KR20080095744A - 화상형성장치의 고압 전원 제어장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

화상형성장치의 고압 전원 제어장치 및 방법이 개시된다. 이 장치는 엔진 콘트롤러로부터 제공된 제1 펄스 폭 변조신호를 스위칭 파형신호로 변환하여 출력하는 직류 전원 제어부; 상기 직류 전원 제어부에서 출력되는 스위칭 파형신호를 변압하는 제1 변압부; 상기 제1 변압부에 변압된 출력 전원을 정류하는 정류부; 상기 정류부에서 정류된 직류 전원을 일정 레벨로 조정하여 출력하는 제1 내지 제N(여기서, N은 1보다 큰 양의 정수) 직류 공급부; 상기 엔진 콘트롤러로부터 제공된 제2 펄스 폭 변조신호를 각각의 스위칭 파형신호들로 변환하여 출력하는 제1 내지 제N 교류 전원 제어부; 및 상기 제1 내지 제N 교류 전원 제어부에서 각각 출력되는 스위칭 파형신호들을 변압하고, 상기 변압된 출력 전원들 각각과 상기 제1 내지 제N 직류 공급부에서 상기 일정 레벨로 조정된 직류 전원들 각각을 중첩하여 제1 내지 제N 현상기들로 각각 출력하는 제2 내지 제N+1 변압부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명에 따르면, 화상형성장치에서 기존 DC 공급을 위한 변압기의 수 및 제어부의 수를 일부 삭제하여 화상형성장치의 크기를 축소시킬 수 있도록 하며, 구성요소의 절감에 따른 제품 단가의 절감을 도모할 수 있도록 한다.

Description

화상형성장치의 고압 전원 제어장치 및 방법{Apparatus and method controlling high voltage source for an image forming apparatus}
본 발명은 레이저 프린터나, 레이저 복합기에 적용되는 고압 출력 장치에서 DC 전원 공급을 위한 다수의 변압기들의 수를 줄임으로써, 화상형성장치의 크기를 감소시키고, 재료비를 절감시킬 수 있도록 하는 화상형성장치의 고압 전원 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래의 각 현상기에 공급되는 고압 전원 제어장치의 일 예를 나타내는 도면이다. 싱글 패스 방식을 사용하는 화상형성장치에서 4개의 현상기들 시안(C), 마젠타(M), 옐로우(Y), 블랙(K) 각각에 AC+DC 중첩 고압을 제공하기 위하여, 고압 전원 제어장치는 제1 내지 제4 교류 전원 제어부(100, 110, 120, 130), 제1 내지 제4 변압부(102, 112, 122, 132), 제1 내지 제4 직류 전원 제어부(104, 114, 124, 134), 제5 내지 제8 변압부(106, 116, 126, 136), 제1 내지 제4 정류부(108, 118, 128, 138)로 구성된다.
이러한 구성요소들의 동작은 AC 고압을 출력시키기 위하여 제1 내지 제4 교류 전원 제어부(100, 110, 120, 130)에서 발생되는 파형이 각각 제1 내지 제4 변압 부(102, 112, 122, 132)를 거쳐서 증폭되어 AC 전원이 출력되고, 한편, 제1 내지 제4 직류 전원 제어부(104, 114, 124, 134)의 출력 파형이 제5 내지 제8 변압부(106, 116, 126, 136) 및 제1 내지 제4 정류부(108, 118, 128, 138)를 거쳐서 DC 전원으로서 출력되어 제1 내지 제4 변압부(102, 112, 122, 132)의 AC 전원과 중첩되어 출력된다.
그런데, 종래의 싱글 패스 방식의 화상형성장치의 경우에, 옐로우, 시안, 마젠타 및 블랙의 현상 롤러가 각각 구분되어 있고, 이러한 현상 롤러 각각에 고압의 현상전압을 공급하기 위해, 직류 전원 제어 및 교류 전원 제어부가 각 현상롤러의 수만큼 존재해야 하고, 또한, 이러한 전류의 변압을 위한 변압부 및 정류부도 각각 현상기의 수만큼 존재해야 한다. 이로 인해, 화상형성장치의 부피가 증가되는 문제점이 있으며, 각 구성요소를 구성하기 위한 재료비의 증가도 초래하게 되는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 싱글 패스 방식의 화상형성장치에서, 옐로우, 시안, 마젠타 및 블랙의 현상 롤러들 각각에 공급하는 교류 및 직류의 중첩 전원을 제어하기 위한 고압 전원 제어장치의 회로 구성을 단순화하고, 화상형성장치의 부피 및 제품 제작비용의 저렴화를 도모할 수 있는 화상형성장치의 고압 전원 제어장치를 제공하는데 있다.
상기의 과제를 이루기 위해, 본 발명에 의한 화상형성장치의 고압 전원 제어장치는 엔진 콘트롤러로부터 제공된 제1 펄스 폭 변조신호를 스위칭 파형신호로 변환하여 출력하는 직류 전원 제어부; 상기 직류 전원 제어부에서 출력되는 스위칭 파형신호를 변압하는 제1 변압부; 상기 제1 변압부에 변압된 출력 전원을 정류하는 정류부; 상기 정류부에서 정류된 직류 전원을 일정 레벨로 조정하여 출력하는 제1 내지 제N(여기서, N은 1보다 큰 양의 정수) 직류 공급부; 상기 엔진 콘트롤러로부터 제공된 제2 펄스 폭 변조신호를 각각의 스위칭 파형신호들로 변환하여 출력하는 제1 내지 제N 교류 전원 제어부; 및 상기 제1 내지 제N 교류 전원 제어부에서 각각 출력되는 스위칭 파형신호들을 변압하고, 상기 변압된 출력 전원들 각각과 상기 제1 내지 제N 직류 공급부에서 상기 일정 레벨로 조정된 직류 전원들 각각을 중첩하여 제1 내지 제N 현상기들로 각각 출력하는 제2 내지 제N+1 변압부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제1 내지 제N 직류 공급부 각각은, 상기 정류된 직류 전원을 분압하는 제1 및 제2 저항; 양의 단자로 입력된 제3 펄스폭 변조신호 및 음의 단자로 입력된 기준 전압의 비교에 의한 비교 신호를 출력하는 연산 증폭기; 및 상기 연산 증폭기의 비교 신호에 의한 스위칭 동작을 수행하여, 상기 분압된 직류 전원의 출력 레벨을 조정하는 스위칭부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제1 내지 제N 직류 공급부 각각은, 상기 출력 레벨이 조정된 직류 전원의 리플(ripple)을 평활하는 캐패시터를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제1 내지 제N 현상기들은, 시안, 마젠타, 옐로우 및 블랙의 현상기들인 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위해, 본 발명에 의한 화상형성장치의 고압 전원 제어장치의 또 다른 실시예는 하나의 직류 전원 제어부에서 출력되는 스위칭 파형신호를 변압하는 하나의 변압부; 상기 하나의 변압부에 변압된 출력 전원을 정류하는 하나의 정류부; 및 상기 정류부에서 정류된 직류 전원을 일정 레벨로 조정하여 출력하는 다수의 직류 공급부를 포함하고, 다수의 교류 전원 제어부들로부터 출력되는 전원을 변압하는 다수의 변압부들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 직류 전원 제어부는, 엔진 콘트롤러로부터 제공된 제1 펄스 폭 변조신호를 스위칭 파형신호로 변환하여 출력하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 다수의 직류 공급부 각각은, 상기 정류된 직류 전원을 분압하는 제1 및 제2 저항; 양의 단자로 입력된 제3 펄스폭 변조신호 및 음의 단자 로 입력된 기준 전압의 비교에 의한 비교 신호를 출력하는 연산 증폭기; 및 상기 연산 증폭기의 비교 신호에 의한 스위칭 동작을 수행하여, 상기 분압된 직류 전원의 출력 레벨을 조정하는 스위칭부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 다수의 직류 공급부 각각은, 상기 출력 레벨이 조정된 직류 전원의 리플(ripple)을 평활하는 캐패시터를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 다수의 교류 전원 제어부 각각은, 엔진 콘트롤러로부터 제공된 제2 펄스 폭 변조신호를 각각의 스위칭 파형신호로 변환하여 출력하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 다수의 변압부 각각은, 상기 다수의 직류 공급부에서 조정된 직류 전원을 중첩하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위해, 본 발명에 의한 화상형성장치의 고압 전원 제어방법은 하나의 직류 전원 제어부에서 출력되는 스위칭 파형신호를 변압하는 단계; 상기 변압된 출력 전원을 정류하는 단계; 정류된 직류 전원을 일정 레벨로 조정하여 출력하는 단계; 및 다수의 교류 전원 제어부들로부터 출력되는 전원을 상기 일정 레벨로 조정된 전원과 중첩하여 각각의 현상들로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 화상형성장치의 고압 전원 제어장치 및 방법은 화상형성장치에서 DC 공급을 위한 다수의 변압기들의 수 및 정류부들의 수를 최소화함으로써, 화상형성장치의 크기를 축소시킬 수 있도록 하며, 구성요소의 단순화에 따른 제품 단가의 절감을 도모할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 의한 화상형성장치의 고압 전원 제어장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 화상형성장치의 고압 전원 제어장치를 설명하기 위한 일 실시예의 블록도로서, 하나의 직류 전원 제어부(200), 제1 변압부(202), 정류부(204), 제1 내지 제4 직류 공급부(206, 208, 210, 212), 제1 내지 제4 교류 전원 제어부(214, 216, 218, 220), 제2 내지 제5 변압부(222, 224, 226, 228)로 구성된다. 다만, 도 2에서는 현상기가 시안, 마젠타, 옐로우 및 블랙의 4가지인 것을 가정하고 설명하지만, 각 구성요소는 현상기들의 숫자에 따라 달라질 수 있다.
직류 전원 제어부(200)는 엔진 콘트롤러(미도시)로부터 제공된 제1 펄스 폭 변조신호(PWM)를 스위칭 파형신호로 변환하여 제1 변압부(202)의 1차측으로 출력한다. 직류 전원 제어부(200)의 구체적인 동작은 종래의 기술과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
제1 변압부(202)는 직류 전원 제어부(200)에서 출력되는 스위칭 파형신호를 권선비에 따라 변압하고, 변압된 출력 전원을 정류부(204)로 출력한다.
정류부(204)는 제1 변압부(202)에 변압된 출력 전원을 정류하여, 정류된 직류 전원을 각각 제1 내지 제4 직류 공급부(206, 208, 210, 212)로 출력한다. 이를 위해, 정류부는 도 2에 도시된 바와 같이, 캐패시터와 다이오드를 구비하고 있다. 정류부(204)의 구체적인 동작은 종래의 기술과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
제1 내지 제4 직류 공급부(206, 208, 210, 212)는 정류부(204)에서 정류된 직류 전원을 일정 레벨로 조정하여 각각 제2 내지 제5 변압부(222, 224, 226, 228)의 2차측으로 출력한다.
도 3은 도 2에 도시된 제1 내지 제4 직류 공급부(206, 208, 210, 212)를 구성하는 회로도의 일 실시예를 도시한 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제4 직류 공급부(206, 208, 210, 212) 각각은, 제1 및 제2 저항(R1, R2), 연산 증폭기(OP AMP), 스위칭부(SW), 캐패시터(C)를 포함한다.
정류부(204)에서 정류된 직류 전원이 입력단자 IN1을 통해 입력되면, 제1 및 제2 저항(R1, R2)는 정류된 직류 전원을 제1 및 제2 저항(R1, R2)의 저항비에 따라 분압한다.
연산 증폭기(OP AMP)는 양의 단자로 입력된 제3 펄스폭 변조신호 및 음의 단자로 입력된 기준 전압의 비교에 의한 비교 신호를 출력한다. 엔진 콘트롤러로부터 제공된 제3 퍽스폭 변조신호(PWM)가 연산 증폭기(OP AMP)의 양(+)의 단자로 입력된다. 한편, 기준 전압 (Vcc)이 저항 R3 및 R4에 의해 분압되고, 분압된 기준 전압이 연산 증폭기(OP AMP)의 음(-)의 단자로 입력된다. 연산 증폭기(OP AMP)는 제3 펄스폭 변조신호 및 분압된 기준 전압을 비교하여, 비교 결과에 따른 신호를 스위칭부(SW)로 출력한다.
스위칭부(SW)는 연산 증폭기(OP AMP)의 비교 신호에 따라 스위칭 동작을 수 행하여, 제1 및 제2 저항(R1, R2)에 의해 분압된 직류 전원의 출력 레벨을 조정한다. 스위칭부(SW)의 스위칭 동작에 의해 해당 현상기로 공급될 직류 전원의 출력 레벨이 조정된다. 이러한 출력 레벨은 다른 현상기들로 공급되는 직류 전원의 출력 레벨과 상보적인 관계에 있다. 출력 레벨이 조정된 직류 전원은 출력단자 OUT1을 거쳐 제2 내지 제5 변압부(222, 224, 226, 228) 중 어느 하나 변압부의 2차측으로 출력된다.
한편, 도 3에 도시된 캐패시터(C)는 출력 레벨이 조정된 직류 전원의 리플(ripple)을 평활하는 역할을 담당한다.
제1 내지 제4 교류 전원 제어부(214, 216, 218, 220)는 엔진 콘트롤러로부터 제공된 제2 펄스 폭 변조신호(PWM)를 각각의 스위칭 파형신호들로 변환하고, 변환된 신호들을 각각 제2 내지 제5 변압부(222, 224, 226, 228)의 1차측으로 출력한다. 제1 내지 제4 교류 전원 제어부(214, 216, 218, 220)의 구체적인 동작은 종래의 기술과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
제2 내지 제5 변압부(222, 224, 226, 228)는 제1 내지 제4 교류 전원 제어부(214, 216, 218, 220)에서 각각 출력되는 스위칭 파형신호들을 각각의 권선비에 따라 변압한다.
제2 내지 제5 변압부(222, 224, 226, 228) 각각의 2차측에는 변압된 교류 전원들 각각과 제1 내지 제4 직류 공급부(206, 208, 210, 212)에서 일정 레벨로 조정된 직류 전원들 각각이 중첩된다. 이렇게 교류 전원들과 직류 전원들의 중첩된 전원들이 각각 제1 내지 제4 현상기(230, 232, 234, 236)로 공급되어, 각각의 현상기 들의 구동을 위한 전원으로 사용된다. 여기서, 제1 내지 제4 현상기들은, 각각 옐로우, 마젠타, 시안 및 블랙의 현상기들인 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명에 의한 화상형성장치의 고압 전원 제어장치를 이용한 고압 전원 제어방법은 다음과 같다.
먼저, 제1 펄스 폭 변조신호를 스위칭 파형신호로 변환하고, 변환된 스위칭 파형신호를 변압한다. 그 후, 변압된 출력 전원을 정류하고, 정류된 직류 전원을 일정 레벨로 조정하여 각각 출력한다. 한편, 제2 펄스 폭 변조신호를 각각의 스위칭 파형신호들로 변환하고, 변환된 스위칭 파형신호들을 변압한다. 그 후, 이렇게 변압된 출력 전원들 각각과 일정 레벨로 조정된 직류 전원들 각각을 중첩하여 제1 내지 제N 현상기들로 각각 출력한다. 이렇게 교류 전원들과 직류 전원들의 중첩된 전원들이 각각 제1 내지 제N 현상기로 공급되어, 각각의 현상기들의 구동을 위한 전원으로 사용된다.
이러한 본원 발명인 화상형성장치의 고압 전원 제어장치 및 방법은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 종래의 각 현상기에 공급되는 고압 전원 제어장치의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 화상형성장치의 고압 전원 제어장치를 설명하기 위한 일 실시예의 회로도이다.
도 3은 도 2에 도시된 제1 내지 제4 직류 공급부를 구성하는 회로도의 일 실시예를 도시한 것이다.

Claims (12)

  1. 엔진 콘트롤러로부터 제공된 제1 펄스 폭 변조신호를 스위칭 파형신호로 변환하여 출력하는 직류 전원 제어부;
    상기 직류 전원 제어부에서 출력되는 스위칭 파형신호를 변압하는 제1 변압부;
    상기 제1 변압부에 변압된 출력 전원을 정류하는 정류부;
    상기 정류부에서 정류된 직류 전원을 일정 레벨로 조정하여 출력하는 제1 내지 제N(여기서, N은 1보다 큰 양의 정수) 직류 공급부;
    상기 엔진 콘트롤러로부터 제공된 제2 펄스 폭 변조신호를 각각의 스위칭 파형신호들로 변환하여 출력하는 제1 내지 제N 교류 전원 제어부; 및
    상기 제1 내지 제N 교류 전원 제어부에서 각각 출력되는 스위칭 파형신호들을 변압하고, 상기 변압된 출력 전원들 각각과 상기 제1 내지 제N 직류 공급부에서 상기 일정 레벨로 조정된 직류 전원들 각각을 중첩하여 제1 내지 제N 현상기들로 각각 출력하는 제2 내지 제N+1 변압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 고압 전원 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 내지 제N 직류 공급부 각각은
    상기 정류된 직류 전원을 분압하는 제1 및 제2 저항;
    양의 단자로 입력된 제3 펄스폭 변조신호 및 음의 단자로 입력된 기준 전압 의 비교에 의한 비교 신호를 출력하는 연산 증폭기; 및
    상기 연산 증폭기의 비교 신호에 의한 스위칭 동작을 수행하여, 상기 분압된 직류 전원의 출력 레벨을 조정하는 스위칭부를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 고압 전원 제어장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 내지 제N 직류 공급부 각각은
    상기 출력 레벨이 조정된 직류 전원의 리플(ripple)을 평활하는 캐패시터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 고압 전원 제어장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 내지 제N 현상기들은
    시안, 마젠타, 옐로우 및 블랙의 현상기들인 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 고압 전원 제어장치.
  5. 하나의 직류 전원 제어부에서 출력되는 스위칭 파형신호를 변압하는 하나의 변압부;
    상기 하나의 변압부에 변압된 출력 전원을 정류하는 하나의 정류부; 및
    상기 정류부에서 정류된 직류 전원을 일정 레벨로 조정하여 출력하는 다수의 직류 공급부를 포함하고,
    다수의 교류 전원 제어부들로부터 출력되는 전원을 변압하는 다수의 변압부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 고압 전원 제어장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 직류 전원 제어부는
    엔진 콘트롤러로부터 제공된 제1 펄스 폭 변조신호를 스위칭 파형신호로 변환하여 출력하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 고압 전원 제어장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 다수의 직류 공급부 각각은
    상기 정류된 직류 전원을 분압하는 제1 및 제2 저항;
    양의 단자로 입력된 제3 펄스폭 변조신호 및 음의 단자로 입력된 기준 전압의 비교에 의한 비교 신호를 출력하는 연산 증폭기; 및
    상기 연산 증폭기의 비교 신호에 의한 스위칭 동작을 수행하여, 상기 분압된 직류 전원의 출력 레벨을 조정하는 스위칭부를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 고압 전원 제어장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 다수의 직류 공급부 각각은
    상기 출력 레벨이 조정된 직류 전원의 리플(ripple)을 평활하는 캐패시터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 고압 전원 제어장치.
  9. 제 5항에 있어서 상기 다수의 교류 전원 제어부 각각은
    엔진 콘트롤러로부터 제공된 제2 펄스 폭 변조신호를 각각의 스위칭 파형신호로 변환하여 출력하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 고압 전원 제어 장치
  10. 제 5항에 있어서 상기 다수의 변압부 각각은
    상기 다수의 직류 공급부에서 조정된 직류 전원을 중첩하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 고압 전원 제어장치.
  11. 제1 펄스 폭 변조신호를 스위칭 파형신호로 변환하는 단계;
    상기 변환된 스위칭 파형신호를 변압하는 단계;
    상기 변압된 출력 전원을 정류하는 단계;
    상기 정류된 직류 전원을 일정 레벨로 조정하여 각각 출력하는 단계;
    제2 펄스 폭 변조신호를 각각의 스위칭 파형신호들로 변환하여 출력하는 단계; 및
    상기 각각 출력되는 스위칭 파형신호들을 변압하고, 상기 변압된 출력 전원들 각각과 상기 일정 레벨로 조정된 직류 전원들 각각을 중첩하여 제1 내지 제N 현상기들로 각각 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 고압 전원 제어방법.
  12. 하나의 직류 전원 제어부에서 출력되는 스위칭 파형신호를 변압하는 단계;
    상기 변압된 출력 전원을 정류하는 단계;
    상기 정류된 직류 전원을 일정 레벨로 조정하여 출력하는 단계; 및
    다수의 교류 전원 제어부들로부터 출력되는 전원을 상기 일정 레벨로 조정된 전원과 중첩하여 각각의 현상들로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 고압 전원 제어방법.
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