KR970001200B1 - 정착기의 과열방지회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

정착기의 과열방지회로

제1도는 종래의 정착기 과열을 제어하기 위한 시스템의 내부구성을 보여주는 도면.

제2도는 본 발명에 따른 정착기 과열방지회로를 구비한 시스템의 내부구성을 보여주는 도면.

본 발명은 과열방지회로에 관한 것으로, 특히 시스템으로 하여금 정착기의 과열 방지동작을 수행하게 하는 과열방지회로에 관한 것이다.

일반적으로 레이저 프린터와 복사기등의 전자시스템에는 전원전압을 입력하여 미리 예정되어진 동작을 수행하거나, 외부로부터의 명령에 응답하여 이에 대응한 동작을 하도록 되어있다. 상기와 같은 복사기, 프린터 등의 사무기기들은 시스템의 동작조건을 준비하기 위한 발열체로서의 히터(Heater)를 가지고 있으며, 상기의 히터는 복사 혹은 프린트시에 현상제를 복사(프린트)용지에 정착하기 위하여 정착기의 온도를 항상 미리설정된 온도로 유지시키도록 되어 있다.

이때 시스템의 내부에 위치된 정착기의 온도가 미리 설정된 온도로 예열되지 않은 경우 현상제를 복사(프린트)용지에 정착시킬 수 없게 된다. 따라서 히터를 구비한 사무기기 등은 대기모드(stand-by mode)에서 히터를 적절히 구동하여 정착기의 온도를 가열시켜야 하며, 정착기의 온도가 과열 상태인 경우에는 히터의 구동을 정지하여 정착기의 온도를 낮추어야 한다.

상기와 같은 레이저 프린터 혹은 복사기에 있어서, 정착기의 온도는 대기(Ready:stand-by)시 약 150℃정도이고, 프린팅시에는 약 180℃이다. 상기 정착기의 온도는 정착기의 온도를 감지하는 온도감지센서(temperature sensor)의 출력에 대응하여 히터의 온도를 상기 온도 범위 내의 온도로 제어하는 히터 제어회로에 의해 제어된다. 따라서 상기와 같이 히터를 가지는 사무기기는 적절한 온도 제어를 위하여 시스템내부의 온도를 감지하는 온도센서가 내장되어 있다.

그리고 사무기기 내의 정착기의 온도를 제어하는, 히터 제어회로는 상기 온도센서의 출력에 대응하여 히터의 온도를 미리 설정된 온도로 제어하여 상기 정착기의 온도를 조정하도록 되어 있다.

상기의 온도센서의 출력으로 정착기의 온도를 제어하는 시스템은 정착기의 과열을 방지하기 위하여 온도감지 센서의 이상여부를 검출하는 회로를 가지고 있다. 즉, 온도 센서가 연결되지 않았거나(open) 콘넥터(Connecter)에서 빠져 있으면 온도 검출에 이상이 발생한다. 이와 같은 이상상태에서 히터제어회로가 히터를 계속적으로 동작시키면, 정착기의 온도가 과열된다. 상기와 같이 히터를 구비한 시스템은 과열을 방지하기 위한 회로를 가지고 있다.

이와 관련하여 제1도는 종래의 가열제어회로도로서, 전원전압(VCC)과 접지 사이에 직렬 접속된 저항(R21)과 더어미스터(TH)와 상기 더어미스터(TH)에 병렬 접속된 저항(R22)으로 구성되어 히터의 온도를 감지하여 이에 대응된 온도 검출전압을 출력하는 온도 감지부와, 미리 설정된 단선 기준전압(Vref1)과 상기 온도 감지부로부터 출력되는 온도 검출전압을 비교하여 단선기준전압(Vref1)이 상기 온도 검출전압보다 더 클 때 상기 더어미스터(TH)의 단선 감지 신호(DS: disconnect signal)를 출력하는 단선 감지용 비교기(OP1)과, 미리 설정된 준비기준전압(Vref2)과 상기 온도 감지부로부터 출력되는 온도 검출전압을 비교하여 상기 준비 기준전압(Vref2)가 온도 검출전압보다 클 때 준비상태 온도신호(RS: ready signal)를 출력하는 비교기(OP2)와, 미리 설정된 프린트 검출전압(Vref3)과 상기 온도 감지부로부터 출력되는 온도 검출전압을 비교하여 상기 프린트 기준전압(Vref3)가 온도 검출 전압보다 더 클 때 프린트 상태 온도 신호(PS: printing signal)를 출력하는 비교기(OP3)와, 미리 설정된 과열 기준전압(Vref4)과 상기 온도 감지부로부터 출력되는 온도 검출전압을 비교하여 상기 과열 기준전압(Vref4)가 온도 검출전압보다 클 때 과열상태 온도신호(OHS: over-heat signal)를 출력하는 비교기(OP4)와, 상기 비교기(OP1)과 상기 비교기들(OP2)(OP3)(OP4)로 부터 출력되는 단선 준비, 프린트, 과열 상태 온도신호(DS,RS,PS,OHS)를 입력하여 온도 감지센서인 더어미스터(TH)의 단선과 히터의 온도상태를 판단하여 시스템을 제어하는 마이컴(MICOM: microprocessor) MPU(5)으로 구성되어 있다.

이때 상기 설정전압의 관계는로 되어 있다. 그리고, 미설명부호 R23-R26은 상기 비교기들(OP1)(OP2)(OP3)(OP4)의 출력을 풀업하는 풀업 저항이며, CN1은 더어미스터(TH)를 접속하는 콘넥터이다. 그리고 상기의 더어미스터(TH)는 온도가 증가시 저항이 감소되는 특성을 가지는 온도센서로 히터의 주변에 위치되어 있다.

지금 제1도의 각부에 동작 전원전압(VCC)이 인가되면, 정착기를 가열하는 히터(도시하지 않았음)의 주변 온도에 따라 전기저항값이 변화되는 더어미스터(TH)와 저항(R21,R22)에 의한 온도 검출전압(Va)이 하기식(1)과 같이 출력되어 비교기들(OP1)(OP2)(OP3)(OP4)의 각 반전단자(-)에 입력된다.

----(1)

상기의 더어미스터(TH)는 전술한 바와 같이 온도가 증가하면 저항값이 떨어지는 소자임으로 히터의 온도변화에 대응하여 상기 온도 검출전압(Va)이 변화되어 출력됨을 알 수 있다. 즉 히터의 온도가 상승되면, 상기의 검출전압(Va)는 감소된다.

한편 단선, 준비, 프린트, 과열에 해당하는 기준전압들(Vref1),(Vref2),(Vref3),(Vref4)을 각각의 비반전 단자(+)로 입력하는 상태에서 상기 제1식과 같이 출력되는 온도 검출전압(Va)을 각각의 반전단자(-)로 입력하는 비교기들(OP1)(OP2)(OP3)(OP4)은 두 단자로 입력되는 신호 전압을 비교하여 그 결과를 MPU(5)에 입력시킨다. 예를 들어 현재 히터의 온도가 준비상태의 온도 이하이어서 온도 검출전압(Va)이 단선기준전압(Vref)보다 낮고 준비상태 기준전압(Vref2) 보다 높은 상태라면, 상기 비교기들(OP1)(OP2)(OP3)(OP4)에서 출력되는 DS,RS,PS,OHS 신호는 로우,하이,하이,하이의 상태신호를 MPU(5)에 입력시킨다. 상기와 같은 동작에 의해 상기 MPU(5)는 상기 비교기들의 출력에 의해 더어미스터(TH)의 단선상태임을 감지한다. 단, 상기 단선 기준전압(Vref1)은 상온의 상태에서 저항(R21,R22)와 더어미스터(TH)로 구성된 온도 감지부로부터 출력되는 온도 검출전압(Va)보다 높게 설정되어야 한다.

상기 서미스터(TH)가 연결된 상태에서 정착기의 온도를 제어하는 동작을 살펴본다. 먼저 준비 상태일시 온도 검출전압(Va)는 상기 준비상태 기준전압(Vref2) 높은 상태를 유지한다(VaVref2-Vref4). 이런 경우, 상기 비교기(OP2)(OP3) 및 (OP4)는 각각 하이 논리의 RS, PS 및 OHS 신호를 발생한다. 그러면 MPU(5)는 하이 논리 상태의 상기 RS신호에 의해 준비상태임을 감지하고, 정착기 램프를 온시키기 위한 하이 논리신호를 출력한다. 그리고 상기 정착기의 히터에 공급되는 전원을 스위칭 제어하는 트랜지스터(7)은 상기 MPU(5)의 하이 논리신호에 의해 온 스위칭되어 정착기의 히터에 동작 전원을 공급하게 된다. 이때 상기와 같은 준비상태는 상기 온도 검출전압(Va)가 상기 준비상태 기준전압(Vref2) 보다 낮아질 때까지 유지된다.

이때 상기 비교기(OP2-OP4)들은 각각 RS=로우, PS=하이 및 OHS=하이 논리신호를 발생한다. 이런 경우, 상기 MPU(5)는 하이 논리신호를 출력하여 상기 정착기의 히터를 온시키기 위한 제어신호를 발생한다.

두 번째로 프린트 가능한 상태일시 상기 온도 검출전압(Va)는 상기 준비상태 기준전압(Vref2) 및 프린트 기준전압(Vref3)보다 낮고 상기 기준전압(Vref4)보다는 높다(Vref2-Vref3VaVref4). 이런 경우, 상기 비교기(OP2)(OP3) 및 (OP4)는 각각 RS=로우, PS=로우 및 OHS=하이논리신호를 발생한다. 그러면 MPU(5)는 로우논리의 PS신호에 의해 프린트 가능한 상태임을 감지하며, 상기 정착기의 히터를 온시키기 위한 하이논리신호를 출력한다. 그리고 상기 정착기의 히터에 공급되는 전원을 스위칭 제어하는 트랜지스터(7)은 상기 MPU(5)의 하이 논리신호에 의해 온 스위칭되어 정착기의 히터에 동작 전원을 공급하게 된다.

세 번째로 정착기의 히터가 과열 상태가 되면, 상기 온도 검출전압(Va)는 과열 기준전압(Vref4)보다 낮게 된다(Vref2-Vref4Va). 이런 경우, 상기 비교기(OP2)(OP3) 및 (OP4)는 각각 RS=로우, PS=로우 및 OHS=로우 논리신호를 발생한다. 그러면 MPU(5)는 로우논리의 OHS신호에 의해 정착기의 히터 과열 상태임을 감지하며, 상기 정착기의 히터를 오프시키기 위한 로우 논리신호를 출력한다. 그리고 상기 정착기의 히터에 공급되는 전원을 스위칭 제어하는 트랜지스터(7)은 상기 MPU(5)의 로우 논리신호에 의해 오프스위칭되어 정착기의 히터에 공급되는 동작전원을 차단하게 된다.

상기와 같이 정착기의 히터 온도를 검출하며, 검출된 온도에 따라 MPU가 히터의 구동을 제어하여 안정된 프린트 동작을 수행할 수 있다.

그러나 상기 MPU가 이상 동작을 수행하여 상기 비교기(OP1-OP4)의 출력을 감지하지 못하는 상태에서 상기 정착기 히터를 온시키는 제어신호를 출력하게 되면, 정착기의 히터는 과열된다. 그러면 상기 정착기의 히터는 계속하여 동작전원을 공급받게 되므로 과열되며, 이런 경우 기기가 손상되며 화재 발생을 야기시킬 수 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 히터를 사용하는 사무기기에서 히터가 과열상태일시 상기 히터의 방지를 신뢰성있게 수행할 수 있는 과열방지회로를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 히터를 사용하는 사무기기에서 과열감지포트와 히터의 전원 공급을 제어하는 신호의 출력포트를 연결하여 상기 히터가 과열상태일시 제어부의 동작에 무관하게 상기 히터의 공급전원을 차단할 수 있는 과열방지회로를 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적들을 달성하기 위하여 본 발명은, 히터를 사용하는 사무기기에서 과열감지포트와 히터의 전원 공급을 제어하는 신호의 출력포트를 연결하는 스위치를 구비하고, 상기 히터가 과열된 상태일시 상기 히터 제어신호를 상기 과열감지포트에 스위칭 연결하여 히터제어신호를 바이패스시키므로서, 제어부의 동작에 무관하게 상기 히터의 공급전원을 차단하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명될 것이다.

제2도는 본 발명에 의한 과열 방지회로를 구비한 시스템을 보여주는 도면이다.상기 제2도에 도시된 본 발명의 실시예에 의한 정착기의 과열방지회로는 상기 제1도의 구성에서 MPU(5)의 히터제어신호 출력포트와 비교기(OP4)의 과열상태 온도신호(OHS)의 출력포트 사이에 다이오드(101)을 연결한다. 여기서 상기 다이오드(101)은 모오스트랜지스터를 사용할 수도 있다. 상기 다이오드(101)은 상기 비교기(OP4)에서 상기 과열 상태 온도신호(OHS)가 활성화될시 스위칭되어 상기 MPU(5)에서 출력되는 히터제어신호를 바이패스시키는 기능을 수행하는 스위치로서 동작된다. 여기서 상기 과열상태 온도신호(OHS)는 상기한 바와 같이 히터가 과열된 상태일시 로우 논리로 활성화되는 신호이다.

본 발명의 실시예로 도시되는 제2도에서 상기 구성을 제외한 나머지 구성은 상기 제1도와 동일하며, 참조 부호도 동일하므로 설명을 생략하기로 한다.

상기 제2도의 구성에 따른 동작 특성을 살펴보면 다음과 같다. 먼저 시스템이 정상적인 동작을 수행하는 경우, 상기 비교기(OP4)에서 로우 논리를 출력하는 히터 과열 상태에서 상기 MPU(5)는 로우 논리의 히터제어신호를 출력하여 히터로 공급되는 전원은 차단된다.

그러나 상기 MPU(5)가 비정상적으로 동작하는 경우, 상기 비교기(OP4)에서 로우 논리의 과열상태 온도신호(OHS)를 발생하더라도 상기 MPU(5)가 이를 감지하지 못하여 상기 히터제어신호를 하이 논리로 활성화시킬 수 있다. 그러면 상기 하이 논리의 히터제어신호에 의해 상기 트랜지스터 7이 턴온되면, 과열 상태의 히터에 계속하여 동작전원이 공급되므로 히터는 점점 과열상태가 된다. 본 발명의 실시예에서는 이런 비정상적인 과열 상태를 방지하기 위하여 상기 히터제어신호의 출력포트와 상기 과열상태 온도신호(OHS)사이에 다이오드(101)를 연결한다. 그러면 상기 MPU(5)에서 하이 논리의 히터제어신호를 하는 상태에서 상기 과열상태 온도신호(OHS)가 로우논리로 발생되면 상기 다이오드(101)이 턴온되며, 이로 인해 상기 하이논리의 히터제어신호가 상기 다이오드(101)에 의해 형성되는 전류 통로에 의해 로우 논리로 천이된다. 그러면 상기 트랜지스터(7)이 오프스위칭되므로 상기 히터의 동작전원을 차단시키는 구동신호를 발생하게 된다.

따라서 상기 정착기의 히터가 과열상태이고 상기 MPU(5)가 과열상태를 정상적으로 인식하지 못하는 경우에도 상기 다이오드(101)의 스위칭에 의해 상기 정착기의 히터 과열상태를 방지할 수 있게 된다. 한편 이와같은 본 발명의 실시예에 의한 과열 방지방법은 시스템 내의 예기치 못한 현상으로 인하여 또는 어느 특정 부분의 이상으로 인하여 정착기의 히터과열 상태 감지 동작이 비정상적으로 되어도 정확하게 히터의 과열을 방지할 수 있다.

또한 준비상태 또는 프린트 상태에서 상기 비교기(OP4)는 하이 논리의 과열상태 온도신호(OHS)를 발생하게 되며, 상기 MPU(5)는 정상적인 동작 상태에서 상기 비교기(OP1-OP4)의 출력을 분석하여 하이 논리의 히터제어신호를 발생하게 된다. 이런 경우 상기 다이오드(101)는 오프 스위칭되므로 정상적으로 하기논리의 히터제어신호를 발생하여 동작 전원을 공급할 수 있게 된다.

상기 제2도에 도시된 본 발명의 실시예에 의한 과열방지회로는 상기 제1도와 같은 종래의 과열방지회로의 구조 상에 적용하였지만, 이는 다른 시스템의 구성에도 용이하게 적용할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예는 시스템 이상으로 인한 과열 상태를 정확하게 제어하게 하는 과열방지회로를 제공함에 의해, 시스템이 항상 정확한 과열 방지 동작을 수행하게 한다. 그래서 상기 정착기가 과열 상태에 있을시 신뢰성있게 정착기의 히터 온/오프 동작을 수행하도록 하고, 또한 정착기 히터의 오프동작을 신뢰성있게 수행하여 시스템의 안정성을 향상시키는 효과를 발생한다. 그래서 시스템의 이상으로 인한 과열을 방지할 수 있어 기기 손상 및 화재 발생을 방지할 수 있다.

Claims (2)

1. 정착기 히터의 과열방지회로에 있어서, 상기 히터에 근접 설치되는 온도감지세서를 구비하며, 상기 히터의 온도 전압을 검출하는 온도감지부와, 과열 기준전압 발생기를 구비하며, 상기 검출전압과 상기 과열 기준전압을 비교하는 비교기와, 히터제어신호에 의해 스위칭되어 상기 히터의 동작전원 공급을 제어하는 구동부와, 상기 비교기의 출력을 분석하여 상기 히터제어신호를 발생하는 제어부와, 상기 제어부의 출력포트와 상기 비교기 사이에 연결되며, 과열 상태일시 스위칭되어 상기 히터제어신호를 상기 비교기의 출력단에 바이패스시키는 스위치로 구성된 것을 특징으로 하는 정착기 히터의 과열 방지회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 스위치가 다이오드인 것을 특징으로 하는 정착기 히터의 과열 방지회로.