KR20200014067A

KR20200014067A - 정착기의 구동 제어 방법

Info

Publication number: KR20200014067A
Application number: KR1020180089480A
Authority: KR
Inventors: 정종후
Original assignee: 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
Priority date: 2018-07-31
Filing date: 2018-07-31
Publication date: 2020-02-10
Also published as: US11143993B2; WO2020027387A1; US20210072674A1

Abstract

화상형성장치가 개시된다. 본 화상형성장치는 정착기를 포함하는 인쇄 엔진, 정착기에 교류 전원을 선택적으로 제공하는 전원공급장치, 정착기에 교류 전원이 선택적으로 제공되도록 전원공급장치를 제어하는 프로세서를 포함하고, 프로세서는, 화상형성장치의 동작 모드가 인쇄 모드시에는 정착기에 제공되는 교류 전원을 파형수 제어하고, 화상형성장치의 동작 모드가 인쇄 모드 이외의 동작 모드이면 정착기에 제공되는 교류 전원을 위상 제어한다.

Description

정착기의 구동 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING FUSER}

화상형성장치는 컴퓨터와 같은 인쇄제어 단말장치에서 생성된 인쇄 데이터를 인쇄용지에 인쇄하는 장치를 의미한다. 이러한 화상형성장치의 예로는 복사기, 프린터, 팩시밀리 또는 이들의 기능을 하나의 장치를 통해 복합적으로 구현하는 복합기(Multi Function Peripheral: MFP) 등을 들 수 있다.

화상형성장치는 다양한 방식으로 화상을 형성할 수 있다. 이 중 하나로 전자 사진 방식이 활용되고 있다. 전자 사진 방식이란, 감광체 표면을 대전시킨 후, 노광을 통해 잠상을 형성하고, 잠상에 토너를 입히는 현상작업을 수행하고, 현상된 토너를 인쇄용지 상으로 전사시키고, 정착시키는 프로세스를 통해 화상을 형성하는 방식을 의미한다.

이와 같이, 화상형성장치에서는 최종적으로 화상을 인쇄용지에 정착시키는 구성을 채용할 수 있다. 이러한 구성을 정착기(fuser)라 한다.

도 1은 본 개시의 화상형성장치의 간략한 구성의 일 실시 예를 나타내는 블록도,
도 2는 본 개시의 화상형성장치의 구체적인 구성의 일 실시 예를 나타내는 블록도,
도 3은 도 1의 인쇄 엔진의 구체적인 구성의 일 실시 예를 나타내는 도면,
도 4 내지 도 6은 도 1의 정착기 형태의 일 실시 예를 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 개시에 따른 파형수 제어를 이용하는 제1 히터와 제2 히터의 동작 듀티 조합을 도시한 도면,
도 8은 제1 히터의 동작 듀티가 16.7%이고 제2 히터의 다양한 기설정된 듀티에서의 파형수 제어 동작의 일 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 9는 제1 히터의 동작 듀티가 25%이고 제2 히터의 다양한 기설정된 듀티에서의 파형수 제어 동작의 일 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 10은 제1 히터의 동작 듀티가 33%이고 제2 히터의 다양한 기설정된 듀티에서의 파형수 제어 동작의 일 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 11은 제1 히터의 동작 듀티가 50%이고 제2 히터의 다양한 기설정된 듀티에서의 파형수 제어 동작의 일 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 12는 제1 히터의 동작 듀티가 33%이고, 제2 히터의 동작 듀티가 25%인 경우의 파형수 제어 동작의 일 실시 예를 설명하기 위한 도면,
도 13은 본 개시의 정착기 제어 동작의 일 실시 예를 설명하기 위한 도면, 그리고,
도 14는 본 개시의 정착기 제어 동작의 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예들은 여러 가지 상이한 형태로 변형되어 실시될 수도 있다. 실시예들의 특징을 보다 명확히 설명하기 위하여 이하의 실시 예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있는 사항들에 관해서 자세한 설명은 생략한다.

한편, 본 명세서에서 어떤 구성이 다른 구성과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’되어 있는 경우뿐 아니라, ‘그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결’되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성이 다른 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 다른 구성들 더 포함할 수도 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 “화상 형성 작업(image forming job)”이란 화상의 형성 또는 화상 파일의 생성/저장/전송 등과 같이 화상과 관련된 다양한 작업들(e.g. 인쇄, 스캔 또는 팩스)을 의미할 수 있으며, “작업(job)”이란 화상 형성 작업을 의미할 뿐 아니라, 화상 형성 작업의 수행을 위해서 필요한 일련의 프로세스들을 모두 포함하는 의미일 수 있다.

또한, “화상형성장치”란 컴퓨터와 같은 단말장치에서 생성된 인쇄 데이터를 기록 용지에 인쇄하는 장치를 말한다. 이러한 화상형성장치의 예로는 복사기, 프린터, 팩시밀리 또는 이들의 기능을 하나의 장치를 통해 복합적으로 구현하는 복합기(multi-function printer, MFP)등을 들 수 있다. 프린터(printer), 스캐너(scanner), 팩스기(fax machine), 복합기(multi-function printer, MFP) 또는 디스플레이 장치 등과 같이 화상 형성 작업을 수행할 수 있는 모든 장치들을 의미할 수 있다.

또한, “인쇄 데이터”란 프린터에서 인쇄 가능한 포맷으로 변환된 데이터를 의미할 수 있다. 한편, 프린터가 다이렉트 프린팅을 지원한다면, 파일 그 자체가 인쇄 데이터가 될 수 있다.

또한, "파형수 제어"란 교류 전원의 반파 단위로 통전을 제어하는 것을 의미할 수 있다.

또한, "위상 제어"란 교류 전원의 위상 중 특정 위상만을 통전 제어하는 것을 의미할 수 있다.

또한, “사용자”란 화상형성장치를 이용하여, 또는 화상형성장치와 유무선으로 연결된 디바이스를 이용하여 화상 형성 작업과 관련된 조작을 수행하는 사람을 의미할 수 있다. 또한, “관리자”란 화상형성장치의 모든 기능 및 시스템에 접근할 수 있는 권한을 갖는 사람을 의미할 수 있다. “관리자”와 “사용자”는 동일한 사람일 수도 있다.

도 1은 본 개시의 화상형성장치의 간략한 구성의 일 실시 예를 나타내는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 화상형성장치(100)는 전원공급장치(110), 인쇄 엔진(120), 프로세서(130)로 구성될 수 있다.

전원공급장치(110)는 화상형성장치(100) 내의 각 구성에 전원을 제공한다. 구체적으로, 전원공급장치(110)는 외부에서 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하고, 변환된 직류 전원을 화상형성장치(100) 내의 각 구성에 제공할 수 있다.

이때, 전원공급장치(110)는 화상형성장치(100)의 동작 모드에 대응되는 구성에 전원을 제공할 수 있다. 예를 들어, 화상형성장치(100)가 인쇄 모드이면, 전원공급장치(110)는 화상형성장치(100) 내의 모든 구성에 전원을 공급할 수 있다. 반대로 화상형성장치(100)가 대기 모드이면, 전원공급장치(110)는 화상형성장치(100) 내의 일부 구성에만 전원을 공급할 수 있다.

그리고 전원공급장치(110)는 외부에서 제공되는 교류 전원을 선택적으로 정착기(200)에 제공할 수 있다. 구체적으로, 전원공급장치(110)는 프로세서(130)의 제어에 따라 교류 전원을 정착기(200)에 선택적으로 제공할 수 있다. 이를 위해 전원공급장치(110)는 선택적으로 교류 전원을 출력하기 위한 스위칭 소자를 포함할 수 있으며, 교류 전원의 제로크로스를 감지하기 위한 제로크로스 센서를 포함할 수 있다.

인쇄 엔진(120)은 화상을 인쇄용지에 형성한다. 구체적으로, 인쇄 엔진(120)은 전자 사진 방식으로 화상을 인쇄용지에 형성하며, 인쇄용지에 형성된 화상을 정착기(200)를 이용하여 정착할 수 있다. 인쇄 엔진(120)의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 도 3을 참조하여 후술한다.

프로세서(130)는 화상형성장치(100) 내의 각 구성을 제어한다. 이러한 프로세서(130)는 CPU와 같은 단일 장치로 구성될 수 있으며, 클럭 발생 회로, CPU, 그래픽 프로세서 등의 복수의 장치로 구성될 수도 있다.

프로세서(130)는 화상형성장치(100)의 동작 모드를 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(130)는 전원 버튼이 눌리거나 외부 장치(미도시)를 통하여 인쇄 데이터를 수신한 경우 대기 모드(또는 절전 모드)에서 노멀 모드로 전환되는 것으로 판단할 수 있다.

그리고 프로세서(130)는 인쇄 작업이 완료되고 기설정된 시간이 지나면, 화상형성장치(100)의 동작 모드를 대기 모드로 결정할 수 있다. 그리고 프로세서(120)는 대기 모드에 대응되는 전원이 공급되도록 전원공급장치(110)를 제어할 수 있다.

한편, 본 실시 예에서는 설명을 용이하게 하기 위하여, 화상형성장치(100)가 인쇄 모드 또는 대기 모드를 갖는 것으로만 설명하지만, 구현시에 화상형성장치(100)는 더욱 세분화된 동작 모드를 가질 수도 있다. 구체적으로, 대기 모드에서 노멀 모드로 전환하는 과정을 워밍업 모드로 지칭할 수 있으며, 대기 모드도 절전 대상이 단계적으로 증가하는 제1 대기 모드, 제2 대기 모드 등으로 구분될 수 있다.

프로세서(130)는 인쇄 데이터가 수신되면, 수신된 인쇄 데이터에 대한 파싱 등의 처리를 수행하여 이진 데이터를 생성하고, 생성된 이진 데이터가 인쇄되도록 인쇄 엔진(120)을 제어할 수 있다.

그리고 프로세서(130)는 인쇄 작업이 요청되거나, 정착 개시에 대응되는 이벤트가 발생하면, 정착기(200)가 기설정된 온도를 갖도록 전원공급장치(110)를 제어할 수 있다.

그리고 프로세서(130)는 정착 방식을 결정할 수 있다. 여기서 정착 방식은 제1 히터만으로 정착을 수행하는 제1 정착 방식과 제1 히터 및 제2 히터로 정착을 수행하는 제2 정착 방식을 포함할 수 있다. 이러한 제1 정착 방식과 제2 정착 방식은 정착 대상물인 인쇄용지의 크기에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, A4 용지의 넓은 방향으로 정착이 수행되어야 하면, 프로세서(130)는 제2 정착 방식으로 정착을 수행하는 것으로 결정할 수 있다.

만약, A4 용지의 좁은 방향으로 정착이 수행되어야 하면, 프로세서(130)는 제1 정착 방식으로 정착을 수행하는 것으로 결정할 수 있다. 이 경우 프로세서(130)는 도 5의 정착기(200)의 온도 센서(230)에서 감지된 온도를 이용하여 제1 히터만을 제어하는 방식으로 열량 제어를 수행할 수 있다. 여기서 열량 제어란 히터가 목표로 하는 온도를 갖도록 히터에 공급되는 열원(또는 전력)을 제어하는 것으로, 후술할 파형수 제어 또는 위상 제어를 통하여 수행될 수 있다.

한편, 제1 히터 및 제2 히터 모두를 이용하는 제2 정착 방식으로 정착을 수행하는 것으로 결정되면, 프로세서(130)는 제1 히터 및 제2 히터 각각에 대해서 열량 제어를 수행할 수 있다.

그리고 프로세서(130)는 정착기 제어 방식을 결정할 수 있다. 여기서 정착기 제어 방식은 교류 전원의 반파만으로 제어를 수행하는 파형수 제어 방식과 교류 전원의 특정 위상만으로 제어를 수행하는 위상 제어 방식을 포함할 수 있다.

이러한 파형수 제어 방식과 위상 제어 방식은 화상형성장치(100)의 동작 모드, 동작 듀티, 현재 정착기의 온도 등 적어도 하나에 따라 결정될 수 있다.

구체적으로, 파형수 제어는 반파만으로 제어를 하므로 고조파 성분이 발생하지 않아 하모닉스(Harmonics)에 유리하나, 정밀한 듀티 제어가 어려운 점이 있다. 그리고 위상 제어는 듀티 구현이 자유롭고 정밀한 장점이 있어 플리커(Flicker)에 유리하나, 고조파 성분이 많이 발생하여 하모닉스에 불리한 점이 있다.

상술한 바와 같이 파형수 제어가 정밀한 듀티 제어에 어려운 점이 있지만, 하모닉스에 유리하고, 기설정된 듀티(예를 들어, 16.7%, 25%, 33%, 50%)를 이용하는 경우에는 손쉽게 적용할 수 있다는 점에서, 본 개시에서는 인쇄 모드시에 파형수 제어를 이용하고, 그 이외에 동작 모드시에는 위상 제어를 이용한다.

이에 따라, 프로세서(130)는 화상형성장치(100)의 동작 모드가 인쇄 모드시에는 정착기(200)에 제공되는 교류 전원을 파형수 제어하는 것으로 결정하고, 화상형성장치(100)의 동작 모드가 인쇄 모드 이외에 워밍업 모드, 절전(또는 대기) 모드시에는 정착기(200)에 제공되는 교류 전원을 위상 제어하는 것으로 결정할 수 있다.

이때, 프로세서(130)는 정착기(200)의 온도를 확인하고, 확인된 온도 및 목표 온도에 따라 정착기(200)의 동작 듀티를 계산하고, 계산된 동작 듀티를 추가 고려하여 정착기 제어 방식을 결정할 수 있다.

구체적으로, 프로세서(130)는 계산된 동작 듀티가 기설정된 듀티 중 하나이고 현재 화상형성장치(100)의 동작 모드가 인쇄 모드인 경우 정착기(200)에 공급되는 교류 전원을 파형수 제어하는 것으로 결정하고, 계산된 동작 듀티가 기설정된 듀티와 다르거나 화상형성장치(100)의 동작 모드가 인쇄 모드가 아닌 경우에는 위상 제어하는 것으로 결정할 수 있다.

상술한 동작 듀티 계산 과정에서, 프로세서(130)는 기설정된 듀티 중 어느 하나를 사용하는 것으로 계산할 수 있다. 예를 들어, 기설정된 듀티가 16.7%, 25%, 33%, 50%이고, 목표 온도 및 현재 온도 차이에 따른 계산 값이 15%인 경우, 프로세서(130)는 오차 범위를 고려하여 16.7%의 듀티로 정착기(200)를 제어하는 것으로 결정할 수 있다.

상술한 바와 같은 동작에 따라 정착 방식 및 정착 제어 방식이 결정되면, 프로세서(130)는 결정된 정착 방식 및 정착 제어 방식에 따라 교류 전원이 정착기(200)에 제공되도록 전원공급장치(110)를 제어할 수 있다.

예를 들어, 제1 정착 방식과 위상 제어 방식으로 정착기(200)를 제어하는 것으로 결정한 경우, 프로세서(130)는 정착기(200)의 현재 온도와 목표 온도에 따라 정착기(200)의 동작 듀티를 계산하고, 계산된 동작 듀티에 대응되는 교류 전원의 위상만이 정착기(200)의 제1 히터에 제공되도록 전원공급장치(110)를 제어할 수 있다.

그리고 제2 정착 방식과 위상 제어 방식으로 정착기(200)를 제어하는 것으로 결정한 경우, 프로세서(130)는 정착기(200)의 현재 온도와 목표 온도에 따라 제1 히터의 동작 듀티 및 제2 히터의 동작 듀티를 계산하고, 계산된 동작 듀티에 대응되는 교류 전원의 위상 각각이 제1 히터 및 제2 히터에 제공되도록 전원공급장치(110)를 제어할 수 있다. 한편, 구현시에 프로세서(130)는 하나의 동작 듀티를 계산하고 제1 히터 및 제2 히터에 동일한 교류 전원이 공급되도록 전원공급장치(110)를 제어할 수도 있다.

그리고 제1 정착 방식과 파형수 제어 방식으로 정착기(200)를 제어하는 것으로 결정한 경우, 프로세서(130)는 계산된 동작 듀티에 대응되는 반파수만 정착기(200)의 제1 히터에 제공되도록 전원공급장치(110)를 제어할 수 있다. 이때, 프로세서(130)는 기설정된 주기 내의 복수의 반파수 중 계산된 동작 듀티에 대응되는 개수의 반파수가 기설정된 주기 내에 분산 배치되도록 결정하고, 결정된 반파수만 정착기(200)의 제1 히터에 제공되도록 전원공급장치(110)를 제어할 수 있다.

그리고 제2 정착 방식과 파형수 제어 방식으로 정착기(200)를 제어하는 것으로 결정한 경우, 프로세서(130)는 제1 히터에 대한 계산된 동작 듀티에 대응되는 반파수만 제1 히터에 제공되고, 제2 히터에 대한 계산된 동작 듀티에 대응되는 반파수만 제2 히터에 제공되도록 전원공급장치(110)를 제어할 수 있다. 이때, 프로세서(130)는 제1 히터와 제2 히터 각각에 동일한 반파수가 동시에 제공되지 않도록 전원공급장치(110)를 제어할 수 있다. 상술한 분산 동작을 손쉽게 수행하기 위하여, 프로세서(130)는 기저장된 통전 정보를 이용할 수 있다. 통전 정보를 이용하는 경우에 대해서는 도 8 내지 11을 참조하여 후술한다.

이상에서는 화상형성장치(100)의 동작 모드에 따라 파형수 제어 또는 위상 제어를 수행하는 것으로 설명하였지만, 구현시에는 정착기(200)의 온도 또는 계산된 듀티에 따라 파형수 제어 또는 위상 제어를 결정할 수도 있다.

구체적으로, 프로세서(130)는 정착기의 온도가 기설정된 정착 온도 범위 이외에서는 정착기에 제공되는 교류 전원을 위상 제어하고, 기설정된 정착 온도 범위 내에서는 정착기(200)에 제공되는 교류 전원을 파형수 제어할 수 있다. 예를 들어, 정착시의 정착기 온도가 300도인 경우, 상온~ 270도까지는 위상 제어를 수행하고, 270~330 범위 내에서는 파형수 제어를 이용할 수 있다.

또는 프로세서(130)는 정착기의 온도에 대응되는 정착기 동작 듀티를 계산하고, 계산된 동작 듀티가 기설정된 저듀티 범위(1~50)에서는 정착기(200)에 제공되는 교류 전원을 파형수 제어하고, 계산된 동작 듀티가 기설정된 고듀티 범위(51~100)에서는 정착기에 제공되는 교류 전원을 위상 제어할 수 있다.

한편, 이상에서는 화상형성장치를 구성하는 간단한 구성에 대해서만 도시하고 설명하였지만, 구현시에는 다양한 구성이 추가로 구비될 수 있다. 이에 대해서는 도 2를 참조하여 이하에서 설명한다.

도 2는 본 개시의 화상형성장치의 구체적인 구성의 일 실시 예를 나타내는 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 개시의 화상형성장치(100)는 전원공급장치(110), 인쇄 엔진(120), 프로세서(130), 통신 장치(140), 메모리(150), 디스플레이(160) 및 입력장치(170)로 구성될 수 있다.

전원공급장치(110) 및 인쇄 엔진(120)에 대해서는 도 1과 관련하여 설명하였는바, 중복 설명은 생략한다. 그리고 프로세서(130)에 대해서도 도 1과 관련하여 설명하였는바, 도 1에서 설명한 내용은 중복 기재하지 않고, 도 2에 추가된 구성과 관련된 내용만 이하에서 설명한다.

통신 장치(140)는 화상형성장치(100)를 외부 기기와 연결하기 위해 형성되며, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network) 및 인터넷 망을 통해 접속되는 형태뿐만 아니라, USB(Universal Serial Bus) 포트 및 무선 모듈을 통하여 접속되는 형태도 가능하다. 여기서 무선 모듈은 WiFi, WiFi Direct, NFC(Near Field Communication), Bluetooth 등일 수 있다.

그리고 통신 장치(140)는 호스트 장치(미도시)로부터 작업 수행 명령을 수신할 수 있다. 그리고 통신 장치(140)는 상술한 작업 수행 명령과 관련된 데이터를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 작업 명령이 특정 파일에 대한 인쇄이면, 통신 장치(140)는 인쇄 파일을 수신할 수 있다. 여기서 인쇄 파일은 PS(Postscript), PCL(Printer Control Language) 등과 같은 프린터 언어의 데이터일 수 있으며, PDF, XPS, BMP, JPG 등의 파일 자체일 수도 있다.

메모리(150)는 통신 장치(140)를 통하여 수신된 인쇄 데이터를 저장할 수 있다. 이러한, 메모리(150)는 화상형성장치(100) 내의 저장매체 및 외부 저장매체, 예를 들어 USB 메모리를 포함한 Removable Disk, 호스트(Host)에 연결된 저장매체, 네트워크를 통한 웹서버(Web server) 등으로 구현될 수 있다.

그리고 메모리(150)는 복수의 듀티 및 복수의 듀티 각각에 대한 통전 정보를 저장할 수 있다. 여기서 통전 정보는 복수의 듀티 각각에 대한 기설정된 주기 내에 통전될 반파수에 대한 정보이다. 이러한 통전 정보는 하나의 히터에 대한 정보로만 구성될 수 있고, 복수의 히터에 대한 정보로도 구성될 수 있다. 복수의 히터에 대한 통전 정보의 예는 도 8 내지 도 11과 같다.

디스플레이(160)는 화상형성장치(100)에서 제공하는 각종 정보를 표시한다. 구체적으로, 디스플레이(160)는 화상형성장치(100)가 제공하는 각종 기능을 선택받기 위한 사용자 인터페이스 창을 표시할 수 있다.

입력장치(170)는 화상형성장치(100)에서 지원하는 각종 기능을 사용자가 설정 또는 선택할 수 있는 다수의 기능키를 구비할 수 있다.

대기 상태에서 통신 장치(140)로부터 인쇄 데이터가 수신되면, 프로세서(130)는 화상형성장치(100)의 동작 모드를 노멀 모드로 전환할 수 있다. 이때, 프로세서(130)는 정착기(200)가 기설정된 정착 온도를 갖도록 정착기(200)에 제공되는 교류 전원을 위상 제어할 수 있다.

이후에 정착기(200)가 기설정된 정착 온도를 가지면, 프로세서(130)는 인쇄 데이터가 인쇄되도록 인쇄 엔진(120)을 제어할 수 있다. 그리고 프로세서(130)는 정착기(200)가 기설정된 정착 온도를 유지하도록 정착기(200)에 제공되는 교류 전원을 파형수 제어할 수 있다.

이때 프로세서(130)는 정착 온도를 유지하기 위한 동작 듀티를 계산하고, 메모리(150)에 저장된 동작 듀티 중 계산된 동작 듀티에 대응되는 통전 정보를 이용하여 전원공급장치(110)를 제어할 수 있다.

이상과 같이 본 실시 예에 따른 화상형성장치(100)는 위상 제어 방식과 파형수 제어 방식을 화상형성장치(100)의 동작 모드에 따라 구분하여 이용하는바, 인쇄 모드시에는 파형수 제어를 수행할 수 있어 하모닉스(harmonics)를 감소할 수 있다. 또한, 파형수 제어시에도 통전 시점을 분산하고, 복수의 히터가 동시에 통전되지 않도록 제어하는바 플리커 역시 감소할 수 있다.

도 3은 도 1의 인쇄 엔진의 구체적인 구성의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 인쇄 엔진(120)은 감광 드럼(121), 대전기(122), 노광기(123), 현상기(126), 전사기(125) 및 정착기(200)를 구비할 수 있다.

감광 드럼(121)에는 정전잠상이 형성된다. 감광 드럼(121)은 그 형태에 따라서 감광 드럼, 감광벨트 등으로 지칭될 수 있다.

대전기(122)는 감광 드럼(121)의 표면을 균일한 전위로 대전시킨다. 대전기(122)는 코로나 대전기, 대전 롤러, 대전 브러쉬 등의 형태로 구현될 수 있다.

노광기(123)는 인쇄할 화상 정보에 따라 감광 드럼(121)의 표면 전위를 변화시킴으로써 감광 드럼(121)의 표면에 정전 잠상을 형성시킨다.

현상기(126)는 그 내부에 현상제를 수용하며, 정전잠상에 현상제를 공급하여 정전 잠상을 가시적인 화상으로 현상시킨다. 현상기(126)는 현상제를 정전 잠상으로 공급하는 현상 롤러(127)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 현상제는 현상 롤러(127)와 감광 드럼(121) 사이에 형성되는 현상 전계에 의하여 현상 롤러(127)로부터 감광 드럼(121)에 형성된 정전 잠상으로 공급될 수 있다.

감광 드럼(121)에 형성된 가시적인 화상은 전사기(125) 또는 중간 전사 벨트(미도시)에 의하여 기록매체(P)로 전사된다.

정착기(200)는 기록 매체(P) 상의 가시적인 화상에 열 및/또는 압력을 가하여 가시적인 화상을 기록매체(P)에 정착시킨다. 이와 같은 일련의 과정에 의하여 인쇄작업이 완료된다. 이와 같은 정착기(200)는 하나의 히터로 가열될 수도 있으며, 복수의 히터로 가열될 수도 있다. 정착기(200)가 복수의 히터로 구성되는 경우의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 도 4 내지 6을 참조하여 이하에서 설명한다.

도 4 내지 도 6은 도 1의 정착기의 형태의 일 실시 예를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 4는 정착기의 측면 형태의 일 실시 예를 나타내는 도면이고, 도 5는 가열 롤러의 온도를 감지하기 위한 센서의 배치 형태의 일 실시 예를 나타내는 도면이고, 도 6은 가열 롤러 내의 히터 유닛의 배치 형태의 일 실시 예를 나타내기 위한 도면이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 정착기(200)는 열과 압력을 인쇄용지에 가하여 인쇄용지 상의 대전 토너를 인쇄용지에 정착시킨다. 이러한 정착기(200)는 가열 롤러(210), 가압롤러(220) 및 센서(230)로 구성될 수 있다.

가열 롤러(210)는 인쇄용지 상에 대전 토너가 용이하게 정착되도록 인쇄용지에 열을 제공한다. 구체적으로, 가열 롤러(210)는 원통 상의 기재 내부에 제1 히터(211), 제2 히터(212)가 위치하고, 기재의 상부에 탄성층 및 이형층이 배치될 수 있다.

제1 히터(211)는 인쇄용지가 이동하는 방향의 수직 방향(즉, 가열 롤러의 축 방향)을 기준으로 중앙에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 히터(211)는 A4 용지의 좁은 길이에 대응되는 길이를 가질 수 있다. 이러한 제1 히터(211)는 전원공급장치(110)에서 제공되는 교류 전원을 이용하여 가열될 수 있다.

제2 히터(212)는 인쇄용지가 이동하는 방향의 수직 방향을 기준으로 제1 히터(211)의 양측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 히터(212)는 A4 용지의 넓은 길이에서 A4 용지의 좁은 길이를 뺀 것에 1/2 길이의 2개로 구성될 수 있다. 이러한 제2 히터(212)는 전원공급장치(110)에서 제공되는 교류 전원을 이용하여 가열될 수 있다.

가압 롤러(220)는 인쇄 용지상의 대전 토너가 용이하게 정착되도록 인쇄용지에 고압을 제공한다. 구체적으로, 가압 롤러(220)는 가압 롤러(220) 표면에 가열 롤러(210)가 부착되어 일정한 닙이 유지될 수 있다. 그리고 가압 롤러(220)는 원통상의 심금의 상부에 탄성층 및 이형층이 배치될 수 있다.

센서(230)는 가열 롤러(210)의 중앙 영역의 온도를 감지한다. 여기서 중앙 영역은 인쇄용지가 통과하는 통지 영역이다. 이러한 센서(230)는 가열 롤러(210)와 비접촉되는 비접촉식 온도 센서일 수 있다.

한편, 구현시에는 접촉시 온도 센서로 구성될 수 있으며, 하나의 센서가 아니라 복수의 센서로 구성될 수도 있다. 즉, 하나의 센서는 가열 롤러(210)의 중앙 영역에 배치되고, 다른 센서는 가열 롤러(210)의 측면 영역(구체적으로, 제2 히터의 상부 영역)에 배치될 수 있다.

한편, 이상에서는 가열 롤러(210)에 두 개의 히터 유닛만이 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만, 구현시에는 세 개 이상의 히터 유닛이 구비될 수 있으며, 이 경우, 센서도 두개 이상 구비될 수도 있다.

도 7은 본 개시에 따른 파형수 제어를 이용하는 제1 히터와 제2 히터의 동작 듀티 조합을 도시한 도면이다.

이하에서는 12개의 반파수(즉, 교류 전원의 6 사이클) 단위로 파형수를 제어하는 것을 가정하며, 이 경우, 16.7%, 25%, 33%, 50%의 듀티를 기설정된 듀티로 이용할 수 있다.

도 7을 참조하면, 제1 히터(211)에 대해서 4개의 기설정된 듀티가 존재하고, 제2 히터(212)에 대해서도 4개의 기설정된 듀티가 존재한다.

이에 따라, 제1 히터(211)가 16.7% 듀티로 파형수 제어를 수행하는 경우, 프로세서(130)는 도 8에 도시된 바와 같은 통전 정보를 이용하여 파형수 제어를 수행할 수 있다.

그리고 제1 히터(211)가 25% 듀티, 33%, 50%로 파형수 제어를 수행하는 경우, 프로세서(130)는 도 9, 도 10 및 도 11 각각에 도시된 바와 같은 통전 정보를 이용하여 파형수 제어를 수행할 수 있다.

한편, 도시된 예에서는 12개의 반파수(교류 전원의 6 사이클)를 주기로 이용하는 경우를 상정하였기 때문에 기설정된 듀티가 4개의 예를 이용하였지만, 구현시에는 기설정된 주기(즉, 반파수의 개수)는 조정될 수 있으며, 그에 따라 기설정된 듀티 개수 역시 가변될 수 있다.

도 8은 제1 히터의 동작 듀티가 16.7%이고 제2 히터의 다양한 기설정된 듀티에서의 파형수 제어 동작의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 상단의 1~12의 숫자는 기설정된 주기에 대응되는 1 내지 12번째 반파수를 나타내고, 각 행의 "1"의 숫자가 기재된 영역은 해당 반파수가 통전되는 것을 나타낸다. 예를 들어, 제1 히터(211)에 대한 통전 듀티가 16.7%이고, 제2 히터(212)에 대한 통전 듀티가 16.7%인 경우, 두 번째, 열 번째 반파수가 제1 히터(211)에 제공되고, 네 번째, 여덟 번째 반파수가 제2 히터(212)에 제공될 수 있다.

이에 따라, 제1 히터(211) 및 제2 히터(212)에 제공되는 반파수는 두 번째, 네 번째, 여덟 번째, 열 번째 반파수이고, 하나의 주기에 대해서 고르게 분포되어 있음을 확인할 수 있다.

도 9는 제1 히터의 동작 듀티가 25%이고 제2 히터의 다양한 기설정된 듀티에서의 파형수 제어 동작의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 9를 참조하면, 제1 히터(211)에 대한 통전 듀티가 25%이고, 제2 히터(212)에 대한 통전 듀티가 25%인 경우, 첫 번째, 다섯 번째, 아홉 번째 반파수가 제1 히터(211)에 제공되고, 세 번째, 일곱 번째, 열한 번째 반파수가 제2 히터(212)에 제공될 수 있다.

도 10은 제1 히터의 동작 듀티가 33%이고 제2 히터의 다양한 기설정된 듀티에서의 파형수 제어 동작의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 10을 참조하면, 제1 히터(211)에 대한 통전 듀티가 33%이고, 제2 히터(212)에 대한 통전 듀티가 33%인 경우, 두번째, 다섯 번째, 여덟 번째, 열한 번째 반파수가 제1 히터(211)에 제공되고, 세 번째, 여섯 번째, 아홉 번째, 열두 번째 반파수가 제2 히터(212)에 제공될 수 있다.

도 11은 제1 히터의 동작 듀티가 50%이고 제2 히터의 다양한 기설정된 듀티에서의 파형수 제어 동작의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 11을 참조하면, 제1 히터(211)에 대한 통전 듀티가 50%이고, 제2 히터(212)에 대한 통전 듀티가 50%인 경우, 홀수 번째 반파수가 제1 히터(211)에 제공되고, 짝수 번째 반파수가 제2 히터(212)에 제공될 수 있다.

이와 같이 하나의 주기 내에서 히터에 공급되는 반파수가 분산되는바, 좀더 효율적으로 히터를 가열할 수 있다. 또한, 두 개의 히터가 동시에 동일한 반파수를 이용하지 않는바 플리커를 효율적으로 방지할 수 있다.

도 12는 제1 히터의 동작 듀티가 33%이고, 제2 히터의 동작 듀티가 25%인 경우의 파형수 제어 동작의 일 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.

앞서 설명한 도 10을 먼저 참조하면, 제1 히터의 동작 듀티가 33%이고, 제2 히터의 동작 듀티가 25%인 경우, 첫 번째, 네 번째, 여덟 번째, 열두 번째 반파수를 제1 히터에 제공하고, 세 번째, 여섯 번째, 열 번째 반파수를 제2 히터에 제공하는 것으로 도시되어있다.

이러한 점 고려하여, 도 12를 참조하면, 프로세서(130)는 교류 전원의 첫 번째 반파수가 제1 히터(211)에 제공되도록 통전 제어하고, 두번째 반파수는 통전 하지 않는다.

이후에 프로세서(130)는 세 번째 반파수는 제2 히터(212)에 제공되도록 통전 제어하고, 네 번째 반파수는 제1 히터(211)에 제공되도록 통전 제어할 수 있다. 이와 같은 과정을 12개의 반파수 단위로 반복할 수 있다.

한편, 도시된 예에서는 프로세서(130)가 직접 통전을 제어하는 것으로 도시하고 설명하였지만, 구현시에는 프로세서(130)는 현재 계산된 듀티에 대응되는 통전 정보를 전원공급장치(110)에 제공하고, 전원공급장치(110) 측에서 제공된 정보에 기초하여 반파수를 선택적으로 정착기(200)에 제공할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 전원공급장치(110)가 교류 전원을 정착기(200)에 선택적으로 제공하는 것으로 설명하였지만, 구현시에 전원공급장치(110)는 지속적으로 교류 전원을 정착기(200)에 제공하고, 정착기(200) 측에 스위칭 소자를 이용하여 선별적으로 교류 전원을 이용하는 형태로도 구현될 수 있다.

도 13은 본 개시의 정착기 제어 동작의 일 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 13을 참조하면, 정착기(200)에 제공되는 교류 전원을 위상 제어한다(S1310). 구체적으로, 외부 장치로부터 인쇄 데이터가 수신되어 인쇄 작업이 수행될 필요가 있어 정착기(200)의 온도를 기설정된 온도로 올릴 필요가 있거나, 대기 모드여서 정착기(200)의 온도를 기설정된 대기 온도로 유지할 필요가 있는 경우에는 정착기(200)에 제공되는 교류 전원을 위상 제어 방식으로 제어할 수 있다.

화상형성장치의 동작 모드를 확인한다(S1320). 구체적으로, 외부 장치로부터 인쇄 데이터가 수신되었는지 여부, 정착기(200)의 온도가 기설정된 정착 온도에 도달했는지 여부 등을 고려하여 화상형성장치(100)의 동작 모드를 확인할 수 있다. 예를 들어, 인쇄 데이터가 수신되었으나 정착기(200)의 온도가 정착 온도에 도달하지 못하였으면, 워밍업 모드로 확인할 수 있다. 그리고 인쇄 데이터가 수신되었고 정착기(200)의 온도가 정착 온도에 도달하여 인쇄할 수 있는 상태이면 인쇄 모드인 것으로 확인할 수 있다.

화상형성장치의 동작 모드가 인쇄 모드이면 정착기(200)에 제공되는 교류 전원을 파형수 제어한다(S1320). 구체적으로, 화상형성장치(100)의 동작 모드가 인쇄 모드인 경우, 정착기(200)에 제공되는 교류 전원에 대해서 파형수 제어를 수행할 수 있다. 한편, 구현시에는 화상형성장치의 동작 모드와 결정된 정착기(200)의 동작 듀티를 모두 만족하는 경우에만 파형수 제어를 수행할 수도 있다. 정착기(200)의 동작 듀티도 고려하는 경우에 대해서는 도 14를 참조하여 이하에서 설명한다.

도 14는 본 개시의 정착기 제어 동작의 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 14를 참조하면, 화상형성장치의 동작 모드를 확인한다(S1410). 구체적으로, 화상형성장치(100)의 동작 모드가 대기 상태인지, 워밍업 상태인지, 인쇄 가능한 인쇄 모드인지를 확인할 수 있다.

확인된 화상형성장치(100)의 동작 모드가 인쇄 모드이면(S1420-Y), 현재 온도와 목표 온도에 기초하여 동작 듀티를 결정할 수 있다(S1430). 이때, 정착기(200)가 복수의 히터로 구성되는 경우, 각 히터의 동작 듀티를 결정할 수 있다.

결정된 동작 듀티가 기설정된 동작 듀티 중 하나인지를 판단한다(S1440). 여기서 기설정된 동작 듀티는 16.7%, 25%, 33%, 50%일 수 있다.

판단 결과 결정된 동작 듀티가 기설정된 동작 듀티 중 하나이면(S1440-Y), 파형수 제어 방식으로 정착기에 공급되는 교류 전원을 제어할 수 있다(S1450).

반대로, 화상형성장치(100)의 동작 모드가 인쇄 모드가 아니면(S1420-N). 현재 온도와 현재 동작 모드에 대응되는 온도에 기초하여 동작 듀티를 결정하고(S1460), 결정된 동작 듀티에 따라 위상 제어 방식으로 정착기(200)에 공급되는 교류 전원을 제어할 수 있다(S1470).

또한, 화상형성장치(100)의 동작 모드가 인쇄 모드이나, 계산된 동작 듀티가 기설정된 동작 듀티가 아니면(S1440-N), 위상 제어 방식으로 정착기(200)에 공급되는 교류 전원을 제어할 수 있다(S1470).

인쇄 작업 과정 중에서 상술한 과정을 반복하고, 인쇄 작업이 완료되면(S1480-Y), 정착기 제어 동작을 종료할 수 있다.

이상과 같이 제1 및 제2 실시 예에 따른 정착기 제어 방법은 위상 제어 방식과 파형수 제어 방식을 화상형성장치(100)의 동작 모드에 따라 구분하여 이용하는바, 인쇄 모드시에는 파형수 제어를 수행할 수 있어 하모닉스(harmonics)를 감소할 수 있다. 또한, 파형수 제어시에도 통전 시점을 분산하고, 복수의 히터가 동시에 통전되지 않도록 제어하는바 플리커 역시 감소할 수 있다.

한편, 상술한 정착기 제어 방법은 프로그램으로 구현되어 화상형성장치에 제공될 수 있다. 특히, 정착기 제어 방법을 포함하는 프로그램은 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장되어 제공될 수 있다.

비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.

이상에서는 본 개시의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고, 설명하였으나, 본 개시는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

100: 화상형성장치 110: 전원공급장치
120: 인쇄 엔진 130: 프로세서
140: 통신 장치 150: 메모리
160: 디스플레이 170: 입력장치
200: 정착기

Claims

화상형성장치에 있어서,
정착기를 포함하는 인쇄 엔진;
상기 정착기에 교류 전원을 선택적으로 제공하는 전원공급장치; 및
상기 정착기에 교류 전원이 선택적으로 제공되도록 상기 전원공급장치를 제어하는 프로세서;를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 화상형성장치의 동작 모드가 인쇄 모드시에는 상기 정착기에 제공되는 교류 전원을 파형수 제어하고, 상기 화상형성장치의 동작 모드가 상기 인쇄 모드 이외의 동작 모드이면 상기 정착기에 제공되는 교류 전원을 위상 제어하는 화상형성장치.
제1항에 있어서,
상기 정착기는,
상기 정착기의 온도를 감지하는 센서를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 감지된 온도에 따라 상기 정착기의 동작 듀티를 계산하고, 상기 계산된 동작 듀티 및 상기 화상형성장치의 동작 모드에 따라 상기 정착기에 제공되는 교류 전원을 제어하는 화상형성장치.
제2항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 화상형성장치의 동작 모드가 인쇄 모드인 경우 기설정된 주기 내의 복수의 반파수 중 상기 계산된 동작 듀티에 대응되는 통전될 반파수를 상기 기설정된 주기 내에 분산 배치되도록 결정하고, 상기 기설정된 주기 단위로 상기 교류 전원 중 상기 결정된 반파수만 상기 정착기에 제공되도록 상기 전원공급장치를 제어하는 화상형성장치.
제2항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 화상형성장치의 동작 모드가 상기 인쇄 모드 이외의 동작 모드이면 상기 계산된 동작 듀티에 대응되는 위상을 결정하고, 상기 교류 전원의 상기 결정된 위상만 상기 정착기에 제공되도록 상기 전원공급장치를 제어하는 화상형성장치.
제2항에 있어서,
복수의 듀티 및 상기 복수의 듀티 각각에 대한 통전 정보를 저장하는 메모리;를 더 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 계산된 동작 듀티가 상기 메모리에 저장된 복수의 듀티 중 하나이면, 상기 저장된 듀티에 대응되는 통전 정보를 이용하여 상기 전원공급장치를 제어하는 화상형성장치.
제5항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 계산된 동작 듀티가 상기 메모리에 저장된 복수의 듀티와 다르면, 상기 전원공급장치를 위상 제어하는 화상형성장치.
제5항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 계산된 동작 듀티가 상기 메모리에 저장된 복수의 듀티와 다르면, 상기 복수의 듀티 중 상기 계산된 동작 듀티와 근사한 듀티에 대응되는 통전 정보를 이용하여 상기 전원공급장치를 제어하는 화상형성장치.
제5항에 있어서,
상기 복수의 듀티는,
16.7%, 25%, 33%, 50% 중 적어도 두 개인 화상형성장치.
제1항에 있어서,
상기 정착기는
상기 정착기의 중앙에 배치되는 제1 히터; 및
상기 정착기의 양측에 배치되는 제2 히터;를 포함하고,
상기 전원공급장치는 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터 각각에 교류 전원을 제공하고,
상기 프로세서는,
상기 화상형성장치의 동작 모드가 상기 인쇄 모드이면 상기 제1 히터에 제공되는 교류 전원 및 상기 제2 히터에 제공되는 교류 전원 각각을 파형수 제어하는 화상형성장치.
제8항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 화상형성장치의 동작 모드가 인쇄 모드시에 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터에 동시에 교류 전원이 제공되지 않도록 상기 전원공급장치를 제어하는 화상형성장치.
정착기의 구동 제어 방법에 있어서,
상기 정착기에 제공되는 교류 전원을 위상 제어하는 단계;
화상형성장치의 동작 모드를 확인하는 단계; 및
상기 화상형성장치의 동작 모드가 인쇄 모드이면 상기 정착기에 제공되는 교류 전원을 파형수 제어하는 단계;를 포함하는 구동 제어 방법.
제11항에 있어서,
상기 정착기의 온도를 감지하는 단계;를 더 포함하고,
상기 파형수 제어하는 단계는,
상기 감지된 온도에 따라 상기 정착기의 동작 듀티를 계산하고, 기설정된 주기 내의 복수의 반파수 중 상기 계산된 동작 듀티에 대응되는 통전될 반파수를 상기 기설정된 주기 내에 분산 배치되도록 결정하고, 상기 기설정된 주기 단위로 상기 교류 전원 중 상기 결정된 반파수만 상기 정착기에 제공되도록 파형수 제어하는 구동 제어 방법.
제11항에 있어서,
복수의 듀티 및 상기 복수의 듀티 각각에 대한 통전 정보를 저장하는 단계;를 더 포함하고,
상기 파형수 제어하는 단계는,
상기 정착기의 동작 듀티를 계산하고, 상기 계산된 동작 듀티가 상기 저장된 복수의 듀티 중 하나이면, 상기 저장된 듀티에 대응되는 통전 정보를 이용하여 파형수 제어하는 구동 제어 방법.
제11항에 있어서,
상기 정착기는,
상기 정착기의 중앙에 배치되는 제1 히터; 및
상기 정착기의 양측에 배치되는 제2 히터;를 포함하고,
상기 파형수 제어하는 단계는,
상기 화상형성장치의 동작 모드가 상기 인쇄 모드이면 상기 제1 히터에 제공되는 교류 전원 및 상기 제2 히터에 제공되는 교류 전원 각각을 파형수 제어하는 구동 제어 방법.
제14항에 있어서,
상기 파형수 제어하는 단계는,
상기 화상형성장치의 동작 모드가 인쇄 모드시에 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터에 동시에 교류 전원이 제공되지 않도록 상기 제1 히터에 제공되는 교류 전원 및 상기 제2 히터에 제공되는 교류 전원 각각을 파형수 제어하는 구동 제어 방법.