EP0312546B1 - Verfahren und anordnung zum fixieren von auf einem bandförmigen aufzeichnungsträger aufgebrachten tonerbildern mit hoher qualitätskonstanz - Google Patents

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EP0312546B1
EP0312546B1 EP87906734A EP87906734A EP0312546B1 EP 0312546 B1 EP0312546 B1 EP 0312546B1 EP 87906734 A EP87906734 A EP 87906734A EP 87906734 A EP87906734 A EP 87906734A EP 0312546 B1 EP0312546 B1 EP 0312546B1
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EP
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container
recording carrier
fixing
solvent
arrangement according
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EP87906734A
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Inventor
Eduard Mair
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2096—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using a solvent

Definitions

  • the invention relates to a method for fixing toner images applied to a tape-shaped recording medium and to an arrangement for carrying out the method according to the preamble of claims 1 and 2.
  • a device of the type mentioned is known from DE-PS 28 38 864.
  • the fixing station contains a container through which the record carrier is passed in a loop. Solvent vapor is generated at the bottom of the container.
  • a deflection device is arranged, around which the recording medium is guided. The recording medium is exposed to the solvent vapor. After fixing, the recording medium leaves the fixing area and is guided out of the container again via an upper deflection roller.
  • the fixing area is limited by the fact that cooling coils are arranged in the upper part of the container in the container wall. This creates a cooled area in the container in which solvent vapor emerging from the fixing area condenses.
  • the lower deflection device can be removed from the container in order to insert the record carrier.
  • Such non-mechanical copying or printing devices working according to the cold fixing method are based on the fact that toner can be dissolved or liquefied under the influence of solvent vapor and can thus penetrate into the surface of the recording medium.
  • the degree of softening or liquefaction of the toner material essentially depends on the concentration of the solvent vapor and its exposure time.
  • the record carrier is drawn through the steam area of the fixing device at a constant speed in the form of a loop.
  • the reaction time between toner and solvent thus becomes a constant variable due to the system.
  • the concentration of the solvent or fixing agent vapor must be kept exactly at a corresponding value.
  • DE-PS 31 11 970 discloses a circuit arrangement in a device for monitoring the concentration of an air-steam mixture in a toner image fixing station working with solvent vapor.
  • Fluctuations in the fixing strength can no longer be remedied by improving the control effort for the steam concentration.
  • the reason for this is that if the target concentration is undershot, the solvent (fixative) is conveyed in liquid form and has to be evaporated. The rate of evaporation therefore led to a thermally determined dead time for the control system. Another dead time occurs when there is excess steam, that is, the solvent vapor concentration is too high. This degrades essentially only as a result of condensation on a cold trap arranged in the container for the solvent vapor and cannot be influenced by control technology.
  • the fixation strength decreases.
  • the toner dissolves more intensely.
  • the time period is available which elapses from the exit of the recording medium from the fixing station until it is deposited on a folding stack.
  • the target concentration is selected somewhat above the optimum solvent vapor concentration.
  • the object of the invention is to design a device and a method of the type mentioned at the outset in such a way that optimum fixing quality is achieved in all operating conditions, regardless of fluctuations in the solvent concentration in the fixing station.
  • This object is achieved in a method of the type mentioned at the outset in that, in order to achieve a uniform fixing quality in the event of fluctuating operating conditions (Einfär degree of exertion, air pressure, paper temperature), a regulation of the action time of the solvent vapor on the recording medium is carried out by adjusting the passage of the recording medium through the solvent vapor container.
  • the guide means are displaceably arranged in their position within the container via an electromotive device in order to adjust the action time of the solvent vapor on the record carrier such that a change in the position of the guide means a change in the passage of the record carrier through the Effect container.
  • the container which is open on one side in a known manner, for receiving the solvent vapor dK 'has deflection devices for the recording medium on its upper side and in the base region'.
  • the lower deflection device is arranged to be movable within the same container via the electromotive device parallel to the long sides of the container.
  • a recording medium AT colored with toner
  • container BH containing solvent vapor L and thus the Toner image fixed on the recording medium AT.
  • the container BH is deep and is only open on its upper side OS.
  • the toner image is fixed on the record carrier AT in its lower region US.
  • the solvent vapor has a concentration such that the toner image on the record carrier AT is melted and can penetrate into the record carrier. This area is called the fixing area.
  • the solvent vapor is fed to the fixing area US.
  • this is done by feeding solvent through a pipe RO into the container BH.
  • a heating device HE can then e.g. a heating coil can be arranged, through which the solvent is heated and converted into vapor form.
  • a steam sensor DS To measure the steam concentration in the fixing area US, a steam sensor DS must be provided, which can be constructed in a known manner.
  • the record carrier AT is guided around this lower deflection device U3 in such a way that the concrete side faces away from the lower deflection device.
  • the record carrier AT is looped through the container. It comes from the open upper side OS of the container BH, reaches the lower deflection device U3 and is returned to the upper side of the container.
  • cooling coils KL are arranged above the fixing area US in the container wall.
  • the solvent vapor that emerges from the fixing area tJS comes into a cooled zone, where it condenses.
  • the lower deflection roller U3 can be guided via guide means S, e.g. can be part of a cable drive, are moved along the container walls into the container.
  • the actual fixing distance FS in the fixing area US can thus be set.
  • the action time of the solvent vapor L on the recording medium is changed by changing the fixing distance FS. Different immersion depths of the deflection roller U3 thus result in different exposure times for the solvent vapor L.
  • a first control loop regulates the steam concentration in the BH container depending on the operating conditions.
  • a sensor for air pressure SL and a sensor for paper temperature SP are arranged, the output signals of which are detected by a microprocessor-controlled computing unit RS, which is usually constructed in.
  • the microprocessor-controlled arithmetic unit RS additionally detects an adjustable manual correction value MK, which can be entered, for example, using a control keyboard (not shown here).
  • the computing unit RS is connected to the actual device control GS via which, for example, the printer status (printing mode, idle mode, etc.) is transmitted.
  • the computing unit calculates the optimal solvent concentration in the container BH for a specific recording medium from all the values recorded in this way.
  • This arithmetic value serves as a setpoint for a further differential computer DF, which is also constructed in the usual way and which on the one hand detects the setpoint value calculated by the arithmetic unit RS, and on the other hand the actual value supplied by a steam sensor DS which is converted via a converter W into a correspondingly adapted signal sequence is implemented.
  • This difference calculator DF uses the difference between the setpoint and the actual value to calculate the solvent flow rate required to achieve the optimum solvent vapor concentration and controls the supply of this solvent flow rate via a shut-off valve AS.
  • the control system for the steam concentration is now supplemented in such a way that the difference between the target and actual concentration is evaluated not only for the replenishment quantity of the solvent, but also for the correction of the new fixing section FS.
  • an adjusting device guides the lower deflection roller U3 into the position preprogrammed for this.
  • the control deviation of the control loop determined by forming the difference between the setpoint and actual value of the steam concentration, is fed to a further control loop for the fixing section FS.
  • This further control circuit contains a microprocessor-controlled computing unit RF for calculating the fixing section FS, the function of which is also fundamentally monitored by the device control GS and which is constructed in the usual way. From the control deviation, the computing unit RF calculates for the fixing section the correction of the action time of the solvent vapor on the recording medium required to maintain a constant quality and thus the required correction of the fixing section FS.
  • the lower deflection roller U3 is positioned by a drive motor M, which is connected to the output of a power operational amplifier OV.
  • the control voltage SV applied to the operational amplifier OV specifies the target value and is determined by the computing unit for the fixing section RF via corresponding converters.
  • a position sensor potentiometer WG mechanically coupled to the motor shaft delivers the actual value to the operational amplifier OV. If the voltage difference is large enough, the operational amplifier adjusts the drive motor M. In the illustrated embodiment, an analog control takes place. However, it is also possible, as described later, to use stepper motors which are digitally controlled instead of the servomotors.
  • the additional control loop for the fixing section always changes the length of the paper loop in the steam area to the ideal working point.
  • Critical printing operations e.g. short intermittent printing operations, high ambient temperatures, high-altitude installation (over 1500 m above sea level) or the use of special papers can be handled with high quality consistency.
  • a start-up and brake controller AB inserted in the control loop, which interacts with a corresponding digital-to-analog converter DA, is intended to ensure that the drive motor M for the lower deflection roller U3 starts up and stops smoothly.
  • the starting and braking controller AB can be a filter acting as a low-pass filter, so that sudden changes from the output of the D / A converter are passed on in a damped manner. This results in a smooth start-up of the servo motor.
  • the soft braking process results automatically when the target position is approached by decreasing the voltage difference (control voltage-displacement sensor voltage) at the inputs of the operational amplifier.
  • the optimal acceleration curve BK or deceleration curve VK (FIG. 3 - FIG. 5) is programmed in a memory ROM.
  • the memory cells F1 ... F8 are queried successively with increasing step frequencies 1-8 up to the maximum value.
  • this takes place in the reverse order (see FIG. 3). Is the travel path FW is less than twice the acceleration distance BS, the counting up of the memory cells F1-F8 is interrupted at half the travel path F4 and vice versa. The highest possible step frequency SF is then not reached (see FIG. 4). The maximum step frequency SF 8, memory cell F8 is therefore only achieved if the travel distance FW is at least as large as twice the acceleration distance BS. If the travel distance TW is greater than twice the acceleration distance BS, the maximum step frequency (memory cell F8) is maintained until the start of the deceleration curve VS of the same length (distance of constant speed KS).
  • the first section is the acceleration section BS, the second section VS decelerates the speed again. If the interval number AFW is 1-16, however, greater than twice the number of memory cells F1-F8, or remains as division remainder 1, the deflection roller U3 moves in this section KS between the acceleration curve BS and the deceleration curve VS at a constant speed (see FIG. 5).
  • STOP denotes the idle state of the deflection roller before and after the movement.

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Description

  • Verfahren und Anordnung zum Fixieren von auf einem bandförmigen Aufzeichnungsträger aufgebrachten Tonerbildern mit hoher Qualitätskonstanz.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fixierung von auf einem bandförmigen Aufzeichnungsträger aufgebrachten Tonerbildern und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2.
  • Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE-PS 28 38 864 bekannt. Zur Fixierung von auf einem Aufzeichnungsträger z.B. einem Papierband aufgebrachten Tonerpulver bei elektrostatischen Kopier- oder Aufzeichnungsgeräten wird der Aufzeichnungsträger durch eine Fixierstation transportiert, in der der Toner mit dem Aufzeichnungsträger fest verbunden wird. Die Fixierstation enthält einen Behälter, durch den der Aufzeichnungsträger schlaufenförmig durchgeführt ist. An der Unterseite des Behälters wird Lösungsmitteldampf erzeugt. In dem mit Lösungsmitteldampf angereicherten Bereich des Behälters ist eine Umlenkeinrichtung angeordnet, um die der Aufzeichnungsträger herumgeführt wird. Dabei wird der Aufzeichnungsträger dem Lösungsmitteldampf ausgesetzte Der Aufzeichnungsträger verläßt nach Fixierung den Fixierbereich und wird über eine obere Umlenkwalze aus dem Behälter wieder herausgeführt. Der Fixierbereich wird dadurch begrenzt, daß im oberen Bereich des Behälters in der Behälterwandung Kühlschlangen angeordnet sind. Dadurch entsteht in dem Behälter ein abgekühlter Bereich in den aus den Fixierbereich austretender Lösungsmitteldampf kondensiert. Zum Einlegen des Aufzeichnungsträgers kann die untere Umlenkeinrichtung aus dem Behälter herausgenommen werden.
  • Derartige nach dem Kaltfixierverfahren arbeitende nichtmechanische Kopier- oder Druckgeräte basieren auf der Grundlage, daß sich Toner unter Einwirkung von Lösungsmitteldampf anlösen bzw. verflüssigen läßt und damit in die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers eindringen kann. Der Erweichungs- bzw. Verflüssigungsgrad des Tonermaterials hängt wesentlich von der Konzentration des Lösungsmitteldampfes und dessen Einwirkzeit ab.
  • Der Aufzeichnungsträger wird dabei mit konstanter Geschwindigkeit in Form einer Schlaufe durch den Dampfbereich der Fixiereinrichtung gezogen. Die Reaktionszeit zwischen Toner und Lösungsstoff wird so systembedingt zu einer konstanten Größe.
  • Um das Ziel einer gleichmäßigen Fixierqualität zu erreichen, muß die Konzentration des Lösungs- bzw. Fixiermitteldampfes exakt auf einen entsprechenden Wert gehalten werden.
  • Zu diesem Zwecke ist aus der DE-PS 31 11 970 eine Schaltungsanordnung in einer Einrichtung zur Überwachung der Konzentration eines Luft-Dampfgemisches in einer mit Lösungsmitteldampf arbeitenden Tonerbildfixierstation bekannt.
  • Schwankungen der Fixierstärke, wie sie trotzdem noch auftreten können, sind auch durch eine Verbesserung des Regelaufwandes für die Dampfkonzentration nicht mehr zu beheben. Der Grund liegt darin, daß bei Unterschreitung der Sollkonzentration das Lösungsmittel (Fixiermittel) in flüssiger Form nachgefördert wird und zum Verdampfen gebracht werden muß. Die Verdampfungsgeschwindigkeit führte daher zu einer thermisch bestimmten Totzeit für das Regelsystem. Eine weitere Totzeit entsteht bei Dampfüberschuß, also zu hoher Konzentration des Lösungsmitteldampfes. Diese baut sich im wesentlichen nur in Folge von Kondensation an einer im Behälter für den Lösungsmitteldampf angeordneten Kältefalle ab und ist regeltechnisch nicht beeinflußbar.
  • Bei Abnahme der Dampfkonzentration verringert sich die Fixierstärke. Bei steigender Konzentration löst sich der Toner intensiver an. Für den anschließenden Trocknungsprozeß steht die Zeitspanne zur Verfügung, welche vom Austreten des Aufzeichnungsträgers aus der Fixierstation bis zum Ablegen auf einem Faltstapel verstreicht.
  • Wird bedrucktes Papier in Form eines Faltstapels abgelegt, ohne daß hinreichend viel Lösungsmitteldampf abgetrocknet ist, führt dies dazu, daß die betonerten (eingefärbten) Bereiche der Papierbahn miteinander verkleben. Dies tritt besonders dann auf, wenn der darübergeschichtete Stapelanteil den tieferliegenden Bereich zusammenpreßt. Der in diesem Fall noch wirkende Lösungsmittelrest läßt den auf der Papierbahn haftenden Toner nur allmählich aushärten. Die noch mehr oder weniger teigige Konsistenz des Toners birgt die Gefahr in sich, daß die sich berührenden Tonerschichten miteinander verschmelzen. Dies muß unter allen Umständen vermieden werden, da sonst Fragmente des Informationsinhaltes des Aufzeichnungsträgers beim späteren Auffalten der zusammengeklebten Stapelblätter zerstört werden.
  • Bei den bekannten Fixierstationen wird um eine ungenügende (schwache) Fixierung unter allen Betriebsfällen sicher auszuschließen, die Sollkonzentration etwas oberhalb der optimalen Lösungsmittel Dampfkonzentration gewählt. Der Nachteil, daß bei den Betriebstemperaturen nahe der oberen Gerätespezifikationsgrenze oder auch bei intermittierendem Druckbetrieb mit kurzen Druck- und Pausenphasen das Zusammenkleben von Druckseiten auftritt, wird dabei bewußt in Kauf genommen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß bei allen Betriebsbedingungen eine optimale Fixierqualität erreicht wird, unabhängig von Schwankungen der Lösungsmittelkonzentration in der Fixierstation.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zur Erzielung einer gleichmäßigen Fixierqualität bei schwankenden Betriebsbedingungen (Einfärbungsgrad, Luftdruck, Papiertemperatur) eine Regelung der Einwirkzeit des Lösungsmitteldampfes auf den Aufzeichnungsträger durch Einstellung der Durchlaufstrecke des Aufzeichnungsträgers durch den Lösungsmitteldampfbehälter erfolgt.
  • Infolge der Trägheit der Lösungsmitteldampferzeugung ändert sich die Lösungsmitteldampfkonzentration relativ langsam und paßt sich nicht immer ausreichend schnell den wechselnden Gegebenheiten an. Bei hohen Druckgeschwindigkeiten wie sie für nichtmechanische Schnelldrukker die nach dem Prinzip der Elektrofotografie arbeiten typisch sind, wirkt sich dieses Problem verstärkt aus. Oadurch, daß die Einwirkzeit des Lösungsmitteldampfes auf den Aufzeichnungsträger über die Durchlaufstrecke geregelt wird, ergibt sich eine schnelle und unproblematische Möglichkeit, Abweichungen der Lösungsmitteldampfkonzentration schnell ausgleichen zu können.
  • Bei einer vorteilhaften Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind zur Einstellung der Einwirkzeit des Lösungsmitteldampfes auf den Aufzeichnungsträger die Führungsmittel über eine elektromotorische Einrichtung derart in ihrer Position innerhalb des Behälters verschieblich angeordnet, daß eine Veränderung der Position der Führungsmittel eine Veränderung der Durchlaufstrecke des Aufzeichnungsträgers durch den Behälter bewirken.
  • Der in bekannter Weise einseitig offene Behälter zur Aufnahme des LösungsmitteldampfdK' weist an seiner Oberseite und im Bodenbereicb' Umlenkeinrichtungen für den Aufzeichnungsträger auf. Die untere Umlenkeinrichtung ist dabei innerhalb desselben Behälters über die elektromotorische Einrichtung parallel zu den Längsseiten des Behälters bewegbar angeordnet.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden beispielsweise näher beschrieben. Es zeigen
    • FIG 1 eine schematische Blockdarstellung einer Anordnung zum Fixieren von Tonerbildern in einer nach dem Prinzip der Elektrofotografie arbeitenden Druckeinrichtung,
    • FIG 2 eine schematische Darstellung eines in der Anordnung verwendeten Servoantriebes,
    • FIG 3 bis FIG 5 verschiedene Beschleunigungs-und Verzögerungskurven bei verschiedenen Fahrwegen der Umlenkeinrichtung gemäß FIG 1.
  • In einer hier nicht im einzelnen dargestellten nach dem Prinzip der Elektrofotografie arbeitenden Druckeinrichtung wird wie in der DE-PS 28 38 864 näher beschrieben ein mit Toner eingefärbter Aufzeichnungsträger AT über Umlenkwalzen U1, U2, U3 durch einen Lösungsmitteldampf L enthaltenen Behälter BH geführt und damit das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsträger AT fixiert. Der Behälter BH ist tief ausgeführt und ist nur an seiner Oberseite OS offen. In seinem unteren Bereich US erfolgt die Fixierung des Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsträger AT. In diesem Bereich US hat der Lösungsmitteldampf eine derartige Konzentration, daß das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsträger AT angeschmolzen wird und in den Aufzeichnungsträger eindringen kann. Dieser Bereich wird Fixierbereich genannt. Dem Fixierbereich US wird der Lösungsmitteldampf zugeführt. Dies erfolgt im Ausführungsbeispiel dadurch, daß in den Behälter BH Lösungsmittel durch ein Rohr RO zugeleitet wird. An der Unterseite SS des Behälters BH kann dann eine Heizeinrichtung HE z.B. eine Heizspirale, angeordnet sein, durch die das Lösungsmittel erwärmt wird und in Dampfform übergeführt wird. Zur Messung der Dampfkonzentration im Fixierbereich US muß ein Dampfsensor DS vorgesehen sein, der auf bekannte Weise aufgebaut sein kann.
  • Um die Fixierung des Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsträger AT zu ermöglichen, muß dieser mit den Tonerbildern durch den Fixierbereich US hindurchgeführt werden. Dazu ist im Fixierbereich des Behälters BH eine untere Umlenkeinrichtung - im Ausführungsbeispiel eine Walze U3 - vorgesehen. Um diese untere Umlenkeinrichtung U3 wird der Aufzeichnungsträger AT so herumgeführt, daß die betonerte Seite von der unteren Umlenkeinrichtung abgewandt ist. Der Aufzeichnungsträger AT wird dabei schlaufenförmig durch den Behälter geführt. Er kommt von der offenen Oberseite OS des Behälters BH, gelangt zur unteren Umlenkeinrichtung U3 und wird wieder zur Oberseite des Behälters zurückgeführt.
  • - Um ein Entweichen des Lösungsmitteldampfes aus dem Fixierbereich US zu verhindern, sind oberhalb des Fixierbereiches US in der Behälterwandung Kühlschlangen KL angeordnet. Der Lösungsmitfeldampf, der aus dem Fixierbereich tJS austritt kommt in eine abgekühlte Zone, wo er kondensiert. Zur Unterstützung dieses Vorganges ist es zweckmäßig ein Lösungsmittel zu verwenden, daß in Dampfform spezifisch schwerer ist als Luft. Es wird darauf hingewiesen, daß die Dampfkonzentration beim Übergang vom Fixierbereich US zum abgekühlten Bereich nicht schlagartig abnimmt, sondern nur allmählich. Jedoch ist die Dampfkonzentration nur im Fixierbereich US so groß, daß ein Fixieren des Toners auf dem Aufzeichnungsträger AT möglich ist.
  • Mit Hilfe einer elektromotorischen Antriebseinrichtung M kann die untere Umlenkwalze U3 über Führungsmittel S, die z.B. ein Bestandteil eines Seilantriebes sein können, entlang den Behälterwänden in den Behälter verschoben werden. Damit läßt sich die tatsächliche Fixierstrecke FS im Fixierbereich US einstellen.
  • Bei angenommener konstanter Durchlaufgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers AT durch den Behälter BH wird durch Veränderung der Fixierstrecke FS die Einwirkungszeit des Lösungsmitteldampfes L auf den Aufzeichnungsträger verändert. Unterschiedliche Eintauchtiefen der Umlenkwalze U3 haben damit unterschiedliche Einwirkungszeiten des Lösungsmitteldampfes L zur Folge.
  • Zur Regelung der Fixierqualität sind nun im wesentlichen zwei Regelkreise vorgesehen. Ein erster Regelkreis regelt die Dampfkonzentration im Behälter BH in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen. Zu diesem Zwecke ist ein Sensor für den Luftdruck SL und ein Sensor für Papiertemperatur SP angeordnet, deren Ausgangssignale von einer mikroprozessorgesteuerten Recheneinheit RS erfaßt werden, die in üblicherweise aufgebaut ist. Die mikroprozessorgesteuerte Recheneinheit RS erfaßt noch zusätzlich einen einstellbaren manuellen Korrekturwert MK, der z.B. über eine hier nicht dargestellte Steuerungstastatur eingegeben werden kann. Zusätzlich noch steht die Recheneinheit RS mit der eigentlichen Gerätesteuerung GS in Verbindung über die z.B. der Druckerstatus (Druckbetrieb, Ruhebetrieb etc.) übermittelt wird.
  • Aus sämtlichen so erfaßten Werten errechnet die Recheneinheit die optimale Lösungsmittelkonzentration im Behälter BH für einen spezifischen Aufzeichnungsträger. Dieser Rechenwert dient als Sollwert für einen weiteren Differenzrechner DF, der ebenfalls in üblicher Weise aufgebaut ist und der einerseits den von der Recheneinheit RS errechneten Sollwert erfaßt, andererseits den von einem Dampfsensor DS gelieferten Ist-Wert der über einen Wandler W in eine entsprechend angepaßte Signalfolge umgesetzt wird. Dieser Differenzrechner DF errechnet aus dem Soll-Wert und dem Ist-Wert durch Differenzbildung die zur Erzielung der optimalen Lösungsmitteldampfkonzentration erforderliche Lösungsmittelfördermenge und regelt die Zufuhr dieser Lösungsmittelfördermenge über ein Absperrventil AS.
  • Die Regelung der Dampfkonzentration in der beschriebenen Weise ist allgemein bekannt und wird z.B. in der DE-PS 31 11 970 näher beschrieben.
  • Das Regelsystem für die Dampfkonzentration ist nun derart ergänzt, daß die Differenzbildung aus Soll- und Ist-Konzentration nicht nur für die Nachfördermenge des Lösungsmittels, sondern zusätzlich noch für die Korrektur der neuen Fixierstrecke FS ausgewertet wird. Je nach Unter-oder Überkonzentration führt eine Stelleinrichtung die untere Umlenkwalze U3 in die hierfür vorprogrammierte position. Zu diesem Zwecke wird die durch Differenzbildung aus Soll- und Ist-Wert der Dampfkonzentration ermittelte Regelabweichung des Regelkreises einem weiteren Regelkreis für die Fixierstrecke FS zugeführt. Dieser weitere Regelkreis enthält eine mikroprozessorgesteuerte Recheneinheit RF zur Errechnung der Fixierstrecke FS, deren Funktion ebenfalls grundsätzlich von der Gerätesteuerung GS überwacht wird und die in üblicher Weise aufgebaut ist. Aus der Regelabweichung errechnet die Recheneinheit RF für die Fixierstrecke die zur Beibehaltung einer konstanten Qualität erforderliche Korrektur der Einwirkzeit des Lösungsmitteldampfes auf den Aufzeichnungsträger und damit die erforderliche Korrektur der Fixierstrecke FS.
  • Im einfachsten Fall geschieht gemäß FIG 2 die erforderliche Positionierung der unteren Umlenkwalze U3 durch einen Antriebsmotor M, welche an den Ausgang eines Leistungsoperationsverstärkers OV geschaltet ist. Die an den Operationsverstärker OV angelegte Steuerspannung SV gibt den Soll-Wert vor und wird über entsprechende Wandler von der Recheneinheit für die Fixierstrecke RF festgelegt. Ein an die Motorwelle mechanisch gekoppelter Weggeberpotentiometer WG liefert den Ist-Wert an den Operationsverstärker OV. Bei genügend großer Spannungsdifferenz regelt der Operationsverstärker den Antriebsmotor M nach. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt eine Analogregelung. Es ist jedoch auch möglich wie später beschrieben, anstelle der Servomotoren Schrittmotoren zu verwenden, die digital angesteuert werden.
  • Der zusätzliche Regelkreis für die Fixierstrecke verändert die Länge der Papierschlaufe im Dampfbereich immer auf den idealen ArbeitsPunkt. Kritischer Druckbetrieb z.B kurz intermittierender Druckbetrieb, hohe Umgebungstemperaturen, Hochlagenaufstellung (über 1500 m über Normalnull) oder Verwendung von Sonderpapieren können auf diese Weise mit hoher Qualitätskonstanz bewältigt werden.
  • Ein in den Regelkreis eingefügter Anfahr- und Bremsregler AB, der mit einem entsprechenden Digital-Analog-Wandler DA zusammenwirkt, soll ein weiches Hochlaufen und Stoppen des Antriebsmotores M für die untere Umlenkrolle U3 sichern. Die Gefahr, daß der Aufzeichnungsträger AT durch spontane Veränderung der Schlaufengröße abreißt, weil entweder kurzzeitig eine Lose im Aufzeichnungsträger oder ein Anfahrruck auftritt, wird damit verhindert. Ein derartiger ruckartiger Betrieb hätte unter Umständen eine verzerrte Abbildung der umzudruckenden Zeile zur Folge.
  • Probleme dieser Art sind auch aus der EP-A2-01 15 866 unter der Bezeichnung "Wischdruck" bekannt.
  • Der Anfahr- und Bremsregler AB kann ein als Tiefpaß wirkendes Filter sein, so daß sprunghafte Änderungen vom Ausgang des D/A-Wandlers gedämpft weitergegeben werden. Dadurch ergibt sich ein weicher Hochlauf des Servomotors. Der weiche Bremsvorgang ergibt sich bei Annäherung an die Zielposition durch Abnahme der Spannungsdifferenz (Steuerspannung-Weggeberspannung) an den Eingängen des Operationsverstärkers automatisch.
  • Mit Einsatz eines Schrittmotors als elektromotorische Einrichtung M mit zugeordneten digitalen Positionsgeber WG gemäß FIG 1 ist es zweckmäßig, die gesamte Fahrstrecke FW der Umlenkwalze U3 programmgeführt über ein Mikroprozessor CPU zu steuern. Dazu wird in einem Speicher ROM die optimale Beschleunigungskurve BK bzw. Verzögerungskurve VK (FIG 3 - FIG 5) programmiert. Die Speicherzellen F1-F8 enthalten feingestuft digitale Informationen, welche die Drehzahlen, bzw. die Schrittfrequenzen SF z.B. F1 = 1, F8 = 8 bestimmen.
  • Beim Beschleunigen BS werden die Speicherzellen F1 ... F8 aufeinanderfolgend mit steigenden Schrittfrequenzen 1 - 8 bis zum Maximalwert abgefragt. Während des Verzögerns VS geschieht dies in umgekehrter Reihenfolge (siehe FIG 3). Ist der Fahrweg FW kleiner als die doppelte Beschleunigungsstrecke BS, wird das Hochzählen der Speicherzellen F1-F8 bei halben Fahrweg F4 unterbrochen und wieder umgekehrt. Die höchstmögliche Schrittfrequenz SF wird dann nicht erreicht (siehe FIG 4). Die maximale Schrittfrequenz SF = 8, Speicherzelle F8 wird also nur dann erreicht, wenn die Fahrstrecke FW mindestens so groß ist wie die zweifache Beschleunigungsstrecke BS. Ist die Fahrstrecke TW größer als die doppelte Beschleunigungsstrecke BS wird die maximale Schrittfrequenz (Speicherzelle F8) bis zum Beginn der gleichlangen Verzögerungskurve VS beibehalten (Strecke konstanter Geschwindigkeit KS).
  • Der in gleichlange Intervalle AFW, 1-16 aufgeteilte Fahrweg FW der Umlenkwalze U3 wird also in je zwei Teilstrecken gleich großer Intervallzahl AFW geteilt. Die erste Strecke ist die Beschleunigungsstrecke BS, die zweite Strecke VS verzögert die Geschwindigkeit wieder. Ist die Intervallzahl AFW, 1-16 jedoch größer als die doppelte Speicherzellenzahl F1-F8, oder bleibt als Teilungsrest 1 fährt die Umlenkwalze U3 in diesen Abschnitt KS zwischen Beschleunigungskurve BS und Verzögerungskurve VS mit konstanter Geschwindigkeit (siehe FIG 5). STOP bezeichnet dabei den Ruhezustand der Umlenkwalze vor und nach der Bewegung.

Claims (8)

1. Verfahren zur Fixierung von auf einem bandförmigen Aufzeichnungsträger (AT) angeordneten Tonerbildern mit Hilfe von Lösungsmitteldampf (L), bei dem der Aufzeichnungsträger (AT) über Führungsmittel (U1, U2, U3) durch einen Lösungsmitteldampf (L) enthaltenden Behälter (BH) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer gleichmäßigen Fixierqualität bei schwankenden Betriebsbedingungen wie Tonerkonzentration, Luftdruck, Papiertemperatur eine Regelung der Einwirkzeit des Lösungsmitteldampfes (L) auf den Aufzeichnungsträger (AT) durch Einstellung der Durchlaufstrecke (FS) des Aufzeichnungsträgers (AT) durch den Fixierbereich (US) des Behälters (BH) erfolgt.
2. Anordnung zur Fixierung von auf einem bandförmigen Aufzeichnungsträger (AT) aufgebrachten Tonerbildern mit Hilfe von Lösungsmitteldampf (L), bei der der Aufzeichnungsträger (AT) über Führungsmittel (U1, U2, U3) durch einen Lösungsmitteldampf (L) enthaltenden Behälter geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Einwirkzeit des Lösungsmitteldampfes (L) auf den Aufzeichnungsträger (AT) die Führungsmittel (U3) derart in ihrer Position innerhalb des Behälters (BH) verschieblich angeordnet sind, daß eine Veränderung der Position der Führungsmittel (U3) über eine elektromotorische Einrichtung (M) eine Veränderung der Durchlaufstrecke (FS) des Aufzeichnungsträgers durch den Fixierbereich (US) des Behälters (BH) bewirkt.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der an sich bekannte einseitig offene Behälter (BH) an seiner Oberseite (OS) und im Bodenbereich (SS) Umlenkeinrichtungen (U1, U2, U3) für den Aufzeichnungsträger aufweist, wobei die untere Umlenkeinrichtung (U3) über die elektromotorische Einrichtung (M) in dem Behälter (BH) parallel zu dessen Längsseiten bewegbar angeordnet ist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Regelanordnung mit einem ersten die Lösungsmittelkonzentration durch Zufuhr von Lösungsmittel (L) regelnden Regelkreis (RS, W, DF) und einem weiteren die Einwirkzeit des Lösungsmitteldampfes (L) auf den Aufzeichnungsträger (AT) durch Veränderung der Durchlaufstrecke (FS) des Aufzeichnungsträgers (AT) durch den Fixierbereich (US) des Behälters (BH) regelnden Regelkreis (RF, DA, AB, OV).
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Differenzbildung (DF) aus einem der aktuellen Lösungsmittelkonzentration (L) entsprechendem Ist-Signal (W) und einem unter Berücksichtigung der Betriebsbedingungen (Luftdruck SL, Papiertemperatur SP) errechneten Soll-Signal (RS) gebildete Regelabweichung des ersten Regelkreises dem weiteren Regelkreis zugeführt wird, wobei der weitere Regelkreis eine Recheneinrichtung (RF) aufweist, die die erforderliche Veränderung der Fixierstrekke (FS) errechnet und in Abhängigkeit davon eine Stelleinrichtung (DA, OV, M) einstellt.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung einen mit der elektromotorischen Einrichtung (M) gekoppelten Positionsgeber (WG) aufweist und daß ein Operationsverstärker (OV) angeordnet ist, der in Abhängigkeit von einer aus der Regelabweichung abgeleiteten Steuerspannung (SV) und dem Ausgangssignal des als Weggeberpotentiometer ausgebildeten Positionsgeber (WG) die elektromotorische Einrichtung (M) einstellt.
7. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromotorische Einrichtung (M) einen Schrittmotor mit zugeordnetem digitalem Positionsgeber (WG) aufweist.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung als programmgesteuerte Anordnung ausgebildet ist, die einen Speicher (ROM) zur Aufnahme der Beschleunigungs- und der Verzögerungswerte für die Bewegung der Umlenkeinrichtung (U3) aufweist.
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