를 온 시키지 못하는 경우가 있을 수 있다. 이러한 경우, 가압롤러(110)와 가열롤러(100)가 융착될 뿐만 아니 라, 계속 방치될 경우, 써모스탯이 끊어지게 된다.
하지만, 본 발명에서는 마이컴(171)의 오작동하더라도 가열롤러(100)의 과열에 의해 제2온도감지부(150)가 단선되기 때문에 비교부(181)의 출력값이 하이에서 로우로 전환되어 스위칭부(182)를 오프시킨다. 이에 따라, 구동부(190)가 온 되어 가압해제부(130)가 작동되므로 가압롤러(110)를 가열롤러(100)로부터 강제로 가압 해제시킬 수 있게 된다. 이로 인해, 마이컴(171)가 오작동하더라도 가압롤러(110)와 가열롤러(100)간의 융착을 미연에 방지할 수 있게 된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 가열롤러와 가압롤러가 가압 해제 가능하게 마련된 화상형성장치가 가열롤러의 과열시 단선되도록 마련된 온도감지수단과, 이 온도감지수단의 단선시 가압롤러를 가열롤러로부터 가압 해제시킬 수 있도록 가압해제제어수단을 구비하고 있기 때문에 마이컴의 A/D포트 손상 등으로 인해 마이컴이 오작동하여 가압롤러를 가열롤러로부터 가압 해제시키지 못하더라도 가압해제제어수단에 의해 가압롤러를 강제 가압 해제시킬 수 있어 가열롤러와 가압롤러가 융착되는 것을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 가열롤러와 상기 가열롤러에 가압된 가압롤러를 갖춘 정착유닛을 구비하는 화상형성장치에 있어서,
    상기 가압롤러를 상기 가열롤러로부터 가압 해제시키는 가압해제부와,
    상기 가열롤러의 과열시 단선되도록 마련된 온도감지부와,
    상기 온도감지부의 단선시 상기 가압롤러를 가압 해제시키도록 상기 가압해제부의 작동을 제어하는 가압해제제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 온도감지부는 상기 가열롤러의 표면온도를 감지하도록 마련된 서미스터인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 가압해제제어부는 상기 온도감지부에 의해 감지된 감지전압과 미리 설정된 기준전압을 비교하여 상기 감지전압이 상기 미리 설정된 기준전압이하이면, 상기 가압해제부를 온 시키기 위한 신호를 출력하고, 초과하면, 상기 가압해제부를 오프시키기 위한 신호를 출력하는 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 가압해제부는 상기 가압롤러를 상기 가열롤러에 가압 시키도록 가압력을 발생하는 가압부의 가압력을 해제시키도록 마련된 솔레노이드밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  5. 가열롤러와 상기 가열롤러에 가압된 가압롤러를 갖춘 정착유닛을 구비하는 화상형성장치에 있어서,
    상기 가압롤러를 상기 가열롤러로부터 가압 해제시키는 가압해제부와,
    상기 가열롤러의 온도를 감지하도록 마련된 제1온도감지부와,
    상기 가열롤러의 과열시 단선되도록 마련된 제2온도감지부와,
    상기 제1온도감지부를 통해 상기 가열롤러의 온도를 읽어 들여 상기 가열롤러의 과열시 상가 가압롤러를 가압 해제시키도록 상기 가압해제부의 작동을 제어하는 제1가압해제제어부와,
    상기 제2온도감지부의 단선시 상기 가압롤러를 가압 해제시키도록 상기 가압해제부의 작동을 제어하는 제2가압해제제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1온도감지부와 제2온도감지부는 상기 가열롤러의 온도를 감지하도록 마련된 서미스터인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제1가압해제제어부는 상기 제1온도감지부에 의해 감지된 감지전압을 읽어 들이는 A/D포트를 갖는 마이컴을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 제2가압해제제어부는 상기 제2온도감지부에 의해 감지된 감지전압과 미리 설정된 기준전압을 비교하여 상기 제2온도감지부에 의해 감지된 전압이 상기 미리 설정된 기준전압이하이면, 제1신호를 출력하고, 초과하면, 제2신호를 출력하는 비교부와, 상기 비교부로부터 출력된 제1신호에 의해 오프되어 상기 가압해제부를 온 시키는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  9. 제5항에 있어서, 상기 가압해제부는 상기 가압롤러를 상기 가열롤러에 가압시키도록 가압력을 발생하는 가압부의 가압력을 해제시키도록 마련된 솔레노이드밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
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