KR20110073941A - 정착장치와 이를 가지는 화상형성장치 및 그 제어방법 - Google Patents

정착장치와 이를 가지는 화상형성장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

인덕션 코일의 크기를 줄일 수 있도록 개선된 유도가열방식의 정착장치와 이를 가지는 화상형성장치 및 그 제어방법을 개시한다. 화상형성장치는 기록매체(S)에 화상을 형성하는 인쇄장치와, 화상을 기록매체(S)에 고정시키는 정착장치를 포함한다. 정착장치는 주발열부 및 부발열부를 가지며 기록매체(S)에 열을 전달하는 가열부재와, 기록매체(S)의 폭과 같거나 작은 폭을 가지며 가열부재에 자기장을 발생시키도록 가열부재의 축방향으로 배치되는 인덕션 코일을 포함하며, 부발열부는 주발열부의 양측을 가열시키도록 가열부재 내부에 마련된다.

Description

정착장치와 이를 가지는 화상형성장치 및 그 제어방법{FUSING DEVICE AND IMAGE FORMING APPARATUS HAVING THE SAME AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 유도가열방식을 적용한 정착장치와 이를 가지는 화상형성장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
화상형성장치는 기록매체(S)에 화상을 형성하는 장치로서 프린터, 복사기, 팩스 및 이들의 기능을 통합하여 구현한 복합기 등이 이에 해당한다.
전자사진방식을 채택한 화상형성장치는 소정 전위로 대전된 감광체에 광을 주사하여 감광체의 표면에 정전잠상을 형성한 후, 이 잠상에 현상제를 공급하여 가시화상을 형성한다. 감광체에 형성된 가시화상은 기록매체(S)에 바로 전사되거나 중간 전사매체를 거쳐 기록매체(S)에 전사되고, 기록매체(S)에 전사된 가시화상은 정착장치에 의해 기록매체(S)에 고정된다.
일반적으로 정착장치는 기록매체(S)에 열을 가하기 위한 가열부재를 구비한다. 가열부재는 유도가열방식에 의해 가열될 수 있다. 유도가열방식을 적용한 정착장치는 인덕션 코일에 전류를 공급하여 가열부재에 와전류를 발생시키고, 가열부재의 저항에 의해 발생되는 줄열(Joule's heat)을 이용하여 가열부재가 발열되도록 한다.
본 발명의 일측면은 인덕션 코일의 크기를 줄일 수 있도록 개선된 유도가열방식의 정착장치와 이를 가지는 화상형성장치 및 그 제어방법을 제공한다.
본 발명의 사상에 따른 정착장치는 주발열부 및 부발열부를 가지고, 기록매체에 열을 전달하도록 배치되는 가열부재; 및 상기 기록매체의 폭과 같거나 작은 폭을 가지고 상기 가열부재의 축방향으로 배치되어 상기 주발열부에 작용하는 자기장을 발생시키는 인덕션코일;을 포함하며, 상기 부발열부는 상기 주발열부의 양측을 가열할 수 있도록 상기 가열부재 내부에 마련될 수 있다.
상기 인덕션 코일은 상기 정착장치에서 수용할 수 있는 최대 크기의 기록매체의 폭과 같거나 작은 폭을 가질 수 있다.
상기 가열부재에 전력을 공급하는 주전원부 및 부전원부를 더 포함하며, 상기 주전원부는 상기 주발열부 또는 부발열부에 전력을 공급하고, 상기 부전원부는 상기 부발열부에 전력을 공급할 수 있다.
상기 부전원부는 커패시터를 포함하며, 상기 주전원부에서 출력되는 전력으로 상기 커패시터에 전력을 충전할 수 있다.
그리고, 본 발명의 사상에 따른 화상형성장치는 기록매체에 화상을 형성하는 인쇄장치;와 상기 화상을 기록매체에 고정시키는 정착장치;를 포함하고, 상기 정착장치는 회전 가능하도록 배치되어 상기 기록매체에 열을 전달하며 주발열부 및 부발열부를 가지는 가열부재;와 상기 기록매체의 폭과 같거나 작은 폭을 가지고 상기 가열부재의 축방향으로 배치되어 상기 주발열부에 작용하는 자기장을 발생시키는 인덕션코일;을 포함하며, 상기 부발열부는 상기 주발열부의 양측을 가열하도록 상기 가열부재 내부에 마련될 수 있다.
상기 인덕션 코일은 상기 정착장치에서 수용할 수 있는 최대 크기의 기록매체의 폭과 같거나 작은 폭을 가질 수 있다.
상기 가열부재에 전력을 공급하는 주전원부 및 부전원부를 더 포함하며, 상기 주전원부는 상기 주발열부 또는 부발열부에 전력을 공급하고, 상기 부전원부는 상기 부발열부에 전력을 공급할 수 있다.
상기 부전원부는 커패시터를 포함하며, 상기 주전원부에서 출력되는 전력으로 상기 커패시터에 전력을 충전할 수 있다.
그리고, 본 발명의 사상에 따른 화상형성장치의 제어방법은 전력을 공급하는 주전원부 및 부전원부와, 상기 전력을 공급받아 자기장을 발생시키도록 배치되는 인덕션코일과, 상기 전력에 의해 열을 발생하는 부발열부와 상기 자기장에 의해 열을 발생하는 주발열부를 구비하는 정착장치를 포함하는 화상형성장치의 제어방법에 있어서, 상기 화상형성장치에 인쇄 수행 명령이 입력되면 일정 시간 동안 상기 주전원부에서 출력되는 전력으로 상기 인덕션코일을 구동하고 상기 부전원부에서 입력되는 전력으로 상기 부발열부를 구동하며, 상기 일정 시간이 경과하면 상기 주전원부에서 출력되는 전력으로 상기 인덕션 코일 및 부발열부를 모두 구동하여 기록매체에 열을 가할 수 있도록 상기 주발열부의 온도를 상승시킬 수 있다.
상기 부전원부는 커패시터를 포함하며, 상기 화상형성장치에 초기 전원이 입력되면, 상기 주전원부에서 출력되는 전력으로 상기 부전원부를 충전할 수 있다.
상기 인덕션 코일은 상기 화상형성장치가 수용할 수 있는 최대 크기의 기록매체의 폭과 같거나 작은 폭으로 상기 정착장치에 마련되며, 상기 주발열부의 온도가 설정 온도에 도달하면 상기 인덕션 코일에 인가되는 전력이 차단될 수 있다.
상기 부발열부는 상기 주발열부의 양측을 가열할 수 있도록 배치되며, 상기 주발열부의 양측의 온도가 설정 온도에 도달하면 상기 부발열부에 인가되는 전력이 차단될 수 있다.
상술한 본 발명의 일측면에 의하면 가열부재에 구비된 주발열부의 양측을 가열할 수 있는 부발열부가 가열부재 내부에 배치되므로, 주발열부에 와전류를 유도하여 열을 발생시키는 인덕터 코일의 크기를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 일측면에 의하면 정착 장치의 초기 전원이 온된 경우 상용전원과 연결되어 있는 주전원부 및 커패시터에 전력이 미리 충전되어 있는 부전원부에서 가열부재에 전력을 동시에 공급하므로 정착 장치에 대전력을 공급할 수 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 전자사진방식의 화상형성장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
화상형성장치(1)는 도 1에 도시한 바와 같이, 본체(10), 기록매체 공급장치(20), 인쇄장치(30), 정착장치(100) 및 기록매체(S) 배출장치(70)를 포함한다.
본체(10)는 화상형성장치(1)의 외관을 형성하는 한편, 그 내부에 설치되는 각종 부품들을 지지한다. 본체(10)는 그 일부분을 개폐할 수 있도록 마련되는 커버(미도시)와, 본체(10) 내부에서 각종 부품들을 지지하거나 고정하는 본체프레임(미도시)을 포함한다.
기록매체 공급장치(20)는 기록매체(S)를 인쇄장치(30)로 공급한다. 기록매체(S) 공급장치(20)는 기록매체(S)가 적재되는 트레이(22)와, 트레이(22)에 적재된 기록매체(S)를 한 장 씩 픽업하는 픽업롤러(24)를 구비한다. 픽업롤러(24)에 의해 픽업된 기록매체(S)는 이송롤러()에 의해 인쇄장치(30) 쪽으로 이송된다.
인쇄장치(30)는 광주사장치(40), 현상장치(50), 전사장치(60)를 포함하여 구성될 수 있다.
광주사장치(40)는 주사광학계(미도시)를 포함하여 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(K) 색상의 화상정보에 해당하는 광을 인쇄 신호에 따라 현상장치(50)로 주사한다.
현상장치(50)는 컴퓨터 등과 같은 외부 기기로부터 입력되는 화상 정보에 따라 감광체(52)에 가시화상을 형성한다. 본 실시예에 따른 화상형성장치(1)는 칼라 화상형성장치로서, 현상장치(50)는 서로 다른 색상의 토너, 예를 들면 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(K)색상의 토너가 각각 수용되는 4개의 현상기(50Y, 50M, 50C, 50K)로 구성된다.
각각의 현상기(50Y, 50M, 50C, 50K)는 감광체(52), 대전롤러(54), 현상제저장실(55), 현상롤러(56), 공급롤러(58)를 구비할 수 있다. 대전롤러(54)는 감광 체(52)의 표면을 소정 전위로 대전시키고, 광주사장치(40)는 대전된 감광체(52)의 표면에 광을 주사하여 정전잠상을 형성한다. 현상제저장실(55)에 저장된 현상제는 공급롤러(58)에 의해 현상롤러(56)로 공급되고, 현상롤러(56)는 감광체(52)에 형성된 정전잠상에 현상제를 공급하여 가시화상을 형성한다.
전사장치(60)는 감광체(52)에 형성된 가시화상을 기록매체(S)에 전사한다. 전사장치(60)는 각 감광체(52)에 접촉되어 순환 주행하는 전사벨트(62)와, 전사벨트(62)를 구동시키는 전사벨트 구동롤러(64)와, 전사벨트(62)의 장력을 유지시키는 텐션롤러(66)와, 감광체(52)에 형성된 가시화상을 기록매체(S)로 전사시키기 위한 4개의 전사롤러(68)를 포함하여 구성될 수 있다.
기록매체(S)는 전사벨트(62)에 부착되어 전사벨트(62)의 주행 속도와 같은 속도로 이송된다. 이 때, 각 전사롤러(68)에는 각 감광체(52)에 부착된 현상제와 반대되는 극성의 전압이 인가되고, 이에 따라 감광체(52) 상의 현상제화상은 기록매체(S)로 전사된다.
정착장치(100)는 전사장치(60)에 의해 기록매체(S)로 전사된 현상제화상을 기록매체(S)에 고정시킨다. 정착장치(100)는 유도가열방식을 이용해 기록매체(S)에 열을 가할 수 있도록 구성된다. 정착장치(100)에 관한 자세한 설명은 후술한다.
한편, 기록매체(S) 배출장치(70)는 기록매체(S)를 본체(10)의 외부로 배출한다. 기록매체(S) 배출장치(70)는 배출롤러(72)와, 배출롤러(72)에 대향하여 설치되는 핀치롤러(74)를 포함하여 구성된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 정착장치를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2에서 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도이다. 도 4는 도 3에서 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면도이다. 도 2에서는 인덕션 코일과 가압부재를 생략하였고, 가압부재는 도 4에 도시하였다.
정착장치(100)는 가열부재(110), 가압부재(120), 인덕터 커버(130), 인덕션 코일(140)과 자속차폐유닛(150)을 포함하여 구성된다.
화상이 전사되어 있는 기록매체(S)는 가열부재(110)와 가압부재(120) 사이를 통과하며, 이 때 열과 압력에 의해 화상이 기록매체(S)에 고정된다.
도 4에 도시한 바와 같이, 가압부재(120)는 가열부재(110)의 외주면에 접촉하도록 배치되어 가열부재(110)와의 사이에 정착닙(N)을 형성한다. 가압부재(120)는 가압수단(미도시)에 의해 가열부재(110) 쪽으로 탄성 가압됨으로써 가열부재(110)에 압접된다.
가압부재(120)는 롤러로 구성될 수 있다. 가압부재(120)는 알루미늄이나 스틸과 같은 금속재로 형성되는 샤프트(122)와, 샤프트(122) 주위를 감사는 탄성층(124)을 가진다. 탄성층(124)은 통상적으로 실리콘 고무로 형성되며, 탄성층(124)의 표면에는 기록매체(S)가 가압부재(120)에 붙는 것을 방지하는 이형층(126)이 마련된다.
가열부재(110)는 주발열부(111)를 가지고, 정착닙(N)을 통과하는 기록매체(S)에 열을 전달하도록 배치된다. 또한, 가열부재(110)는 주발열부(111)의 양 끝단을 가열하는 부발열부(112)를 가지며, 이형층(114)을 구비한 롤러로 구성될 수 있다.
주발열부(111)는 기록매체(S)에 효과적으로 열을 전달할 수 있도록 가열부재(110)의 외주면에 인접하도록 배치된다. 주발열부(111)는 금속 등의 도전성 재료로 마련될 수 있다. 주발열부(111)에는 중심부 및 끝단의 온도를 측정하는 온도 센서(170,175)가 마련된다.
부발열부(112)는 주발열부(111)의 양 끝단을 가열할 수 있도록 가열부재(110)의 내부에 배치된다. 부발열부(112)는 램프, 세라믹히터 또는 표면 발열체 등으로 마련될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 인덕션 코일(140)은 주발열부(111)에 작용하는 자기장을 발생시키도록 배치된다. 인덕션 코일(140)은 가열부재(110)의 외주면에 인접하도록 배치된다. 인덕션 코일(140)은 절연 피복층을 각각 코팅한 여러가닥의 구리세선을 꼬아서 형성한 리츠(Litz)와이어로 구성될 수 있다.
전원공급회로(미도시)를 통해 인덕션 코일(140)에 소정의 교류 전류가 입력되면, 인덕션 코일(140)의 주위에 자기장이 발생되고, 자기장은 가열부재(110)의 주발열부(111)에 유도전류를 발생시킨다. 주발열부(111)는 자체의 고유 저항을 가지고 있으므로, 유도전류에 상응하여 발열한다.
인덕터 커버(130)는 가열부재(110)와 인덕션 코일(140) 사이에 배치된다. 인덕터 커버(130)는 가열부재(110)의 축 방향을 따라 가열부재(110)의 외면을 덮는다. 또한, 인덕터 커버(130)는 원주방향으로 가열부재(110)의 일부분을 덮도록 배치되며, 가열부재(110)의 외주면을 따라 구부러진 형상을 가질 수 있다.
인덕터 커버(130)는 가열부재(110)로부터 방사되는 열이 인덕션 코일(140)이 나 자속차폐유닛(150) 쪽으로 직접적으로 전달되는 것을 방지하는 역할을 한다. 인덕터 커버(130)는 내열성, 단열성 및 전기절연성이 우수한 재질로 형성될 수 있다.
자속차폐유닛(150)은 인덕션 코일(140)의 주위에 배치되어 인덕션 코일(140)에 의해 발생된 자기장이 가열부재(110)의 주발열부(111) 쪽으로 집중되도록 한다. 자속차폐유닛(150)은 가열부재(110)의 축 방향을 따라 배치되는 복수의 자성체로 구성될 수 있다. 자성체는 철, 니켈, 코발트 및 그 합금으로 구성되거나 산화철, 산화망간, 산화아연 등의 물질을 포함하는 페라이트 재질로 구성될 수 있다.
자속차폐유닛(150)의 외측에는 외측 커버(160)가 배치되고, 자속차폐유닛(150)은 외측 커버(160)에 고정될 수 있다. 외측 커버(160)는 그 내측에 배치된 자속차폐유닛(150), 인덕션 코일(140)과 인덕터 커버(130)를 덮도록 배치된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 가열부재(110)의 외면은 가열부재(110)의 축방향 중앙부에 위치되는 제1영역(116)과, 가열부재(110)의 축방향에 대해 제1영역(116)의 양측에 위치되는 제2영역(118)을 가진다. 제1영역(116)은 화상형성장치가 수용할 수 있는 기록매체(S) 중 최대 사이즈의 기록매체(S)에 인쇄 동작을 수행할 때 기록매체(S)의 크기에 대응하는 영역이다.
즉, 최대 사이즈의 기록매체(예를 들면, 레터지)(S)가 정착닙(N)을 통과할 때, 제1영역(116)은 기록매체(S)와 접촉하는 부분이고, 제2영역(118)은 기록매체(S)와 접촉하지 않는 부분이다. 인덕션 코일(140)에 의한 유도 가열 방식에 의해 발열부를 가열하는 정착장치(100)는 인덕션 코일(140)이 짧을 경우 주발열부(111) 양측의 온도가 주발열부(111) 중심의 온도보다 저하되어 기록매체(S)의 양측에 전 사된 현상제화상이 고정되지 않을 수 있다.
이러한 점을 고려하여 종래에는 인덕션 코일(140)의 폭을 기록매체(S)의 폭보다 크게하여 기록매체(S)의 양측에 접촉되는 가열부재(110)의 양측의 온도가 저하되는 것을 방지하였다. 그러나, 이러한 종래의 방법은 인덕션 코일(140)의 폭이 증가하고, 인덕션 코일(140)의 폭이 증가함에 따라 자속차폐유닛(150)의 전체 폭이 증가하여 정착장치를 소형화시키기 어렵고 비용이 증가한다는 문제가 있다. 이에 따라, 본 발명의 일측면에 의하면 인덕션 코일(140)의 길이를 화상형성장치(1)에서 수용 가능한 최대 사이즈의 기록매체(S)의 폭과 같거나 작은 폭을 가지도록 하고, 인덕션 코일(140)의 폭이 작아짐에 따라 가열부재(110)의 양측의 온도가 저하되는 것을 방지하기 위해 가열부재(110) 내부에 부발열부(112)를 마련하여 주발열부(111)의 양측을 가열하도록 한다. 도 3을 참조하면, 인덕션 코일(140)의 폭(A)이 제1영역(116)과 동일하도록 설치하고, 주발열부(111)의 양측을 가열할 수 있도록 부발열부(112)를 가열부재(110) 내부에 설치한다. 한편, 도 3에서는 인덕션 코일(140)의 폭(A)과 제1영역(116)이 동일하도록 설정하였지만, 인덕션 코일(140)의 폭(A)을제1영역(116)보다 작게 설정하는 것도 본 발명의 실시예에 포함되며, 인덕션 코일(140)의 폭(A)이 종래의 유도가열방식의 화상형성장치 내부에 설치된 인덕션 코일의 폭보다는 작지만 화상형성장치(1)가 수용 가능한 최대 사이즈의 기록매체(S)의 폭인 제1영역(116)보다 약간 긴 경우도 본 발명의 실시예에 포함될 수 있음은 물론이다.
이하, 부발열부(112)를 포함하는 가열부재(110)의 제어회로에 대해 알아본 다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 가열부재의 제어회로도이다.
주전원부(200)는 상용 전원인 AC 110V(또는 220V)에 접속되며, 인덕션 코일(140) 및 부발열부(112)의 필요에 따른 전압 조정 기능 등을 갖는다. 부전원부(210)는 충방전 가능한 대용량 콘덴서를 포함하며, 부발열부(112)에 공급하는 전기 에너지에 따라 콘덴서의 용량 및 개수가 정해진다.
제어부(220)는 주전원부(200)에서 인덕션 코일(140)로 전류를 공급할 수 있도록 제1스위치(230)의 스위칭 동작을 제어한다. 제어부(220)는 초기 전원이 온되면 후술하는 것처럼 부전원부(210)에 전력을 충전하도록 제어하며, 인쇄 명령이 있으면 부전원부(210)에 전력이 충전된 후 주전원부(200)와 인덕션 코일(140)을 연결하도록 제1스위치(230)를 스위칭한다. 제1스위치(230)를 스위칭하여 주전원부(200)와 인덕션 코일(140)을 연결하면 주전원부(200)에서 인덕션 코일(140)에 전류를 공급하여 자기장을 발생시키고, 자기장은 주발열부(111)에 와전류를 발생시키며, 발생된 와전류는 주발열부(111)의 저항에 흘러 줄열(Joule's heat)이 발생한다.
제어부(220)는 주전원부(200)에서 공급되는 전력으로 부전원부(210)의 콘덴서를 충전할 수 있도록 제2스위치(232)의 스위칭 동작을 제어한다. 주전원부(200)에서 공급되는 교류 전압은 AC/DC 컨버터(240)를 거쳐 직류 전압으로 전환되며, 전환된 직류 전압에 의해 부전원부(210)의 콘덴서가 충전된다. 제2스위치(232)는 초기 전원이 온되면 스위칭되어 부전원부단(a)과 AC/DC 컨버터단(b)을 연결하며, 부전원부(210)의 콘덴서에 충전이 완료되면 부전원부단(a)과 부발열부단(c)을 연결한 다.
제어부(220)는 주전원부(200) 또는 부전원부(210)에서 공급되는 전력을 부발열부(112)에 인가할 수 있도록 제3스위치(234)의 스위칭 동작을 제어한다. 주전원부(200) 또는 부전원부(210)에서 공급되는 전력에 의해 부발열부(112)는 열을 발생하고, 부발열부(112)에서 발생된 열은 주발열부(111)의 양측을 가열한다. 제3스위치(234)는 주발열부(111)의 양측의 온도가 설정온도에 도달하면 주전원부(200) 또는 부전원부(210)와 부발열부(112)의 연결을 해제한다.
제어부(220)는 주전원부(200)에서 공급되는 전력을 부발열부(112)에 인가할 수 있도록 제4스위치(236)의 스위칭 동작을 제어한다. 제어부(220)는 제2스위치(232)의 스위칭 동작과 동기를 맞춰 제4스위치(236)의 스위칭 동작을 제어한다. 제4스위치(236)가 주전원부(200)와 부발열부(112)를 연결하도록 스위칭되면, 제2스위치(232)는 부전원부(210)와 부발열부(112)의 연결을 해제한다. 다만, 후술하는 것과 같이 제5스위치(238)에 의해 폐회로가 구성되므로, 제4스위치(236)와 제2스위치(232)의 동기를 맞춘 동작이 필수적인 것은 아니다.
제어부(220)는 제2스위치(232) 및 제4스위치(236)의 스위칭 동작과 동기를 맞추도록 제5스위치(238)의 스위칭 동작을 제어한다. 제2스위치(232)가 부전원부단(a)과 부발열부단(c)을 연결하면, 제5스위치(238)는 연결되지 않은 다른 쪽의 부전원부단(e)과 연결되지 않은 다른 쪽의 부발열부단(d)을 연결하여 폐회로를 구성할 수 있도록 한다. 제4스위치(236)가 주전원부(200)와 부발열부(112)를 연결할 수 있도록 스위칭되면, 제5스위치(238)는 연결되지 않은 다른 쪽의 주전원부(200)와 연결되지 않은 다른 쪽의 부발열부(112)를 연결하여 폐회로를 구성할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 화상형성장치에 구비되는 가열부재의 제어흐름도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 제어부(220)는 초기 전원이 온되면 부전원부(210)의 충전을 수행한다. 주전원부(200)는 부전원부(210)의 콘덴서를 충전할 수 있도록 전력을 공급하고, 주전원부(200)에서 공급되는 교류 전압은 AC/DC 컨버터(240)를 거쳐 직류 전압으로 전환되며, 전환된 직류 전압에 의해 부전원부(210)의 콘덴서가 충전된다.(301, 302)
다음으로, 제어부(220)는 부전원부(210)의 콘덴서에 충전이 완료된 것으로 확인되면 사용자에 의한 인쇄 명령이 있는지 확인한다. 인쇄 명령이 있으면 인덕션 코일(140) 및 부발열부(112)를 구동한다. 주전원부(200)에서 인덕션 코일(140)에 전류를 공급하여 와전류를 발생시키고, 발생된 와전류가 주발열부(111)의 저항에 흘러 줄열(Joule's heat)이 발생한다. 부전원부(210)에서 부발열부(112)에 전류를 공급하여 열을 발생시키면, 발생된 열은 주발열부(111)의 양측을 가열시킨다.(303,304,305)
다음으로, 제어부(220)는 주발열부(111)의 중심부 및 양측에 설치된 온도 센서(170,175)로부터 온도 정보를 수신받고, 주발열부(111)의 중심부 및 양측의 온도가 미리 정해진 설정 온도 대역(예를 들면, 중심부 170~190°, 양측 160~170°)에 도달한 것으로 확인되면 주발열부(111)의 온도를 유지할 수 있도록 제어한다. 제어부(220)는 주발열부(111)의 중심부의 온도가 설정온도보다 내려가면 인덕션 코 일(140)을 구동하고, 주발열부(111)의 양측의 온도가 설정온도보다 내려가면 부발열부(112)를 구동하여 주발열부(111)의 중심부 및 양측의 온도가 설정 온도 대역에 머물 수 있도록 제어한다.(306,307)
다음으로, 제어부(220)는 인쇄 동작이 완료되었는지 확인하고, 인쇄 동작이 완료된 것으로 확인되면 대기 상태로 들어간다. 한편, 대기 상태에서는 인덕션 코일(140) 및 부발열부(112)의 구동을 멈추고 인쇄 명령이 있을 때까지 대기한다.(308,309)
도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 정착장치의 제어흐름도이다.
도 7의 401단계 내지 405단계는 도 6의 301단계 내지 305단계와 동일하므로 그 설명은 도 6의 설명으로 대체한다. 도 7의 실시예는 인쇄 동작 개시 후 일정 시간이 경과하면 주전원부(200)에서 출력되는 전력으로 주발열부(111) 및 부발열부(112)를 모두 구동한다는 점에서 도 6의 실시예와 다르다.
405단계에서 주전원부(200)에 의해 공급되는 전력으로 인덕션 코일(140)을 구동하고, 부전원부(210)에 의해 공급되는 전력으로 부발열부(112)를 구동한다. 인덕션 코일(140) 및 부발열부(112)를 구동한 후 일정 시간이 경과하는지 확인하고, 일정 시간이 경과된 것으로 확인되면 주전원부(200)에 의해 공급되는 전력으로 인덕션 코일(140) 및 부발열부(112)를 모두 구동한다. 즉, 부전원부(210)에서 공급되는 전력을 차단하고, 주전원부(200)만으로 인덕션 코일(140) 및 부발열부(112)를 모두 구동한다.(406,407)
한편, 최초 가열부재(110)의 가열 동작 수행 시, 주전원부(200)에 의해 공급 되는 전력으로 인덕션 코일(140) 및 부발열부(112)를 모두 구동하면 플리커 현상이 일어난다. 예를 들어, 화상형성장치의 정격 전력이 1300w, 인덕션 코일(140)에서 초기 구동 시 필요한 전력이 1300w, 부발열부(112)에서 초기 구동 시 필요한 전력이 300w라고 가정하였을 때, 초기 구동 시 주전원부(200)에서 인덕션 코일(140)과 부발열부(112)에 모두 전력을 공급하면 화상형성장치의 정격전력 1300w를 초과하는 1600w(=1300+300)의 전력이 주전원부(200)로부터 공급되게 된다. 상용전원과 연결되어 있는 주전원부(200)에서 화상형성장치(1)에 정격 전력 이상의 전력이 투입되면, 상용전원과 연결되어 있는 주변의 다른 전자기기에 장애를 초래하여 명멸 현상을 일으키며 이를 플리커 현상이라 한다.
따라서, 본 발명의 일측면에 의하면 가열부재(110)의 최초 구동 시 주전원부(200)에서 인덕션 코일(140) 및 부발열부(112)에 모두 전력을 공급하지 않고, 주전원부(200)는 인덕션 코일(140)에 전력을 공급하고, 콘덴서에 전력이 충전되어 있는 부전원부(210)는 부발열부(112)에 전력을 공급함으로써 상용전원으로부터 정격 전력 이상의 전력을 공급받지 않으면서 대량의 전력을 사용할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 가열부재(110)의 최초 구동 후 일정 시간이 경과되면, 주발열부(111)에서 필요로 하는 전력량이 줄어든다. 이에 따라, 제어부(220)는 가열부재(110) 구동 후 일정 시간이 경과하면 주전원부(200)에서 출력되는 전력으로 인덕션 코일(140) 및 부발열부(112)를 모두 구동시키고, 주전원부(200)에서 인덕션 코일(140) 및 부발열부(112)에 공급되는 전력 외에 정격 전력 이내로 남는 전력으로 부전원부(210)를 충전시킬 수 있다.
다음으로, 제어부(220)는 주발열부(111)의 중심부 및 양측에 설치된 온도 센서(170,175)로부터 온도 정보를 수신받고, 주발열부(111)의 중심부 및 양측의 온도가 미리 정해진 설정 온도(예를 들면, 중심부 170~190°, 양측 160~170°)에 도달한 것으로 확인되면 주발열부(111)의 온도를 유지한다. 주발열부(111)의 중심부의 온도가 설정 온도 이하로 내려가면 인덕션 코일(140)을 구동시켜 주발열부(111)에 열을 발생시키며, 주발열부(111)의 양측의 온도가 설정 온도 이하로 내려가면 부발열부(112)를 구동시켜 주발열부(111)의 양측을 가열시킨다.(408,409)
다음으로, 제어부(220)는 인쇄 동작이 완료되었는지 확인하고, 인쇄 동작이 완료된 것으로 확인되면 대기 상태로 들어간다. 한편, 대기 상태에서는 인덕션 코일(140) 및 부발열부(112)의 구동을 멈추고 인쇄 명령이 있을 때까지 대기한다.(410,411)
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 전자사진방식의 화상형성장치를 개략적으로 도시한 도면
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 정착장치를 도시한 사시도
도 3은 도 2에서 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도
도 4는 도 3에서 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면도
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 가열부재의 제어회로도
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 화상형성장치에 구비되는 가열부재의 제어흐름도
도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 정착장치의 제어흐름도
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
110 : 가열부재 111 : 주발열부
112 : 부발열부 140 : 인덕션코일
200 : 주전원부 210 : 부전원부

Claims (12)

  1. 주발열부 및 부발열부를 가지고, 기록매체에 열을 전달하도록 배치되는 가열부재; 및
    상기 기록매체의 폭과 같거나 작은 폭을 가지고 상기 가열부재의 축방향으로 배치되어 상기 주발열부에 작용하는 자기장을 발생시키는 인덕션코일;을 포함하며,
    상기 부발열부는 상기 주발열부의 양측을 가열할 수 있도록 상기 가열부재 내부에 마련되는 정착장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인덕션 코일은 상기 정착장치에서 수용할 수 있는 최대 크기의 기록매체의 폭과 같거나 작은 폭을 가지는 정착장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열부재에 전력을 공급하는 주전원부 및 부전원부를 더 포함하며,
    상기 주전원부는 상기 주발열부 또는 부발열부에 전력을 공급하고, 상기 부전원부는 상기 부발열부에 전력을 공급하는 정착장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 부전원부는 커패시터를 포함하며,
    상기 주전원부에서 출력되는 전력으로 상기 커패시터에 전력을 충전하는 정착장치.
  5. 기록매체에 화상을 형성하는 인쇄장치;와
    상기 화상을 기록매체에 고정시키는 정착장치;를 포함하고,
    상기 정착장치는 회전 가능하도록 배치되어 상기 기록매체에 열을 전달하며 주발열부 및 부발열부를 가지는 가열부재; 및
    상기 기록매체의 폭과 같거나 작은 폭을 가지고 상기 가열부재의 축방향으로 배치되어 상기 주발열부에 작용하는 자기장을 발생시키는 인덕션코일;을 포함하며,
    상기 부발열부는 상기 주발열부의 양측을 가열하도록 상기 가열부재 내부에 마련되는 화상형성장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 인덕션 코일은 상기 정착장치에서 수용할 수 있는 최대 크기의 기록매체의 폭과 같거나 작은 폭을 가지는 화상형성장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 가열부재에 전력을 공급하는 주전원부 및 부전원부를 더 포함하며,
    상기 주전원부는 상기 주발열부 또는 부발열부에 전력을 공급하고, 상기 부전원부는 상기 부발열부에 전력을 공급하는 화상형성장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 부전원부는 커패시터를 포함하며,
    상기 주전원부에서 출력되는 전력으로 상기 커패시터에 전력을 충전하는 화상형성장치.
  9. 전력을 공급하는 주전원부 및 부전원부와, 상기 전력을 공급받아 자기장을 발생시키는 인덕션코일과, 상기 전력에 의해 열을 발생하는 부발열부와 상기 자기장에 의해 열을 발생하는 주발열부를 구비하는 정착장치를 포함하는 화상형성장치의 제어방법에 있어서,
    상기 화상형성장치에 인쇄 수행 명령이 입력되면 일정 시간 동안 상기 주전원부에서 출력되는 전력으로 상기 인덕션코일을 구동하고 상기 부전원부에서 출력되는 전력으로 상기 부발열부를 구동하며,
    상기 일정 시간이 경과하면 상기 주전원부에서 출력되는 전력으로 상기 인덕션 코일 및 부발열부를 모두 구동하여 상기 주발열부의 온도를 상승시키는 화상형성장치의 제어방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 부전원부는 커패시터를 포함하며, 상기 화상형성장치에 초기 전원이 입력되면, 상기 주전원부에서 출력되는 전력으로 상기 부전원부를 충전하는 화상형성 장치의 제어방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 인덕션 코일은 상기 화상형성장치가 수용할 수 있는 최대 크기의 기록매체의 폭과 같거나 작은 폭으로 상기 정착장치에 마련되며,
    상기 주발열부의 온도가 설정 온도에 도달하면 상기 인덕션 코일에 인가되는 전력이 차단되는 화상형성장치의 제어방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 부발열부는 상기 주발열부의 양측을 가열할 수 있도록 배치되며,
    상기 주발열부의 양측의 온도가 설정 온도에 도달하면 상기 부발열부에 인가되는 전력이 차단되는 화상형성장치의 제어방법.
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