Способ управления процессом закрепления изображения Советский патент 1990 года по МПК G03G13/20 

Изобретение относится к электрографии и может быть использовано в процессах термосилового закрепления.

Целью изобретения является повышение надежности функционирования путем снижения энергопотребления.

На фиг. 1 приведена схема узла дермосилового закрепления, поперечно сечение, на фиг. 2 - основной уровен температуры, уровень регулирования и границы рабочего интервала температуры, а также ход температуры в режиме холостого хода; на фиг. 3 схема подачи энергии нагревателю в режимах холостого хода и закрепления

На фиг. 1 обозначены бумага V, тонер 2, валики 3 , металлическая трубка 5, нагреватель 6, металлическая трубка 7, нагреватель 8, датчик 9 и блок 10 управления.

Работа узла термосилового закрепления характеризуется рабочим интервалом температур. Величина интервала определяется термомеханическими свойствами тонера и адгезионными по отношению к тонеру 2 характеристикам валика 3 (фиг. 1). На фиг. 2 этот интервал показан температурами Тр, и Тр, Если температура валика 3 меньше tp,, то тонер 2, из которого образовано порошковое изображение (фиг. 1), при прохождении через устройство не оплавляется, остается в виде отдельных частиц и не фиксирует ся на бумаге 1. Более того, частицы тонера, слабо связанные с бумагой и порошковым изображением, переходят на валик 3 и загрязняют его. Тонер н валике 3 постепенно расплавляется и к нему может прилипнуть копия. Есл температура валика 3 больше Тр2, то тонер хорошо оплавляется, но вязкост его сильно уменьшается, в результате адгезия тонера к валику 3 становится больше когезии тонера и последний частично переходит на валик 3. Это вызывает загрязнение валика 3 и прилипание к нему бумаги. Если температура валика 3 находится в рабочем интервале между Тр1и ТР7, то тонер оплавляется в достаточной мере для хорошего сцепления .с бумагой, но вязкость его достаточно велика и отматывания на валик 3 не происхо- дит. Таким образом, в задачу терморегулирования устройства закрепления входит поддержание температуры валика 3 в рабочем интервале.

Можно выделить три режима работы

устройства закрепления: первый - выход на рабочий режим, когда после включения аппарата в сеть происходит .разогрев устройства и температура

Q

5

0 5 о . Q

5

валика доводится до температуры Тв (фиг. 2) одного из значений в пределах рабочего интервала Тр1, Tnz, т.е. до готовности к работе; второй - холостой ход, когда устройство готово к работе, но закрепления не про-. водят третий - закрепление, когда через устройство проходят копии, изображение на которых необходимо закрепить.

Изобретение касается только второго и третьего режимов.

Режим холостого хода характеризуется практически постоянным во времени расходом тепловой энергии на потери в окружающую среду. Для поддержания устройства в стационарном состоянии, т.е. в состоянии, когда температура валика 3 (фиг. 1) близка к Т0, нагревателю 6 (или нагревателям 6 и 8) необходимо по предлагаемому решению постоянно сообщать мощность Wx, равную рассеиваемой.

Потери в окружающую среду зависят от параметров этой среды (в основном температуры и влажности), а также от степени термоизоляции устройства, и, следовательно, при изменении этих параметров необходимо изменять мощность сообщаемой нагревателям энергии. Потери могут изменяться также при неизменных внешних факторах, когда валик 3 (фиг. 1) вышел на рабочий режим, а вспомогательные части устройства (подшипники валов, корпус и др.) не достигли еще теплового равновесия. Изменение потерь, вызванное изложенными выше причинами, происходит медленно в сравнении с временем получения копий или даже временем выхода устройства на рабочий режим. Тем не менее, даже медленные изменения рассеиваемой энергии необходимо компенсировать, чтобы поддерживать температуру валика 3 с заданной точностью. Точность поддержания температуры валика 3 (фиг. 1) задается уровнями Т1 и Тг (фиг. 2), т.е. при подаче мощности Wхтемпература валика 3 должна быть не менее Т, и не более Та.

Для корректировки сообщаемой нагревателям мощности с целью адаптации к изменившимся внешним условиям блок 10 (фиг. 1) через равные промежутки времени сравнивает показания датчика 9 с заданными уровнями, соответствую- щими границам интервала Т,, Т7. Если

температура валика 3 меньше Tt, то Энергия, сообщаемая нагревателям, увеличивается на определенную величину AWx a если температура больше Т, то энергия уменьшается на 4WX. В том случае, когда температура находится внутри интервала Т,, Т, сообщаемая нагревателям энергия не изменяется. Величина интервала зависит от степени стабилизации подаваемой мощности и от чувствительного датчика 9. Например, на экспериментальной установке узла закрепления интервал Т,, Т2 составлял °С, перио контроля температур - 1 мин. В режим закрепления к расходу энергии на потери в окружающую устройство среду добавляется расход энергии на нагрев копии, приводящий к закреплению на ней. порошкового изображения, поэтому чтобы поддерживать температуру валика на требуемом уровне, необходимо сообщать нагревателям дополнительно мощность W,, компенсирующую расход энергии на закрепление. Таким образом, если в режиме холостого хода расходуется мощность Wx, то в режиме закрепления - Wx + W . Ввиду того, что на передачу тепла от нагревателей к валику 3 (фиг. 1) необходимо затратить определенное время, подачу дополнительной энергии W3 нагревателям начинают раньше с таким расчетом чтобы полностью или хотя бы частично предупредить падение температуры валика при прохождении первой или нескольких первых копий.

Процесс копирования в любом аппарате периодический, то есть на получение каждой копии тиража уходит одн и то же время, которое называется периодом копирования. Исключение составляет лишь время получения первой копии, которое всегда больше периода. Следовательно, между моментом включения режима копирования и моментом поступления первой копии в устройство закрепления проходит определенное время, которое в электрографических аппаратах обычно составляет с. Это время может быть использовано для предварительной подачи дополнительной мощности к нагревателям.

Сообще ние энергии нагревателям должно быть равномерным: за отрезки времени, равные периоду копирования,

5

должна подаваться одинаковая дополнительная энергия, равная энергии, затрачиваемой на закрепление одной копии. Поэтому, если подача энергии начата на определенный промежуток времени АВ раньше поступления первой копии в устройство закрепления, то и закончится она на такой же проме)0 жуток времени CD ЛВ-раньше окончания закрепления последней копии тиража (фиг. 3) Соответственно, время подачи дополнительной мощности АС равно времени прохождения через уст15 роист во всех копий тиража BD.

Дополнительная мощность, сообщаемая нагревателям,может быть постоянной (фиг. 3) или переменной, но суммарная энергия за период копирования

20 должна быть равна энергии, расходуемой на закрепление одной копии.

За время А8 устройство получает избыточную энергию, которая компенси- рует резкое начальное падение темпе25 ратуры валика и расходуется за время CD на закрепление последней или последних копий тиража, приводя устройст- во в исходное (до начала закрепления тирана) состояние. Сообщение энергии

30 равными порциями за время, равное периоду копирования, обеспечивает достаточное постоянство температуры валика 3 (фиг. 1) за время закрепления тиража.

Мощность, необходимая для компенсации потерь в режиме холостого хода, и средняя мощность, необходимая для компенсации потерь в режиме закрепления, определяются при настройке

40 устройства путем подбора параметров с таким расчетом, чтобы температура валика 3 (фиг. 1) не менялась в течение длительного времени холостого хода (несколоко десятков минут) и времени закрепления большого коли35

45

чества копий (несколько десятков).

(ак как закрепление связано с нагревом материала копии (бумаги), то

расход энергии на закрепление будет меняться в зависимости от изменения свойств бумаги (массы квадратного метра, влажности и температуры)„ Поэтому с изменением температуры и

влажности окружающей среды необходимо корректировать величину энергии, сообщаемой нагревателям для закрепления. Эту корректировку можно выполнять по изменению температуры валика.

Наиболее удобно это делать после первого оборота валика 3 (фиг. 1) при закреплении первой копии. Начальная температура валика Тб (фиг. 2). Ее уменьшение определяется свойствами бумаги. Если это уменьшение соответствует установленной при настройке аппарата величине, то сообщаемая нагревателям энергия остается неизменной, если же она меньше или больше, то, соответственно, энергия уменьшается или увеличивается на ве личину 4W3, определяемую по отклонению установленного уменьшения от нормы.

Для получения тиража или перед отключением аппарата от сети питания оператор может установить откорректированный автоматически режим как основной.

0

Использование изобретения повышает надежность функционирования путем снижения энергопотребления,

формула изобретения

Способ управления процессом закрепления изображения, включающий изменение количества энергии, подаваемой к нагревателю валика в зависимости от температуры валика, контактирующего с закрепленным изображением, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности функционирования путем снижения энергопотребления, дополнительно задают количество копий оригинала, а количество энергии, подаваемой к нагревателю валика, изменяют пропорционально заданному количеству копий.

Изобретение относится к электрографии, может быть использовано в процессах термосилового закрепления и позволяет повысить надежность функционирования путем снижения энергопотребления. Предлагаемый способ направлен на то, чтобы предотвратить чрезмерные колебания температуры, приводящие к нестабильности или даже сбоям работы устройства закрепления. Необходимо в режиме, когда устройство закрепления готово к работе, но не закрепляет (холостой ход), сообщать нагревателю мощность, равную потерям в окружающую среду, а в режиме закрепления сообщать нагревателю дополнительную мощность, компенсирующую затраты на закрепление каждой копии тиража. Для предотвращения черезмерных колебаний температуры дополнительную мощность начинают подавать на определенный промежуток времени раньше поступления в устройство первой копии тиража и оканчивают подачу на такой же промежуток времени раньше окончания закрепления последней копии тиража. Мощности, сообщаемые нагревателю в режимах холостого хода и закрепления, определяют при настройке аппарата для заданных внешних условиях, конкретного тонера, из которого образовано изображение, и бумаги на которой получают копию. При изменении температуры и влажности воздуха способ предусматривает в режиме холостого хода через равные промежутки времени контроль температуры и при необходимости коррекцию величины сообщаемой мощности. При изменении сорта бумаги или ее температуры и влажности автоматически корректируется величина дополнительной мощности по показаниям температуры после первого оборота валика, после начала закрепления первой копии. Компенсация потерь энергии в режимах холостого хода и закрепления обеспечивает постоянство температуры валика без существенных колебаний и минимизирует расход энергии. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фиг. 2

Время

фиг.З