KR20080072531A

KR20080072531A - 정착기와 화상형성장치 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR20080072531A
Application number: KR1020080004919A
Authority: KR
Inventors: 송현수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-02-01
Filing date: 2008-01-16
Publication date: 2008-08-06
Also published as: CN101299140B; CN101299140A

Abstract

본 발명은 정착기에 설치된 복수 열원으로 전원을 공급하는 전원 공급부를 제어하여 복수의 열원으로 교대로 공급하는 전류량이 점진적으로 증가하고 다단계로 변경되게 함으로서 돌입 전류를 억제하고, 화상의 정착 불균형을 방지한다.

정착기, 램프, 돌입전류, 플리커

Description

정착기와 화상형성장치 및 그 제어 방법{Image Forming Apparatus And Method Thereof}

도 1은 인쇄 용지의 이송 경로 상에 마련된 정착기를 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 가열 롤러의 내부에 설치하는 복수 램프의 구성도이다.

도 3은 복수 램프의 배광도를 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 기존의 램프 구동시기와 전류 파형을 나타낸 도면이다.

도 5는 도 4에서 초기 램프 구동 시 전류 파형을 나타낸 도면이다.

도 6은 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 블록도이다.

도 7은 본 발명에 적용하는 전류의 쵸핑 비율을 설명하기 위한 도면이다.

도 8은 본 발명의 제1실시예에 따라 복수 램프의 구동시기와 전류 파형을 나타낸 도면이다.

도 9는 본 발명의 제2실시예에 따라 복수 램프의 구동시기와 전류 파형을 나타낸 도면이다.

도 10은 본 발명의 제2실시 예에 따라 복수 램프의 전류 쵸핑 비율을 모두 증가하는 구간에서의 구동시기를 나타낸 도면이다.

도 11은 도 10에 따라 복수 램프에 인가하는 전류 쵸핑 비율을 나타낸 도면 이다.

도 12는 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 전체적인 흐름도이다.

도 13은 도 12의 램프전류 제어루틴 A를 상세하게 나타낸 흐름도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

30 : 정착기

31 : 가압 롤러

32 : 가열 롤러

LP1 : 제1램프

LP2 : 제2램프

본 발명은 정착기와 화상형성장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수 열원으로 공급하는 전류를 제어하는 정착기와 화상형성장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 프린터, 복합기 등과 같은 화상형성장치는 인쇄 용지 상에 전사된 화상을 정착시키기 위한 정착기를 구비한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 용지 이송 경로(T)의 상류측에 설치된 피드 롤러(10)에 의해 한 장씩 공급되는 인쇄 용지(1)는 레지스트레이션 롤러(20)에 이송 된다. 레지스트레이션 롤러(20)가 인쇄 용지(1)를 용지 이송 경로(T)의 하류측에 위치한 정착기(30)로 이송시키면, 정착기(30)는 인쇄 용지(1)에 전사된 화상을 정착시킨다.

정착기(30)는 인쇄 용지(1)에 열과 압력을 가하여 화상을 정착시키기 위하여 서로 대향 설치되는 가압 롤러(31)와 가열 롤러(32)를 포함한다. 도 2에 도시한 바와 같이 가열 롤러(32)는 그 내부에 길이 방향으로 평행하게 설치되는 복수 열원(LP1)(LP2)을 포함한다. 열원으로는 할로겐 램프(halogen lamp)를 사용할 수 있다.

화상형성장치에서 사용할 수 있는 용지의 사이즈는 다양하다. 인쇄 용지(1)는 가압 롤러(31)와 가열 롤러(32) 사이를 빠져나가는데, 그 용지의 사이즈에 대응하여 가열 롤러(32)의 가열 부위에 따라 정착 온도를 제어할 필요가 있다.

도 3을 참고하면, 제1램프(LP1)와 제2램프(LP2)는 길이 방향의 구간에 따라 배광 비율을 다르게 설정한다. 예를 들어 최대 출력 전력이 700W인 제1램프(LP1)와 제2램프(LP2)를 사용하는 경우, 용지 사이즈가 다른 여러 종류의 용지가 접촉하는 제1램프(LP1)의 중앙 부분(P2)에 그 최대 출력 전력의 60%, 용지 사이즈가 좁은 용지가 접촉하지 않는 양쪽 부분(P1)(P3)에 각각 최대 출력 전력의 20%를 분배한다. 한편 제2램프(LP2)에 대해서는 중앙 부분(P2)에 최대 출력 전력의 30%, 양쪽 부분(P1)(P3)에 각각 최대 출력 전력의 35%를 분배한다.

램프가 오프(off)된 상태에서 온(on)시키면 많은 양의 전류가 순간적으로 흘 러서 입력 교류(AC) 전압이 순간적으로 떨어지게 된다. 이 때문에 화상 형성 장치와 동일한 콘센트를 사용하는 다른 전기 장치로의 전압 공급에 나쁜 영향을 준다. 예를 들어 백열등과 같은 발광체가[의] 깜박거리는 플리커(flicker)가 발생된다.

도 4를 참고하면, 복수 램프를 모두 사용할 필요가 있는 경우, 먼저 제1램프(LP1)를 온(on)시키고 이후 일정 시간이 지나 안정되면 제2램프(LP2)를 온(on)시킨다.

또한 램프 구동 초기에 램프에 공급하는 전류의 크기와 체적을 점차 변화시킨다. 도 5에 도시한 바와 같이, 먼저 램프에 크기가 크고 체적이 작은 전류 파형(C1)(C2)을 제공한 후 크기는 적고 체적은 커진 다른 전류 파형(C3)(C4)을 제공한다.

그러나 기존의 화상형성장치는 복수의 열원을 모두 사용하여 화상을 정착할 필요가 있으면, 하나의 열원이 안정되기까지 일정 시간을 대기하고 나서 다른 열원을 구동시키므로 복수의 열원이 모두 구동하는데 오랜 시간이 걸린다. 따라서 화상을 정착하기 위한 정착 온도에 도달하기 까지 많은 대기 시간이 요구된다. 만약 적정 정착 온도에 도달하기 이전에 인쇄 작업을 하면 가열롤러의 가열 부위에 따라 온도 차이가 있기 때문에 인쇄 용지 전체에 화상이 고르게 정착되지 않는 화상의 정착 불균형이 발생하는 문제점이 있었다.

또한 기존의 화상형성장치는 복수의 열원을 구동하는 각각의 구동 초기에 돌입 전류가 발생할 수 있다. 예를 들어 도 4의 도시와 같이, 제1램프를 온하는 시기(K)와 제2램프를 온하는 시기(N)에서 돌입 전류가 발생할 수 있고, 이러한 돌입 전류의 발생은 플리커를 유발하는 요인이 된다.

본 발명의 목적은 정착기에 설치된 복수의 열원으로 공급하는 전류를 제어하여 정착 불량을 방지할 수 있도록 한 정착기와 화상형성장치 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 복수의 열원을 가지는 가열부재; 및 상기 복수의 열원으로 공급하는 전류량이 점진적으로 증가되고 다단계로 변경되도록 상기 복수의 열원에 공급하는 전원을 각각 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 전원의 쵸핑 비율 변경으로 상기 전류량을 변경시키는 것을 특징으로 한다.

상기 쵸핑 비율이 복수개이고, 상기 제어부는 복수의 열원으로 교대로 공급하는 전류량을 다단계로 변경 시 복수의 쵸핑 비율을 이용하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 복수의 열원을 가지는 정착기; 상기 복수의 열원으로 전원을 공급하는 전원 공급부; 및 상기 복수의 열원에 공급되는 전류량이 변경시작점에서 변경완료점까지 각각 점진적으로 증가되고 다단계로 변경되도록 상기 전원공급부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 복수의 열원에 대하여 상기 쵸핑 비율을 교대로 증가시키는 것을 특징으로 한다.

상기 쵸핑 비율이 복수개 저장되는 저장부를 더 포함하고, 상기 제어부는 복수의 전류 쵸핑 비율 중에서 변경을 원하는 전류 쵸핑 비율로 변경되게 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 전원 공급부는 상기 전원과 연결된 스위치를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 전원의 반주기 단위로 상기 쵸핑 비율에 대응하여 상기 스위치를 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 전원 공급부는 상기 전원의 제로 크로스를 검출하는 제로크로스 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 정착기에 설치된 복수의 열원으로 공급하는 전류량의 변경이 필요한지 판단하는 단계; 및 상기 전류량의 변경이 요구되면 상기 공급되는 전류량을 점진적으로 증가하고 다단계로 변경시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전류량 변경 단계는 전원의 쵸핑 비율을 변경시키는 것을 특징으로 한다.

상기 전류량 변경 단계는, 상기 전원의 제로 크로스를 검출하는 단계; 및 상기 검출된 제로 크로스에 따라 상기 전원의 반주기 단위로 상기 전류 쵸핑 비율을 변경시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전류량의 변경 단계는 상기 복수의 열원에 공급하는 상기 쵸핑 비율을 교대로 증가하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예에 의한 정착기와 화상형성장치 및 그 제어방법을 설명한다.

도 6은 본 발명에 따른 화상형성장치의 블록도이다.

본 발명에 따른 화상형성장치는 복수 램프(LP1)(LP2), 복수 램프(LP1)(LP2)를 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 제어부(40), 상기 제어부(40)의 제어신호에 따라 복수 램프(LP1)(LP2)에 구동 전원을 공급하는 전원 공급부(50)를 포함한다.

전원 공급부(50)는 복수 램프(LP1)(LP2)에 교류 전원(53)을 개별적으로 공급하는 복수 스위치(51)(52)를 포함한다.

입력부(35)는 용지 사이즈의 선택을 포함한 인쇄 작업을 위한 전반적인 사용자 명령을 입력한다.

제어부(40)는 저장부(41) 및 제로크로스 검출부(42)와 연결된다.

저장부(41)는 복수 램프를 구동하는 전류의 공급량에 관련되는 쵸핑 비율(chopping rate)에 대한 정보를 포함하고, 또한 인쇄 작업을 수행하는데 필요한 정보를 저장한다.

제로크로스 검출부(42)는 교류 전원(53)의 제로 크로스를 검출한 후 검출 신호를 제어부(40)에 제공한다.

제어부(40)는 입력부(35)를 통해 인쇄 명령을 입력받은 경우, 초기화 동작을 수행한다. 여기서 초기화 동작은 용지 공급과 현상과 전사 및 정착 등 일련의 인쇄 프로세스를 포함한다.

제어부(40)는 인쇄 용지의 사이즈를 고려하여 구동시킬 램프의 개수와 각 램프의 쵸핑 비율에 대한 정보를 저장부(41)로부터 제공받는다.

제1스위치(51)는 제어부(40)의 제어신호에 따라 제1램프(LP1)에 인가하는 교류전원(53)을 스위칭하며, 제2스위치(52)도 제어부(40)의 제어신호에 따라 제2램프(LP2)에 인가하는 교류전원(53)을 스위칭한다. 이러한 제1 및 제2스위치(51)(52)는 트라이악으로 구현할 수 있다.

이때 제어부(40)는 미리 설정한 전류 쵸핑 비율을 이용하여 제1스위치(51) 및 제2스위치(52)를 제어하여 제1램프(LP1) 및 제2램프(LP2)에 인가하는 전류량을 제어한다. 여기서 전류 쵸핑 비율은, 도 7에 도시한 바와 같이 교류 전원(53)의 반주기 내에서 전류의 공급량에 따라 구분된다. 복수 구간(D1, D2, D3, D4) 각각은 교류 전원의 반주기에 대응한다.

본 실시 예에서 전류 쵸핑 비율은 0%, 33%, 50%, 75%, 100%로 구분하고 있으나 이에 한정하는 것은 아니고 전류 쵸핑 비율과 그 종류는 필요에 따라 적절하게 설정할 수 있을 것이다.

이하에서 설명될 본 발명의 실시 예들에서는 복수 램프에 많은 전류가 순간적으로 공급되지 않고 또한 어느 하나의 램프를 구동 후 그 구동 램프가 안정되기 이전이라도 다른 램프를 구동시킴으로서 복수 램프의 구동 시기의 차이로 인한 화상의 정착 불균형을 방지한다.

도 8은 본 발명의 제1실시 예에 따른 복수 램프의 구동시기와 그 전류 파형 을 나타낸 도면이다.

제어부(40)는 제1램프(LP1) 및 제2램프(LP2)에 대하여 미리 설정한 전류 쵸핑 비율에 따라 구동하며, 이때 어느 하나의 램프에 인가하는 전류 공급량을 증가시키고자 하면 원하는 값에 도달하기 까지 전류 쵸핑 비율을 단계적으로 증가시킨다. 이때 제어부(40)는 어느 하나의 램프에 대해 전류 쵸핑 비율을 증가하는 도중 즉 전류 공급량이 원하는 값에 도달하지 않았더라도 다른 램프에 대해 전류 쵸핑 비율을 증가시킨다.

도 8을 참고하면, 우선 A 시점에서 제1램프(LP1)에 대한 전류 쵸핑 비율을 33%로 설정하고, 이후 B 시점에서 제1램프(LP1)의 전류 쵸핑 비율을 33% 유지한 상태로 제2램프(LP2)에 대한 전류 쵸핑 비율을 33%로 설정한다.

C 시점에서 제1램프(LP1)에 대한 전류 쵸핑 비율을 50%로 변경한다. 이때 제2램프(LP2)의 전류 쵸핑 비율은 33%를 유지한다. D 시점에서 제1램프(LP1) 및 제2램프(LP2)를 모두 오프한다.

그 후 일정 시간이 경과한 E 시점에서 제1램프(LP1)에 대한 전류 쵸핑 비율을 33%로 설정하고, 이후 F 시점에서 제1램프(LP1)의 전류 쵸핑 비율을 33% 유지한 상태로 제2램프(LP2)에 대한 전류 쵸핑 비율을 33%로 설정한다. G 시점에서 제1램프(LP1)를 오프하고 아울러 제2램프(LP2)의 전류 쵸핑 비율을 50%로 변경한다. 그런 다음 H 시점에서 제2램프(LP2)를 오프한다.

이와 같이 복수 램프에 대해 전류 쵸핑 비율을 감소 또는 오프할 때에는 시기에 구애받지 않아도 된다.

그런데 제1램프(LP1)와 제2램프(LP2)에 대해 전류 쵸핑 비율을 증가하는 시기(N1, N2, N3, N5, N6)에서 약하지만 돌입 전류가 발생할 수 있다.

이와 같이 약한 돌입전류가 발생하는 것에 대비하기 위하여, 복수 램프에 공급하는 전류 쵸핑 비율의 증가폭을 적게 설정하며, 이에 대하여 도 9를 참조하여 설명한다.

도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른 복수 램프의 구동시기와[타이밍과] 그 전류 파형을 나타낸 도면이다.

도 9를 참고하여, A 시점에서 제1램프(LP1)에 대한 전류 쵸핑 비율을 증가시킨다. 이때 제1램프(LP1)에 대한 전류 쵸핑 비율이 33%에 이르게 될 때까지 제1램프(LP1)에 적용하는 전류 쵸핑 비율을 수 % 씩 증가한다. B 시점에 이르러 제1램프(LP1)의 전류 쵸핑 비율이 33%에 이르면 그 상태를 유지한다. 이후 C 시점에서 제1램프(LP1)의 전류 쵸핑 비율을 33% 유지한 상태로 제2램프(LP2)에 대한 전류 쵸핑 비율이 33%에 이르게 될 때까지 제2램프(LP2)에 적용하는 전류 쵸핑 비율을 수 % 씩 증가한다.

그런 다음 E 시점부터 F 시점까지 제1램프(LP1)와 제2램프(LP2)에 대한 전류 쵸핑 비율이 50%에 도달하도록 하기 위해 제1램프(LP1) 및 제2램프(LP2) 모두에 적용하는 전류 쵸핑 비율을 수 % 씩 증가한다. 이와 같이 복수 램프(LP1)(LP2)에 대해 수 %씩 전류 쵸핑 비율을 증가하더라도 전류의 공급량이 많은 시기(N7)에 돌입 전류가 발생할 수 있다.

그렇기 때문에 이러한 구간(E-F)에서 제1 및 제2램프(LP1)(LP2)에 대하여 전 류 쵸핑 비율을 각기 다른 시기에 증가시킨다(Q). 도 10에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2램프(LP1)(LP2)에 대해 모두 전류 쵸핑 비율을 2 % 씩 증가하되, 그 증가 시기가 동시에 일어나지 않고 교대할 수 있도록 한다. 즉, 제1램프(LP1)에 대해서 전류 쵸핑 비율이 증가하는 시기는 S1, S3, S5, S7, S9이고, 제2램프(LP1)에 대해서 전류 쵸핑 비율이 증가하는 시기는 S2, S3, S6, S8, S10이다.

전술한 제2실시 예에 따르면 복수 램프에 대해서 일정 구간에서 전류 쵸핑 비율을 증가하는 경우라고 하여도 실질적으로 복수 램프의 전류 쵸핑 비율을 동시에 증가하지 않는다. 도 11에 도시한 바와 같이 교류 전원의 반주기 마다 복수 램프 중 어느 하나의 램프에 대해 전류 쵸핑 비율을 증가한다.

이하에서는 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 제어 방법을 설명한다.

도 12를 참고하여, 복수 램프에 대한 전류 쵸핑 비율의 설정은 교류 전원의 반주기 단위로 이루어진다. 교류 전원의 반주기가 시작되는 시기부터 그 반주기가 끝나는 시기까지 제1램프(LP1)의 전류 공급량을 단계적으로 변화하기 위한 제1램프 제어를 수행하고(70), 그 다음 제2램프(LP2)의 전류 공급량을 단계적으로 변화하기 위한 제2램프 제어를 수행한다(80).

여기서 단계 70 및 단계 80에서 전류 공급량을 단계적으로 변화하는 동작은 도 13의 흐름도에 따라 공통적으로 수행된다.

먼저, 제어부(40)는 제로크로스 검출부(42)의 검출 신호에 따라 교류 전원의 제로 크로스를 인식하고 램프에 공급하는 전류의 변화가 필요한지 판단하고(100), 그 판단 결과 전류의 변화가 필요하지 않으면 램프에 공급하는 이전의 전류를 유지하고(101) 이후 종료한다.

단계 100의 판단 결과 전류량의 변화가 필요하면 램프에 공급하는 전류의 증가 요구가 있는지를 판단하고(110), 그 판단 결과전류의 증가 요구가 있는 경우, 교류 전원의 반주기 단위로 제어하도록 설정된 제어 가능 시점인지 판단하고(120), 그 판단 결과 제어 가능 시점이 아니면 동작 101로 진행하고, 제어 가능 시점이면 제어부(40)는 제1 및 제2스위치(51)(52)를 제어하여 복수 램프(LP1)(LP2)에 공급되는 전류를 각기 다른 시기에 증가한다(130).

동작 110의 판단 결과 전류의 증가 요구가 없으면 제어 시기에 구애받지 않고 제어부(40)는 제1 및 제2스위치(51)(52)를 제어하여 복수 램프(LP1)(LP2)에 공급되는 전류를 감소한다(140).

이상과 같이 본 발명은 정착기의 복수 열원에 공급하는 전류를 제어하여 돌입 전류에 의해 유기되는 플리커를 억제하고, 인쇄 작업 시 용지에 정착되는 화상의 정착 불균형을 방지한다.

Claims

복수의 열원을 가지는 가열부재; 및

상기 복수의 열원으로 공급하는 전류량이 점진적으로 증가되고 다단계로 변경되도록 상기 복수의 열원에 공급하는 전원을 각각 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정착기.
제1항에 있어서,

상기 제어부는 상기 전원의 쵸핑 비율 변경으로 상기 전류량을 변경시키는 것을 특징으로 하는 정착기.
제2항에 있어서,

상기 쵸핑 비율이 복수개이고,

상기 제어부는 복수의 열원으로 교대로 공급하는 전류량을 다단계로 변경 시 복수의 쵸핑 비율을 이용하는 것을 특징으로 하는 정착기.
복수의 열원을 가지는 정착기;

상기 복수의 열원으로 전원을 공급하는 전원 공급부; 및

상기 복수의 열원에 공급되는 전류량이 변경시작점에서 변경완료점까지 각각 점진적으로 증가되고 다단계로 변경되도록 상기 전원공급부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제4항에 있어서,

상기 제어부는 상기 전원의 쵸핑 비율 변경으로 상기 전류량을 변경시키는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제4항에 있어서,

상기 제어부는 상기 복수의 열원에 대하여 상기 쵸핑 비율을 교대로 증가시키는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제5항에 있어서,

상기 쵸핑 비율이 복수개 저장되는 저장부를 더 포함하고,

상기 제어부는 복수의 전류 쵸핑 비율 중에서 변경을 원하는 전류 쵸핑 비율로 변경되게 제어하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제4항에 있어서,

상기 전원 공급부는 상기 전원과 연결된 스위치를 더 포함하고,

상기 제어부는 상기 전원의 반주기 단위로 상기 쵸핑 비율에 대응하여 상기 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제4항에 있어서,

상기 전원 공급부는 상기 전원의 제로 크로스를 검출하는 제로크로스 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
정착기에 설치된 복수의 열원으로 공급하는 전류량의 변경이 필요한지 판단하는 단계; 및

상기 전류량의 변경이 요구되면 상기 공급되는 전류량을 점진적으로 증가하고 다단계로 변경시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 제어방법.
제10항에 있어서,

상기 전류량 변경 단계는 전원의 쵸핑 비율을 변경시키는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 제어방법.
제11항에 있어서,

상기 전류량 변경 단계는,

상기 전원의 제로 크로스를 검출하는 단계; 및

상기 검출된 제로 크로스에 따라 상기 전원의 반주기 단위로 상기 전류 쵸핑 비율을 변경시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 제어방법.
제11항에 있어서,

상기 전류량의 변경 단계는 상기 복수의 열원에 공급하는 상기 쵸핑 비율을 교대로 증가하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치의 제어 방법.