DE102007060022B4 - Method for controlling the heat emission to a printing substrate in a fuser station of an electrographic printer or copier - Google Patents
Method for controlling the heat emission to a printing substrate in a fuser station of an electrographic printer or copier Download PDFInfo
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Abstract
Verfahren zur Regelung der Wärmeabgabe an einen Bedruckstoff in einer Fixierstation eines elektrografischen Druck- oder Kopiergeräts, bei dem individuell betreibbaren Heizmodulen (10) Heizzonen (2) auf dem Bedruckstoff (1) zugeordnet werden, die jeweils Wärme an die zugeordneten Heizzonen (2) auf dem Bedruckstoff (1) abgeben, bei dem als Heizmodule (10) Infrarotstrahler vorgesehen werden, die getrennt regelbar sind, bei dem oberhalb des Bedruckstoffs (1) eine quer zur Bewegungsrichtung des Bedruckstoffs (1) bewegliche Strahlungsumlenkeinheit (4) angeordnet wird, die die vom Bedruckstoff (1) ausgehenden Wärmestrahlen (3) auf einen Temperatursensor (5) lenkt, der ein von der Stärke der Wärmestrahlen (3) abhängiges Messsignal (SS) abgibt, bei dem mit einem am Ausgang des Temperatursensors (5) angeordneten Regler (9) – aus dem Messsignal (SS) des Temperatursensors (5) pro Heizzone (2) ein Temperatur-Istwert ermittelt wird, – dieser Temperatur-Istwert mit einem der jeweiligen Heizzone (2) vorgegebenen Temperatur-Sollwert verglichen wird und – im Fall der Abweichung des Temperatur-Istwerts vom Temperatur-Sollwert ein von der Abweichung abhängiges Steuersignal (SI) für das jeweilige Heizmodul (10) erzeugt wird, das die Wärmeabgabe des Heizmoduls (10) steuert.Method for controlling the heat output to a substrate in a fuser of an electrographic printing or copying device, are assigned to the individually operable heating modules (10) heating zones (2) on the substrate (1), each heat to the associated heating zones (2) emit the printing material (1), in which are provided as heating modules (10) infrared heaters, which are separately controllable, in which above the printing material (1) a transversely to the direction of movement of the printing material (1) movable Strahlungsumlenkeinheit (4) is arranged, the from the printing material (1) emanating heat rays (3) to a temperature sensor (5) which emits a dependent of the strength of the heat rays (3) measuring signal (SS), in which with a at the output of the temperature sensor (5) arranged controller (9 ) - from the measurement signal (SS) of the temperature sensor (5) per heating zone (2), a temperature actual value is determined, - this actual temperature value with one of the respective Hei zzone (2) predetermined temperature setpoint is compared and - in the case of deviation of the actual temperature value from the temperature setpoint, a deviation-dependent control signal (SI) for each heating module (10) is generated, the heat output of the heating module (10 ) controls.
Description
Elektrografische Druck- oder Kopiergeräte sind bekannt, siehe z. B.
Die Fixierung der Tonerbilder auf dem Bedruckstoff kann nach dem Prinzip der Thermofixierung erfolgen. Dabei werden die Tonerbilder in den Bedruckstoff eingeschmolzen. Zur Fixierung können z. B. Fixierwalzen, von denen zumindest eine beheizt ist, eingesetzt werden. Bei einer anderen Lösung der Thermofixierung werden als Heizquellen Infrarotstrahler herangezogen. Dabei werden in der Fixierstation oberhalb der Seite des Bedruckstoffs, auf der die Tonerbilder fixiert werden sollen, Infrarotstrahler angeordnet, die Infrarotstrahlen in Richtung zum Bedruckstoff abgeben. Die Infrarotstrahler können dann in Gruppen eingeteilt werden, die jeweils einer Heizzone auf dem Bedruckstoff zugeordnet sind.The fixation of the toner images on the substrate can be done on the principle of thermosetting. The toner images are melted into the substrate. For fixing z. B. fuser rollers, of which at least one is heated, are used. In another solution of thermosetting infrared heaters are used as heating sources. In this case, infrared radiators are arranged in the fuser above the side of the printing material on which the toner images are to be fixed, which emit infrared rays in the direction of the printing material. The infrared radiators can then be divided into groups, which are each assigned to a heating zone on the substrate.
Um eine zu hohe Erwärmung des Bedruckstoffs zu vermeiden, die im ungünstigsten Fall zu einem Brand oder einer Beschädigung des Bedruckstoffs führen kann, ist es bekannt, die Temperatur des Bedruckstoffs nach der Fixierung zu messen und in Abhängigkeit des Messsignals die Heizquellen so zu steuern, dass eine Beschädigung des Bedruckstoffs unterbleibt, die Tonerbilder jedoch ausreichend im Bedruckstoff fixiert werden. Als Messmittel können Temperatursensoren z. B. Infrarotsensoren oberhalb des Bedruckstoffs anordnet werden, die die vom Bedruckstoff ausgehenden Wärmestrahlen messen. Das von den Temperatursensoren abgegebene Messsignal wird dann zur Regelung der Heizquellen verwendet.In order to avoid excessive heating of the printing material, which in the worst case can lead to fire or damage to the printing substrate, it is known to measure the temperature of the printing material after fixing and to control the heating sources as a function of the measuring signal in such a way that damage to the substrate is omitted, but the toner images are sufficiently fixed in the substrate. As measuring means temperature sensors z. B. Infrared sensors are arranged above the substrate, which measure the emanating from the substrate heat rays. The measuring signal emitted by the temperature sensors is then used to control the heating sources.
Ein Verfahren zur Messung der Temperatur einer durchlaufenden Bahn aus dünnem Material ist aus
Weitere Anordnungen, mit denen die Temperatur eines Bedruckstoffs gemessen werden kann, sind aus
In
Um die Temperatur des Bedruckstoffs über seine ganze Breite zu ermitteln, können über die Breite des Bedruckstoffs mehrere Temperatursensoren, z. B. drei Temperatursensoren, angeordnet werden. Jeder Temperatursensor misst dann einen Bereich des Bedruckstoffs, im folgenden Heizzone genannt, und aus den von den Temperatursensoren abgegebenen Messsignalen kann die Temperatur des Beduckstoffs ermittelt werden. Wenn die gesamte Heizquelle derart aufgebaut ist, dass pro Heizzone ein getrennt ansteuerbares Heizmodul vorgesehen ist, kann den jeweiligen Heizzonen individuell Wärmeenergie zugeführt werden.To determine the temperature of the printing material over its entire width, across the width of the substrate several temperature sensors, eg. B. three temperature sensors are arranged. Each temperature sensor then measures a range of the printing material, hereinafter referred to as heating zone, and from the measured signals emitted by the temperature sensors, the temperature of the Bedruckstoffs can be determined. If the entire heating source is constructed such that a per heating zone provided separately controllable heating module, the respective heating zones can be supplied individually thermal energy.
Bei Messanordnungen mit mehreren Temperatursensoren entlang der Breite des Bedruckstoffs tritt dann ein Problem auf, wenn Bedruckstoffe unterschiedlicher Breite verarbeitet werden sollen. Bei einem Bedruckstoff, dessen Breite kleiner ist als die maximale Breite eines für den Druck zugelassenen Bedruckstoffs, wird im Randbereich durch die diesem Bereich zugeordneten Temperatursensoren ein Messsignal abgegeben, das nicht ausschließlich von der Temperatur auf dem Bedruckstoff abhängt. Wenn in diesem Fall die Messsignale zur Steuerung der Heizmodule verwendet werden, kann dies zur Beschädigung des Bedruckstoffs führen.In measurement arrangements with several temperature sensors along the width of the printing material, a problem then arises when substrates of different widths are to be processed. In the case of a printing material whose width is smaller than the maximum width of a printing material permitted for the printing, a measuring signal which does not depend exclusively on the temperature on the printing material is emitted in the edge region by the temperature sensors assigned to this region. If, in this case, the measuring signals are used to control the heating modules, this can damage the printing material.
Das von der Erfindung zu lösende Problem besteht darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem die Temperatur eines Bedruckstoffs unterschiedlicher Breite ermittelt werden kann, um mit Hilfe des Temperatursignals eine Heizquelle, die den Bedruckstoff erwärmt, auf ihrer gesamten Breite gezielt steuern zu können.The problem to be solved by the invention is to specify a method with which the temperature of a printing material of different width can be determined in order to be able to use the temperature signal to selectively control a heating source which heats the printing material over its entire width.
Dieses Problem wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This problem is solved according to the features of claim 1.
Eine Anordnung zur Erfassung der Temperatur (im folgenden Messanordnung genannt) eines bewegten Bedruckstoffs weist oberhalb des Bedruckstoffs eine quer zur Bewegungsrichtung des Bedruckstoffs bewegliche Strahlungsumlenkeinheit auf, die die vom Bedruckstoff ausgehenden Wärmestrahlen auf einen Temperatursensor lenkt, der ein von der Stärke der Wärmestrahlen abhängiges Messsignal abgibt. Der Vorteil dieser Messanordnung liegt unter anderem darin, dass nur noch ein Temperatursensor erforderlich ist und trotzdem die Temperatur über die ganze Breite des Bedruckstoffs ermittelt werden kann. Weiterhin kann die Messanordnung z. B. nach einer Fixierstation derart angeordnet werden, dass für sie nur ein geringer Platzbedarf am Ausgang der Fixierstation notwendig ist. Z. B. muss nur die Strahlungsumlenkeinheit benachbart dem Bedruckstoff angeordnet werden.An arrangement for detecting the temperature (referred to below as the measuring arrangement) of a moving printing material has a radiation deflecting unit which is movable transversely to the direction of movement of the printing material and directs the heat rays emanating from the printing material to a temperature sensor which emits a measuring signal dependent on the intensity of the heat rays , The advantage of this measuring arrangement is, inter alia, that only one temperature sensor is required and still the temperature can be determined over the entire width of the printing material. Furthermore, the measuring arrangement z. B. are arranged according to a fuser such that only a small footprint at the output of the fuser is necessary for them. For example, only the radiation deflecting unit needs to be placed adjacent to the substrate.
Wenn die Messanordnung bei einem elektrografischen Druck- oder Kopiergerät beim Betrieb einer Fixierstation zur Regelung der Wärmeabgabe eines Heizmoduls eingesetzt wird, kann am Ausgang des Temperatursensors ein Regler angeordnet werden, der aus dem Messsignal des Temperatursensors einen Temperatur-Istwert ermittelt und diesen mit einem dem Heizmodul der Heizquelle vorgegebenen Temperatur-Sollwert vergleicht und der in Abhängigkeit der Abweichung der beiden Temperaturwerte voneinander ein Steuersignal für das Heizmodul erzeugt, das die Wärmeabgabe des Heizmoduls so steuert, dass auf dem Bedruckstoff die vorgegebene Temperatur eingehalten wird.If the measuring arrangement is used in an electrographic printing or copying machine when operating a fuser for controlling the heat output of a heating module, a controller can be arranged at the output of the temperature sensor, which determines a temperature actual value from the measurement signal of the temperature sensor and this with a the heating module the heat source predetermined temperature setpoint compares and generates depending on the deviation of the two temperature values from each other a control signal for the heating module that controls the heat output of the heating module so that the predetermined temperature is maintained on the substrate.
Wenn mindestens zwei individuell betreibbare Heizmodule pro Fixierstation vorgesehen sind, die Heizzonen auf dem Bedruckstoff zugeordnet sind, kann der Regler aus dem Temperatur-Istwert der jeweiligen Heizzone und dem der jeweiligen Heizzone zugeordneten Temperatur-Sollwert das dem jeweiligen Heizmodul zugeordnete Steuersignal ermitteln.If at least two individually operable heating modules per fixing station are provided, the heating zones are assigned to the printing material, the controller can determine from the actual temperature value of the respective heating zone and the temperature setpoint associated with the respective heating zone the control signal assigned to the respective heating module.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Als Strahlungsumlenkeinheit kann ein Drehspiegel, insbesondere ein Polygonspiegel verwendet werden. Dieser kann von einem Motor angetrieben die Wärmestrahlen über die Breite des Bedruckstoffs erfassen und zu einem Temperatursensor weiterleiten. Der Temperatursensor kann z. B. ein Pyrometer sein.As a radiation deflecting unit, a rotating mirror, in particular a polygon mirror, can be used. This can be driven by a motor to detect the heat rays across the width of the substrate and forward it to a temperature sensor. The temperature sensor can, for. B. be a pyrometer.
Der Temperatursensor kann als Infrarotsensor ausgeführt sein und die vom Bedruckstoff ausgehenden Infrarotstrahlen messen. Dann ist es zweckmäßig, wenn vor dem Infrarotsensor ein optisches Filter angeordnet ist, das aus den Wärmestrahlen die Infrarotstrahlen ausfiltert.The temperature sensor can be designed as an infrared sensor and measure the emanating from the substrate infrared rays. Then it is advantageous if an optical filter is arranged in front of the infrared sensor, which filters out the infrared rays from the heat rays.
Um die Genauigkeit des Messverfahrens zu erhöhen, kann der Regler aus dem Messsignal pro Heizzone zeitlich versetzt mindestens zwei Temperatur-Istwerte ermitteln, und aus diesen das der Heizzone zugeordnete Steuersignal. Z. B. kann das einer Heizzone zugeordnete Steuersignal aus dem Mittelwert der der Heizzone zugeordneten Temperatur-Istwerte ermittelt werden. Als Heizmodule können Infrarotstrahler verwendet werden, die getrennt regelbar sind. Diese können als Folienstrahlungsmodule realisiert werden.In order to increase the accuracy of the measuring method, the controller can determine from the measuring signal per heating zone offset in time at least two actual temperature values, and from these the heating zone associated control signal. For example, the control signal associated with a heating zone can be determined from the mean value of the actual temperature values associated with the heating zone. As heating modules infrared radiators can be used, which are separately controllable. These can be realized as foil radiation modules.
An Hand eines Ausführungsbeispieles, das in den Figuren dargestellt ist, wird die Erfindung weiter erläutert. Es zeigen:With reference to an embodiment, which is illustrated in the figures, the invention will be further explained. Show it:
Die Erfindung soll in Zusammenhang mit einem elektrografischen Druck- oder Kopiergerät erläutert werden, bei dem auf einem Bedruckstoff, z. B. einer Papierbahn, Tonerbilder durch Wärme fixiert werden sollen. Diese Fixierung kann auf bekannte Weise unter Verwendung von Infrarotstrahlern erfolgen, die auf der die Tonerbilder aufweisenden Seite des Bedruckstoffs in der Fixierstation angeordnet sind. Um z. B. eine Beschädigung des Bedruckstoffs zu vermeiden, sollte die Temperatur in der Fixierstation überwacht werden, um die Infrarotstrahler so steuern zu können, dass diese Probleme nicht auftreten. Auf diesen Anwendungsfall ist die Erfindung jedoch nicht begrenzt. The invention will be explained in connection with an electrographic printing or copying machine, in which on a substrate, for. As a paper web, toner images to be fixed by heat. This fixation can be done in a known manner using infrared radiators, which are arranged on the toner images having the side of the printing substrate in the fuser. To z. B. to avoid damage to the substrate, the temperature should be monitored in the fuser to control the infrared heaters so that these problems do not occur. However, the invention is not limited to this application.
Aus
Aus
In
Mit der Erfindung kann die Steuerung der einzelnen Heizzonen
Die Erfindung kann insbesondere bei einer Fixierstation eines elektrografischen Druckgerätes eingesetzt werden. Der Vorteil liegt darin, dass die einzelnen Heizzonen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- MAMA
- Messanordnungmeasuring arrangement
- RSRS
- Regelschaltungcontrol circuit
- SISI
- Steuersignalcontrol signal
- SSSS
- Messsignalmeasuring signal
- tt
- Temperaturtemperature
- bb
- Breite des BedruckstoffsWidth of the substrate
- 11
- Bedruckstoffsubstrate
- 22
- Heizzoneheating zone
- 33
- Wärmestrahlenheat rays
- 44
- StrahlungsumlenkeinheitStrahlungsumlenkeinheit
- 55
- Temperatursensortemperature sensor
- 66
- Messstrahlmeasuring beam
- 77
- Messliniemeasuring line
- 88th
- Drehspiegelrotating mirror
- 99
- Reglerregulator
- 1010
- Heizmodulheating module
Claims (9)
Priority Applications (1)
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