KR20130008307A

KR20130008307A - 화상형성장치 및 그 구동 방법

Info

Publication number: KR20130008307A
Application number: KR1020110068979A
Authority: KR
Inventors: 김윤수; 신대림; 최홍철
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2011-07-12
Filing date: 2011-07-12
Publication date: 2013-01-22
Also published as: KR101812748B1; US20130016986A1; US8781347B2

Abstract

개시된 화상형성장치 및 그 구동 방법은 구동 환경이 저온 환경인 경우, 구동 모터를 정상 웜업 구동조건보다 높은 토크를 발생시키는 고부하 구동조건으로 구동 및 정지시키는 과정을 복수 회 반복하여 화상형성유닛의 구동 부하를 줄이고, 그 후에 구동 모터를 정상 웜업 구동조건으로 구동하여 웜업을 수행한다.

Description

화상형성장치 및 그 구동 방법{image forming apparatus and driving method thereof}

구동 모터를 구비하는 화상형성장치 및 그 구동 방법이 개시된다.

화상형성장치, 예를 들어 전자사진 화상형성장치는 화상정보에 대응되어 변조된 광을 감광체에 조사하여 감광체의 표면에 정전잠상을 형성하고, 이 정전잠상에 토너를 공급하여 가시적인 토너화상으로 현상시키고, 이 토너화상을 기록매체에 전사하여 정착시킴으로써 기록매체에 화상을 인쇄한다.

화상형성장치는 급지부, 현상부, 정착부, 및 이들을 구동하기 위한 하나 이상의 구동 모터를 구비한다. 급지부는 기록매체를 이송시키는 장치를 말하며, 현상부는 예를 들어 전자사진방식에 의하여 기록매체에 화상을 전사하는 장치를 말한다. 정착부는 기록매체에 전사된 화상에 열과 압력을 가하여 영구적인 화상으로 정착시키는 장치를 말한다. 　

급지부, 현상부, 및 정착부를 안정적으로 구동하기 위하여 높은 토크(torque)의 모터를 사용하여 다양한 환경에서도 화상형성장치를 안정적으로 구동할 수 있도록 토크 마진을 확보할 필요가 있다. 그러나, 토크만 올리게 되면 비용뿐만 아니라 소음에 영향을 주기 때문에 적절한 토크 마진을 가진 구동 모터를 선정하여 상온 및 다양한 환경에서 사용하게 된다. 저온 환경에서는 부하가 증가하여 구동 모터에 무리가 발생하고 적절한 토크 마진을 확보하기 힘들다. 이 경우 단순히 구동 모터의 구동 시간을 조정하여 토크 마진을 확보하는 방법을 고려할 수 있으나, 이 방식을 사용하는 경우에는 구동 모터의 구동 시간을 예측하기 힘들고 현상부의 감광체의 구동 시간이 길어져 현상부의 수명에 나쁜 영향을 줄 수 있다. 또, 환경적 요인에 의하여 토크 마진 확보에 실패할 경우에는 기록매체 잼과 구동 모터의 탈조(stall) 등으로 인하여 인쇄를 하지 못하는 경우도 발생될 수 있다.

구동 부하가 증가되는 저온 환경에서 화상형성장치를 안정적으로 구동할 수 있는 화상형성장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 화상형성장치의 구동 방법은, 이송되는 기록매체에 화상을 전사하여 장착시키는 화상형성유닛과, 상기 화상형성유닛을 구동하는 구동 모터를 포함하는 화상형성장치의 구동 방법으로서, 온도를 포함하는 구동 환경을 검출하는 단계; 상기 구동 환경이 저온 환경인 경우, 상기 구동 모터를 정상 웜업 구동조건보다 높은 토크를 발생시키는 고부하 구동조건으로 구동 및 정지시키는 과정을 복수 회 반복하여 상기 화상형성유닛의 구동 부하를 줄이는 단계; 상기 구동 모터를 상기 정상 웜업 구동조건으로 구동하여 웜업을 수행하는 단계;를 포함한다.

상기 구동 방법은, 상기 구동 모터가 미리 설정된 유지시간 동안 고부하 구동속도를 유지하지 못하는 경우에 상기 구동 모터를 정지시킨 후에 상기 고부하 구동조건으로 재구동하는 단계; 상기 구동 모터가 상기 유지시간 동안 상기 고부하 구동속도를 유지하는 경우에 상기 구동 모터를 정지시킨 후에 상기 고부하 구동조건으로 재구동하는 단계; 상기 구동 모터가 상기 유지시간 동안 상기 고부하 속도를 유지한 횟수가 연속하여 미리 설정된 기준 성공 횟수에 도달된 때에 상기 웜업을 수행하는 단계로 이행하는 단계;를 더 구비할 수 있다.

상기 구동 방법은, 상기 재구동 횟수가 재구동 제한 횟수에 도달된 때에는 구동 에러를 표시하는 단계;를 더 구비할 수 있다.

상기 구동 방법은, 상기 고부하 구동조건으로 상기 구동 모터의 구동을 개시하는 시점보다 늦지 않은 시점에 상기 기록매체에 화상을 정착시키는 정착부의 예열을 개시하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 상기 구동 방법은, 상기 예열 시간을 카운트하여 상기 예열 시간이 최대 예열 시간에 도달된 경우에 상기 예열을 정지하는 단계;를 더 구비할 수 있다. 상기 구동 방법은, 상기 고부하 구동조건으로 상기 구동 모터의 구동에 실패한 경우, 상기 최대 예열 시간까지 상기 정착부를 예열한 후에, 상기 고부하 구동조건으로 상기 구동 모터를 재구동하는 단계;를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 화상형성장치는, 이송되는 기록매체에 화상을 전사하여 장착시키는 화상형성유닛; 상기 화상형성유닛을 구동하는 구동 모터; 온도를 포함하는 구동 환경을 검출하는 환경인식부; 상기 구동 환경이 저온 환경인 경우 상기 구동 모터를 정상 웜업 구동조건보다 높은 토크를 발생시키는 고부하 구동조건으로 구동 및 정지시키는 과정을 복수 회 반복하여 상기 화상형성유닛의 구동 부하를 줄이고, 상기 구동 모터를 상기 정상 웜업 구동조건으로 구동하여 웜업을 수행하도록 상기 화상형성유닛 및 상기 구동 모터를 제어하는 제어부;를 포함한다.

상기 화상형성장치는, 상기 구동 모터의 구동 속도를 검출하는 속도 검출부;를 더 구비하며. 상기 제어부는 상기 구동 모터가 미리 설정된 유지시간 동안 상기 고부하 구동조건에 의하여 결정되는 고부하 구동속도를 유지하지 못하는 경우와, 상기 구동 모터가 상기 유지시간 동안 상기 고부하 속도를 유지한 횟수가 연속하여 미리 설정된 기준 성공 횟수에 도달되지 않은 경우에는 상기 구동 모터를 정지시킨 후에 상기 고부하 구동조건으로 상기 구동 모터를 재구동시킬 수 있다.

상기 제어부는 상기 구동 모터가 상기 유지시간 동안 상기 고부하 속도를 유지한 횟수가 연속하여 미리 설정된 기준 성공 횟수에 도달된 때에 상기 웜업을 수행하도록 상기 화상형성유닛과 상기 구동 모터를 제어할 수 있다.

상기 제어부는 상기 재구동 횟수가 재구동 제한 횟수에 도달된 때에는 구동 에러 신호를 발생시킬 수 있다.

상기 화상형성유닛은, 상기 기록매체에 열과 압력을 가하여 화상을 정착시키는 것으로서 가열수단을 구비하는 정착부를 더 구비하며, 상기 제어부는 상기 고부하 구동조건으로 상기 구동 모터의 구동을 개시하는 시점보다 늦지 않은 시점에 상기 기록매체에 화상을 정착시키는 정착부의 예열을 개시하도록 상기 가열수단을 제어할 수 있다. 상기 제어부는 상기 예열 시간이 최대 예열 시간에 도달된 경우에 상기 예열을 정지하도록 상기 가열수단을 제어할 수 있다. 상기 제어부는 상기 고부하 구동조건으로 상기 구동 모터의 구동에 실패한 경우 상기 최대 예열 시간까지 상기 정착부를 예열한 후에 상기 고부하 구동조건으로 상기 구동 모터를 재구동하도록 상기 가열수단과 상기 구동 모터를 제어할 수 있다. 상기 정착부는 닙형성부재와, 상기 닙형성부재를 향하여 가압된 가압롤러와, 상기 닙형성부재와 상기 가압롤러 사이를 통과하여 상기 가압롤러가 회전됨에 따라 순환주행되는 정착 벨트를 구비할 수 있다.

상술한 화상형성장치 및 그 구동 방법에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 저온 환경에서 화상형성장치를 안정적으로 구동할 수 있어, 구동 실패에 따른 인쇄 불량, 기록매체 잼 등의 발생을 줄일 수 있다.

둘째, 저온 환경에서의 신속하게 정상적인 구동이 가능하도록 화상형성장치의 구동 부하를 줄임으로써, 화상형성장치를 구성하는 구동요소들의 성능 저하와 수명 단축을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 일 실시예의 구성도.
도 2는 정착부의 일 실시예의 구성도.
도 3은 도 1에 도시된 화상형성장치의 일 실시예의 제어 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 화상형성장치의 구동 방법의 일 실시예를 보여주는 흐름도.
도 5는 본 발명에 따른 화상형성장치의 구동 방법의 일 실시예를 보여주는 흐름도.
도 6은 본 발명에 따른 화상형성장치의 구동 방법의 일 실시예를 보여주는 흐름도.

이하, 도면들 참조하면서 화상형성장치 및 그 구동 방법의 실시예들을 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 화상형성장치의 일 실시예의 구성도이다. 본 실시예의 화상형성장치는 건식 일성분 토너를 채용한 단색 전자사진방식 화상형성장치이다. 도 1을 보면, 기록매체(P)에 화상을 형성하는 화상형성유닛(400)은 급지부(200), 현상부(100), 및 장착부(300)를 구비한다.

급지부(200)는 화상이 인쇄될 기록매체(P)를 급지 카세트(201)로부터 인출하여 현상부(100), 및 정착부(300)를 거쳐 배출트레이(205)로 배출한다. 급지부(200)는 급지 카세트(201)로부터 기록매체(P)를 인출하는 픽업 롤러(202), 인출된 기록매체(P)를 현상부(100) 및 정착부(300)로 이송하는 이송롤러(203), 정착부(300)를 통과한 기록매체(P)를 배출트레이(205)로 배출하는 배출롤러(204)를 포함할 수 있다. 도면으로 도시되지는 않았지만, 픽업롤러(202)와 이송롤러(203) 사이에는 기록매체(P)의 이송 위치를 정렬하기 위한 정렬롤러(registration roller)가 더 마련될 수 있다.

현상부(100)는 기록매체(P)에 전자사진방식에 의하여 형성된 토너 화상을 전사한다. 현상부(100)는 감광드럼(1), 대전롤러(2), 노광기(120), 현상기(110), 및 전사기(130)를 포함할 수 있다. 감광드럼(1)은 정전잠상이 형성되는 감광체의 일 예로서, 원통형 금속 파이프의 외주에 광도전성을 가지는 감광층이 형성된 것이다. 대전롤러(2)는 감광드럼(1)의 그 표면을 균일한 전위로 대전시키는 대전기의 일 예이다. 대전롤러(2)에는 대전바이어스가 인가된다. 대전롤러(2) 대신에 코로나 대전기(미도시)가 사용될 수도 있다.

노광기(120)는 화상정보에 따라 변조된 광(L)을 균일한 전위로 대전된 감광드럼(1)의 표면에 주사하여 정전잠상을 형성한다. 노광기(120)로서, 예를 들면 레이저 다이오드로부터 조사되는 광을 폴리곤미러를 이용하여 주주사방향으로 편향시켜 감광드럼(1)에 주사하는 LSU(laser scanning unit)가 채용될 수 있다.

현상기(110)는 감광드럼(1)에 형성된 정전잠상에 토너를 공급하여 현상시킨다. 현상기(110)에는 토너가 수용된다. 현상롤러(3)는 토너를 감광드럼(1)의 표면에 형성되는 정전잠상에 공급하여 현상시키기 위한 것이다. 본 실시예에서는 비접촉 현상방식이 채용되며, 현상롤러(3)의 표면은 감광드럼(1)의 표면과 수백 미크론 정도의 간격을 두고 서로 이격되게 위치된다. 이 간격을 현상갭이라 한다. 현상롤러(3)에 현상바이어스 전압이 인가되면 이 현상갭을 통하여 토너가 감광드럼(1)의 표면에 형성된 정전잠상으로 이동되어 부착된다. 접촉 현상방식을 채용하는 경우에, 현상롤러(3)는 감광드럼(1)에 접촉된다.

현상기(100)에는 토너를 현상롤러(3)에 부착시키기 위한 공급롤러(4)가 더 마련될 수 있다. 공급롤러(4)에는 토너를 현상롤러(3)로 부착시키기 위하여 공급바이어스 전압이 인가될 수 있다. 참조부호 5는 현상롤러(3)의 표면에 부착되는 토너의 양을 규제하기 위한 규제부재를 표시한다. 규제부재(5)는 예를 들어 그 선단이 현상롤러(3)에 소정의 압력으로 접촉되는 규제 블레이드일 수 있다. 참조부호 6은 대전 전에 감광드럼(1)의 표면으로부터 잔류토너 및 이물질을 제거하기 위한 클리닝 부재를 표시한다. 클리닝 부재(6)는 예를 들어 그 선단이 감광드럼(1)의 표면에 접촉되는 클리닝 블레이드일 수 있다. 교반기(7)는 토너를 현상롤러(3)로 이송하는 역할을 한다. 교반기(7)는 토너를 휘저어 토너를 소정 전위로 대전시키는 역할을 겸할 수 있다. 도 1에는 하나의 교반기(7)가 도시되어 있으나, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니며, 현상기(110)의 용적이나 형태를 감안하여 효과적으로 토너를 현상롤러(3)로 공급하기 위하여 적절한 위치에 적절한 수의 교반기(7)가 설치될 수 있다. 교반기(7)의 형태는 회전축에 하나 또는 다수의 유연한 필름 형태의 교반날개가 마련된 형태일 수 있다. 또, 도면으로 도시되지는 않았지만, 교반기(7)는 나선형 교반날개를 구비하는 오거(auger)일 수도 있다.

전사롤러(130)는 감광드럼(1)의 표면과 대면되게 위치되어 전사닙을 형성하는 전사기의 일 예이다. 전사롤러(130)에는 감광드럼(1)의 표면에 현상된 토너화상을 기록매체(P)로 전사시키기 위한 전사바이어스 전압이 인가된다. 전사롤러(130) 대신에 코로나 전사기가 사용될 수도 있다.

전사롤러(130)에 의하여 기록매체(P)의 표면으로 전사된 토너화상은 정전기적 인력에 의하여 기록매체(P)의 표면에 유지된다. 정착부(300)는 토너화상에 열과 압력을 가하여 기록매체(P)에 정착시킴으로써 기록매체(P)에 영구적인 인쇄화상을 형성한다.

정착부(300)는 도 1에 도시된 바와 같이 가열수단(303)이 내장된 가열롤러(301)와 가압롤러(302)가 서로 맞물려 정착닙을 형성하는 형태일 수 있다. 또한, 정착부(300)는 도 2에 도시된 바와 같은 벨트 타입 정착부일 수 있다. 도 2를 참조하면, 정착 벨트(310), 닙형성부재(320), 가압롤러(330), 및 가열수단(340)이 도시되어 있다. 닙형성부재(320)는 폐루프 형태의 정착 벨트(310)의 내측에 위치된다. 가압롤러(330)는 정착 벨트(310)의 외측에 위치된다. 정착 닙(301)을 형성하기 위하여, 가압롤러(330)는 정착 벨트(310)를 사이에 두고 닙형성부재(320) 쪽으로 가입된다. 탄성부재(350)는 가압롤러(330)에 닙형성부재(320) 쪽으로 향하는 가압력을 제공한다. 도면으로 도시되지는 않았지만, 정착 벨트(310)는 예를 들어 금속 박막으로 된 유연한 기재(substrate)의 외측에 탄성층과 이형층이 마련된 폐루프(closed loop) 형태일 수 있다. 기재의 내측에는 가열수단(340)의 복사열을 잘 흡수하기 위한 흑색 코팅층이 마련될 수 있다. 가열수단(340)은 예를 들어 할로겐 램프와 같은 가열램프, 유도가열장치, 등의 다양한 형태의 가열수단일 수 있다. 정착 벨트(310)는 가열수단(340)에 의한 직접 가열과 가열수단(340)의 열에너지를 흡수한 닙형성부재(320)에 의한 간접 가열에 의하여 그 온도가 상승된다. 토너화상이 부착된 기록매체(P)가 정착닙(360)을 통과하면, 이 열에너지에 의하여 토너화상이 융융되며, 용융된 토너화상은 닙형성부재(320)와 가압롤러(330)에 의하여 가해지는 압력에 의하여 기록매체(P)의 용지의 표면에 압착되어 정착된다.

도 1에서는 감광드럼(1)과 대전롤러(2)가 현상기(110)에 수용되어 있으나, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니며. 감광드럼(1)과 대전롤러(2)는 현상기(110)와는 별도의 유닛으로 화상형성장치에 착탈될 수도 있다.

도 3은 제어과정을 설명하기 위한 제어 블록도이다. 도 3을 보면, 화상형성장치에는 화상형성유닛(400)의 구동하기 위한 하나 이상의 구동 모터(630)가 마련된다. 구동 모터(630)는 예를 들어 현상부(100)의 구성요소, 예를 들어 감광드럼(1), 대전롤러(2), 현상롤러(3), 공급롤러(4), 교반기(7), 전사롤러(130) 등을 구동하기 위한 현상 모터(631)와, 급지부(200) 및 정착부(300)를 구동하기 위한 급지 모터(632)를 포함할 수 있다. 정착부(300)는 급지부(200)와는 독립적으로 별도의 정착 모터(633)에 의하여 구동될 수도 있다. 제어부(600)는 모터 드라이브(620)를 통하여 구동 모터(630)를 제어한다. 구동 모터(630)의 구동상태, 예를 들어 구동 속도는 속도 검출부(640)에 의하여 검출되어 제어부(600)로 피드백(feedback)될 수 있다. 속도 검출부(640)는 예를 들어 구동 모터(630)의 회전수를 측정하는 엔코더(미도시)에 의하여 구현될 수 있다. 또한, 속도 검출부(640)는 구동 모터(630)에 공급되는 전류 및 구동 모터(630)의 자체 저항에 의하여 결정되는 구동 전압을 검출하는 회로에 의하여 구현될 수도 있다. 이외에도 다양한 방식으로 속도 검출부(640)를 구현할 수 있다. 구동 모터(630)는 예를 들어 직류모터(DC motor), 직류 브러쉬리스 모터(DC brushless motor), 스테핑 모너(stepping motor) 등일 수 있다.

또한, 제어부(600)는 정착부(300)의 가열수단(303)(340)을 제어하여 정착부(300)의 온도를 소정의 온도로 유지시킨다. 도면으로 도시되지는 않았지만, 정착부(300)에는 그 내부 온도를 검출하기 위한 온도검출수단과, 정착부(300)의 과열을 방지하기 위한 서미스터(thermister) 등이 마련될 수 있다.

환경인식부(610)는 화상형성장치의 사용 환경, 예를 들어 온도를 검출하기 위한 것이다. 환경인식부(610)는 화상형성장치 내부에 설치되어 내부 온도를 측정하는 내부온도센서(미도시)를 포함할 수 있다. 환경인식부(610)는 화상형성장치의 외부 온도를 측정하는 외부온도센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 화상형성장치의 내부 온도는 간접적인 방법으로 검출될 수도 있다. 예를 들어, 대전롤러(2), 현상롤러(3), 및 전사롤러(130)는 그 저항값이 온도에 따라서 변하므로, 대전롤러(2), 현상롤러(3), 또는 전사롤러(130)에 소정의 기준 전류를 공급하고 대전롤러(2), 현상롤러(3), 또는 전사롤러(130) 저항을 측정함으로써 화상형성장치의 내부 온도를 검출할 수 있다. 환경인식부(610)는 습도센서를 더 구비할 수 있다. 환경인식부(610)에서 검출된 환경검출값은 제어부(600)로 전달된다. 제어부(600)는 환경검출값에 근거하여 화상형성장치의 동작환경을 결정하고, 이에 근거하여 후술하는 웜업 동작을 수행한다.

화상형성장치는 인쇄 작업을 수행하기 전에 화상형성유닛(400)이 정상 구동되는지 확인하고 화상형성유닛(400)이 인쇄작업을 수행하기에 적절한 상태가 되도록 하는 예비 동작을 수행하는데, 이를 웜업(warmup)이라 한다. 웜업은 예를 들어 화상형성유닛(400)의 각 구동 요소들이 정상속도로 구동되는지 확인하는 작업, 정착부(300)가 인쇄하기에 적절한 온도가 되도록 예열하는 작업 등을 포함할 수 있다.

화상형성장치는 다양한 환경에서 사용될 수 있다. 저온 환경 하에서는 구동 모터(630)와 급지부(200), 현상부(100), 및 정착부(300)를 연결하는 기어 등의 동력전달요소에 도포된 윤활제의 점성이 낮아져서 구동 부하가 커질 수 있다. 또, 저온 환경 하에서 장치가 방치된 경우에 현상기(110) 내에 수용된 토너가 서로 뭉쳐져서 교반기(7)의 회전부하가 커질 수 있다. 또, 도 2에 도시된 벨트 타입의 정착부(300)의 경우 정착 벨트(310)의 내측면에는 닙형성부재(320)와의 마찰력을 줄이기 위하여 윤활제가 도포되는데, 저온 환경하에서는 윤활제의 점성이 낮아져서 정착 벨트(310)의 주행저항이 커질 수 있다. 이와 같이, 저온 환경에서는 화상형성유닛(400)의 구동 부하가 매우 커진다. 따라서, 저온 환경에서 웜업을 수행하는 경우에 구동 모터(630)를 곧바로 정상 웜업 구동조건으로 구동시키면 구동 모터(630)가 정상 속도로 회전되지 못하거나 아예 회전되지 않을 수 있다.

본 실시예의 구동방법에 따르면, 저온 환경에서 화상형성장치를 구동하는 경우에는 정상웜업을 수행하기 전에 구동 모터(630)가 정상 웜업 구동조건으로 안정적으로 구동될 수 있도록 하기 위하여 화상형성유닛(400)의 구동 부하를 줄인다.

도 4에는 본 발명에 따른 구동 방법의 일 실시예의 흐름도가 도시되어 있다. 화상형성장치의 전원이 오프(OFF)상태에서 온(ON) 상태로 되거나, 전원이 온(ON)된 상태에서 장시간 대기 상태로 유지되는 동안에 외부 호스트 장치(미도시), 예를 들어 컴퓨터로부터 인쇄명령이 입력되면 화상형성장치의 구동이 개시된다.

먼저, 환경인식부(610)는 화상형성장치의 환경을 검출하고 환경검출값을 제어부(600)로 전달한다(S10). 제어부(600)는 환경검출값에 따른 온도를 소정의 기준온도와 비교하여 저온 환경인지 여부를 판단한다(S20). 기준온도는 화상형성장치에 채용된 구동 모터(630)의 토크 마진, 윤활제의 물리적 성질 등을 고려하여 적절히 선정될 수 있다. 기준온도는 예를 들어 5℃, 0℃ 등으로 설정될 수 있다.

저온 환경이 아닌 경우, 구동 모터(630)를 정상 웜업 구동조건으로 구동하여 웜업을 수행한다(S40).

저온 환경인 경우, 구동 모터(630)의 토크 마진을 충분히 확보하기 위하여 구동 모터(630)를 정상 웜업 구동조건에서의 토크보다 큰 토크를 발휘할 수 있는 고부하 구동조건으로 구동한다(S30). 토크 마진은 구동 모터(630)의 구동 토크와 화상형성유닛(400)의 구동 부하 토크와의 차이를 말한다. 구동 모터(630)는 일반적으로 구동속도가 낮을수록 토크가 크다. 따라서, 고부하 구동조건은 정상 웜업 구동조건으로 구동되는 경우의 구동속도보다 낮은 속도로 구동 모터(630)를 구동하는 조건일 수 있다. 또, 구동 모터(630)를 구동하기 위한 전류의 공급량을 늘이면 토크가 커지므로, 제어부(600)는 구동 모터(630)에 공급되는 전류를 정상 웜업 구동조건보다 증가시키도록 모터드라이브(620)를 제어할 수 있다. 이에 의하여, 화상형성유닛(400)의 구동 부하가 큰 상태에서도 구동 모터(630)가 회전될 수 있도록 토크 마진을 확보한다.

일반적으로 모터를 구동할 때의 부하 토크는 기동시에 가장 크고 일단 회전이 개시된 후에는 다시 작아진다. 한 번 기동에 성공하여 일정 시간 고부하 구동조건에 의한 고부하 구동속도로 정속 구동이 가능하더라도 모터를 정지한 후에 다시 기동하는 경우에 기동에 실패하거나 고부하 구동속도로 정속을 유지하지 못할 수 있다. 본 실시예의 구동 방법에 따르면, 구동과 정지를 복수 회 반복한다. 구동 모터(630)가 회전되면 급지부(200), 현상부(100), 정착부(300)의 구성요소들이 회전된다. 그러면, 저온 환경에서 점성이 높아져있던 윤활제의 점성이 점차 낮아지며 뭉쳐진 토너가 분쇄 또는 분산되어 화상형성유닛(400)의 구동 부하가 감소된다. 이에 의하여, 화상형성유닛(400)의 구동 부하를 정상 웜업 구동조건으로 구동 모터(630)를 구동할 수 있는 상태까지 낮출 수 있다. 반복 횟수는 실험적으로 결정될 수 있다. 그런 다음, 정상 웜업 구동조건으로 구동 모터(630)를 구동하고 웜업을 수행한다(S40).

상기한 바와 같이 본 실시예의 구동방법에 따르면, 저온 환경에서 높은 토크를 낼 수 있는 조건으로 구동 모터(630)의 구동과 정지를 복수 회 반복함으로써 화상형성유닛(400)의 구동 부하를 감소시킨 후에 웜업을 수행한다. 따라서, 저온 환경에서도 구동 모터(630)의 탈조, 기록매체 잼(jam) 등의 작동 불량을 줄이고 정상적인 웜업 및 인쇄를 수행할 수 있다.

도 5를 보면서, 저온 환경인 경우 구동 모터(630)를 초기구동조건으로 구동하는 단계(S30)를 더 상세하게 설명한다.

저온 환경으로 판단된 경우, 제어부(600)는 재구동 카운트(m) 및 연속구동 카운트(n)을 "0"으로 설정한다(S31). 재구동 카운트(m)는 구동 모터(630)를 정지한 후에 재구동한 재구동 횟수를 의미하며, 연속구동 카운트(n)는 구동 모터(630)를 구하 구동속도로 소정의 유지시간동안 유지에 성공한 횟수를 의미한다.

그런 다음, 제어부(600)는 구동 모터(630)의 구동 조건을 고부하 구동조건으로 설정하고, 모터드라이브(620)를 제어하여 구동 모터(630)의 구동을 개시한다(S32).

속도 검출부(640)는 구동 모터(630)가 고부하 구동속도에 도달되는지, 또 고부하 구동속도로 유지시간 동안 유지되는지 검출하고(S33), 그 결과를 제어부(600)로 전달한다. 유지시간은 실험적으로 설정될 수 있으며, 예를 들어 10초 정도로 설정될 수 있다.

유지시간 동안 고부하 구동속도로 유지된 경우, 제어부(600)는 연속구동 카운트(n)를 "1" 증가시키고(S34), 연속구동 카운트(n)가 미리 설정된 연속 성공 횟수(N)에 도달되었는지를 판단한다. 연속 성공 횟수(N)는 설험적으로 결정될 수 있다. 예를 들어 유지시간이 약 10초로 설정된 경우 연속 성공 횟수(N)는 5회로 설정될 수 있다.

연속구동 카운트(n)가 연속 성공 횟수(N)에 도달된 경우, 화상형성유닛(400)의 구동 부하가 충분히 낮아진 것이므로, 제어부(600)는 정상 웜업 구동조건으로 구동 모터(630)를 구동하고 웜업을 수행한다(S40).

단계 S33에서 유지시간 동안 고부하 구동속도로 유지되지 않은 경우, 제어부(600)는 연속구동 카운트(n)을 "0"으로 리셋(reset)시키고(S39), 구동 모터(630)를 정지시킨다(S36). 또 단계 S35에서 연속구동 카운트(n)가 연속 성공 횟수(N)에 도달되지 않은 경우, 제어부(600)는 구동 모터(630)를 정지시킨다(S36).

그런 다음, 구동 모터(630)를 고부하 구동조건으로 재구동하는 과정이 수행된다.

먼저, 재구동 카운트(m)을 "1" 증가시키고(S37), 재구동 카운트(m)가 미리 설정된 재구동 제한 횟수(M)에 도달되었는지를 판단한다(S38). 재구동 제한 횟수(M)는 실험적으로 결정될 수 있으며, 예를 들어 유지시간이 약 10초, 연속 성공 횟수(N)이 5회로 설정된 경우, 재구동 제한 횟수(M)는 약 50회로 설정될 수 있다.

재구동 카운트(m)가 미리 설정된 재구동 제한 횟수(M)에 도달되지 않은 경우, 제어부(600)는 단계 S32로 이행하여 구동 모터(630)를 고부하 구동조건으로 재구동한다.

재구동 카운트(m)가 미리 설정된 재구동 제한 횟수(M)에 도달된 경우, 제어부(600)는 구동 모터(630)의 구동 실패를 나타내는 에러 신호를 발생시킨다. 이 에러 신호는 현재의 사용 환경 하에서는 화상형성장치가 정상적으로 작동될 수 없다는 것을 의미한다. 이 경우, 제어부(600)는 소정 시간이 경과된 후에 다시 구동 모터(630)의 고부하 구동조건으로의 구동을 시도하도록 구동 모터(630)를 제어할 수도 있다.

상기한 바와 같이, 저온 환경인 경우 정상 웜업을 수행하기 전에 구동 모터(630)를 고부하 구동조건으로 연속 성공 횟수(N)만큼 연속적으로 구동에 성공하도록 제어하는 과정을 거침으로써, 화상형성유닛(400)의 구동 부하를 구동 모터(630)를 정상 웜업 구동조건으로 구동시킬 수 있는 상태로 확실하게 낮출 수 있으며, 인쇄 실패 또는 기록매체(P)의 잼 등의 인쇄 불량의 발생률을 낮출 수 있다.

정착부(300)는 가열롤러(301)와 가압롤러(302), 또는 닙형성부재(320)와 가압롤러(330)가 서로 가압되어 있으므로, 구동 부하가 매우 크다. 특히, 도 2에 도시된 바와 같이, 정착 벨트(310)와 닙형성부재(320)가 미끄럼 접촉되는 구조인 벨트 타입의 정착부(300)는 그 구동 부하가 매우 크다. 더구나 저온 환경인 경우에는 정착 벨트(310)의 내측면에 도포된 윤활제의 성능이 저하되어 구동 부하가 더욱 크다.

본 실시예의 구동 방법은, 저온 환경인 경우에 구동 모터(630)를 고부하 구동 조건으로 구동하기 전에 또는 동시에 가열 수단(303)(340)을 구동하여 정착부(300)의 예열을 개시하는 단계(도 4: S60)을 더 구비할 수 있다. 이에 의하여 정착 벨트(310)의 내측면에 도포된 윤활제와 정착부(300)를 구동하기 위한 기어 등의 동력전달요소에 도포된 윤활체의 성능을 회복시켜 원활하게 화상형성유닛(400)의 구동 부하를 정상 웜업 구동조건에서 구동 모터(630)의 구동이 가능할 정도로 낮출 수 있다.

정착부(300)의 예열은 구동 모터(630)를 고부하 구동조건으로 복수의 구동 및 정지를 반복하는 동안에도 계속될 수 있다. 다만, 구동 모터(630)가 제대로 구동되지 않는 상태에서 예열이 계속되는 경우에는 정착부(300)가 국부적으로 과열될 수 있다. 특히, 도 2에 도시된 정착부(300)에서 정착 벨트(310)가 회전되지 않거나 늦게 회전되는 경우에는 정착 벨트(310) 중에서 정착닙(360)에 위치된 부분만이 과열되어 정착 벨트(310)가 손상될 수 있다. 따라서, 제어부(600)는 정착부(300)이 예열 시간을 최대 예열 시간 이내로 제한한다. 최대 예열 시간은 정착 벨트(310)의 재질과 구조, 정착부(300) 자체의 구조, 및 윤활제의 종류에 따라 결정될 수 있으며, 예를 들어 약 10초 정도로 설정될 수 있다.

도 6을 참조하여 정착부(300)를 예열하는 단계(S60)를 더 상세히 설명한다. 제어부(600)는 고부하 구동조건으로 구동 모터(630)의 구동을 개시하기 전에 또는 이와 동시에 정착부(300)의 예열을 개시한다. 제어부(600)는, 예열 시간이 최대 예열 시간에 도달되지 않는 한, 구동 모터(630)를 고부하 구동조건으로 구동하는 동안에도 정착부(300)의 예열을 계속하도록 가열수단(303)(340)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 구동 모터(630)가 유지시간 동안 고부하 구동속도로 유지되지 않은 경우, 및 구동 모터(630)를 고부하 구동조건으로 연속 성공 횟수(N)만큼 연속적으로 구동에 실패한 경우에, 정착부(300)의 예열 시간이 최대 예열 시간에 도달될 때까지 예열이 계속된다(S62). 예열 시간이 최대 예열 시간에 도달되면 예열을 정지하고(S63), 구동 모터(630)를 정기시킨 후에(S36) 고부하 구동조건으로 재구동한다(S31). 도면으로 도시되지는 않지만, 단계 S62 및 단계 S63은 단계 S36이후, 즉 단계S36과 단계 S31 사이에서 수행될 수도 있다. 이와 같은 구성에 의하여 재구동 단계에서 구동 모터(630)의 구동에 성공할 확률을 높일 수 있다. 또한, 화상형성유닛(400)의 구동 부하를 줄이기 위하여 구동 모터(630)가 회전되는 시간을 줄일 수 있어, 감광드럼(1), 현상롤러(3), 대전롤러(2) 등의 현상부(100)를 구성하는 구동 부품들이 인쇄작업을 수행하지 않는 동안에 회전되는 횟수를 줄일 수 있다. 따라서, 불필요한 회전에 의하여 구동 부품이 마모되거나 성능이 저하되어, 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.

상술한 실시예에서 저온 환경의 기준이 되는 온도는 5℃ 또는 0℃로 하고, 고부하 구동속도를 유지하는 시간을 약 10초, 연속 성공 횟수(N)를 5회, 재구동 제한 횟수(M)를 50회, 최대 예열 시간을 약 10초로 한 경우의 실시예를 설명하였으나, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 상술한 설정값들은 화상형성장치의 구조, 각 구성요소들의 물리적, 화학적 특성, 윤활제의 특성 등에 따라 실험적으로 결정되는 것임을 당업자라면 알 수 있을 것이다.

상술한 실시예에서는 하나의 감광드럼(1)과 현상기(110)를 구비하는 단색 화상형성장치에 관하여 설명하였으나, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 본 발명에 따른 구동 방법은 각각 시안(C:cyan), 마젠타(M:magenta), 옐로우(Y:yellow), 블랙(K:black) 색상의 토너를 수용한 4개의 감광드럼(1)과 현상기(110)가 채용된 칼라 화상형성장치에도 적용될 수 있다.

상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

1...감광드럼 2...대전롤러
3...현상롤러 100...현상부
110...현상기 120...노광기
130...전사롤러 200...급지부
300...정착부 301...가열롤러
302, 330...가압롤러 303, 340...가열수단
310...정착 벨트 320...형성부재
600...제어부 610...환경인식부
620...모터드라이브 630...구동 모터
631...현상 모터 632...급지 모터
633...정착 모터 640...속도 검출부

Claims

이송되는 기록매체에 화상을 전사하여 장착시키는 화상형성유닛과, 상기 화상형성유닛을 구동하는 구동 모터를 포함하는 화상형성장치의 구동 방법으로서,
온도를 포함하는 구동 환경을 검출하는 단계;
상기 구동 환경이 저온 환경인 경우, 상기 구동 모터를 정상 웜업 구동조건보다 높은 토크를 발생시키는 고부하 구동조건으로 구동 및 정지시키는 과정을 복수 회 반복하여 상기 화상형성유닛의 구동 부하를 줄이는 단계;
상기 구동 모터를 상기 정상 웜업 구동조건으로 구동하여 웜업을 수행하는 단계;를 포함하는 화상형성장치의 구동 방법.
제1항에 있어서,
상기 구동 모터가 미리 설정된 유지시간 동안 상기 고부하 구동조건에 의하여 결정되는 고부하 구동속도를 유지하지 못하는 경우에 상기 구동 모터를 정지시킨 후에 상기 고부하 구동조건으로 재구동하는 단계;
상기 구동 모터가 상기 유지시간 동안 상기 고부하 구동속도를 유지하는 경우에 상기 구동 모터를 정지시킨 후에 상기 고부하 구동조건으로 재구동하는 단계;
상기 구동 모터가 상기 유지시간 동안 상기 고부하 속도를 유지한 횟수가 연속하여 미리 설정된 기준 성공 횟수에 도달된 때에 상기 웜업을 수행하는 단계로 이행하는 단계;를 더 구비하는 화상형성장치의 구동 방법.
제2항에 있어서,
상기 재구동 횟수가 재구동 제한 횟수에 도달된 때에는 구동 에러를 표시하는 단계;를 더 구비하는 화상형성장치의 구동 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고부하 구동조건으로 상기 구동 모터의 구동을 개시하는 시점보다 늦지 않은 시점에 상기 기록매체에 화상을 정착시키는 정착부의 예열을 개시하는 단계;를 더 포함하는 화상형성장치의 구동 방법.
제4항에 있어서,
상기 예열 시간을 카운트하여 상기 예열 시간이 최대 예열 시간에 도달된 경우에 상기 예열을 정지하는 단계;를 더 구비하는 화상형성장치의 구동 방법.
제4항에 있어서,
상기 고부하 구동조건으로 상기 구동 모터의 구동에 실패한 경우, 상기 최대 예열 시간까지 상기 정착부를 예열한 후에, 상기 고부하 구동조건으로 상기 구동 모터를 재구동하는 단계;를 더 구비하는 화상형성장치의 구동 방법.
이송되는 기록매체에 화상을 전사하여 장착시키는 화상형성유닛;
상기 화상형성유닛을 구동하는 구동 모터;
온도를 포함하는 구동 환경을 검출하는 환경인식부;
상기 구동 환경이 저온 환경인 경우 상기 구동 모터를 정상 웜업 구동조건보다 높은 토크를 발생시키는 고부하 구동조건으로 구동 및 정지시키는 과정을 복수 회 반복하여 상기 화상형성유닛의 구동 부하를 줄이고, 상기 구동 모터를 상기 정상 웜업 구동조건으로 구동하여 웜업을 수행하도록 상기 화상형성유닛 및 상기 구동 모터를 제어하는 제어부;를 포함하는 화상형성장치.
제7항에 있어서,
상기 구동 모터의 구동 속도를 검출하는 속도 검출부;를 더 구비하며.
상기 제어부는 상기 구동 모터가 미리 설정된 유지시간 동안 상기 고부하 구동조건에 의하여 결정되는 고부하 구동속도를 유지하지 못하는 경우와, 상기 구동 모터가 상기 유지시간 동안 상기 고부하 속도를 유지한 횟수가 연속하여 미리 설정된 기준 성공 횟수에 도달되지 않은 경우에는 상기 구동 모터를 정지시킨 후에 상기 고부하 구동조건으로 상기 구동 모터를 재구동시키는 화상형성장치.
제8항에 있어서,
상기 제어부는 상기 구동 모터가 상기 유지시간 동안 상기 고부하 속도를 유지한 횟수가 연속하여 미리 설정된 기준 성공 횟수에 도달된 때에 상기 웜업을 수행하도록 상기 화상형성유닛과 상기 구동 모터를 제어하는 화상형성장치.
제8항에 있어서,
상기 제어부는 상기 재구동 횟수가 재구동 제한 횟수에 도달된 때에는 구동 에러 신호를 발생시키는 화상형성장치.
제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 화상형성유닛은, 상기 기록매체에 열과 압력을 가하여 화상을 정착시키는 것으로서 가열수단을 구비하는 정착부를 더 구비하며,
상기 제어부는 상기 고부하 구동조건으로 상기 구동 모터의 구동을 개시하는 시점보다 늦지 않은 시점에 상기 기록매체에 화상을 정착시키는 정착부의 예열을 개시하도록 상기 가열수단을 제어하는 화상형성장치.
제11항에 있어서,
상기 제어부는 상기 예열 시간이 최대 예열 시간에 도달된 경우에 상기 예열을 정지하도록 상기 가열수단을 제어하는 화상형성장치.
제12항에 있어서,
상기 제어부는 상기 고부하 구동조건으로 상기 구동 모터의 구동에 실패한 경우 상기 최대 예열 시간까지 상기 정착부를 예열한 후에 상기 고부하 구동조건으로 상기 구동 모터를 재구동하도록 상기 가열부와 상기 구동 모터를 제어하는 화상형성장치.
제11항에 있어서,
상기 정착부는 닙형성부재와, 상기 닙형성부재를 향하여 가압된 가압롤러와, 상기 닙형성부재와 상기 가압롤러 사이를 통과하여 상기 가압롤러가 회전됨에 따라 순환주행되는 정착 벨트를 구비하는 화상형성장치.