EP0593813B1 - Elektrografisches Druck- oder Kopiergerät mit einer Thermofixierstation und einer Anordnung zum programmgesteuerten Einstellen von Betriebsparametern der Thermofixierstation - Google Patents

Elektrografisches Druck- oder Kopiergerät mit einer Thermofixierstation und einer Anordnung zum programmgesteuerten Einstellen von Betriebsparametern der Thermofixierstation Download PDF

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EP0593813B1 EP19920118108 EP92118108A EP0593813B1 EP 0593813 B1 EP0593813 B1 EP 0593813B1 EP 19920118108 EP19920118108 EP 19920118108 EP 92118108 A EP92118108 A EP 92118108A EP 0593813 B1 EP0593813 B1 EP 0593813B1
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EP
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fixing
arrangement
menu
input
paper
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Walter Dipl.-Ing. Kopp (Fh)
Hans Dipl.-Ing. Winter
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Wincor Nixdorf International GmbH
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    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2064Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat combined with pressure
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    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2017Structural details of the fixing unit in general, e.g. cooling means, heat shielding means
    • G03G15/2021Plurality of separate fixing and/or cooling areas or units, two step fixing

Definitions

  • the invention relates to an electrographic printing or copying device with a heat-setting station and an arrangement for program-controlled setting of operating parameters of the fixing station.
  • Such a device is known for example from the abstract of JP-A-2062574.
  • heat-fixing devices are used in electrographic printing or copying machines which work according to the electrophotographic, ionographic or magnetographic principle, which have a preheating saddle with a downstream fixing zone comprising a heated fixing roller and a pressure roller.
  • Such heat fixing devices are e.g. known from US-A-4 147 922 or JP Abstract Vol. 13, No. 120, March 24, 1989 (JP-A-63-292177).
  • the print quality of such devices depends crucially on the fixing quality that can be achieved with the fixing station.
  • the fusing quality depends on the various operating parameters of the fusing station. These are e.g. the fixing energy supplied to the recording medium and the negative pressure with which the recording medium is braked and pressed against the preheating caliper.
  • the fixing energy supplied is of particular importance. It must not be too big and not too fast are fed to the record carrier, because otherwise the record carrier is stressed too much and permanent deformations interfere with the paper postprocessing. On the other hand, the fixing energy must be so high that the loose toner images are securely connected to the recording medium. It is therefore beneficial to regulate the fixing energy to be supplied.
  • the fixing quality depends crucially on the characteristics of the recording medium. These characteristics are in particular the paper basis weight and other data describing the structure and properties of the paper or other recording media, e.g. Variety labeling data.
  • the fusing quality depends particularly on the paper basis weight if a very large paper basis weight spectrum has to be processed, e.g. in a range from 60 gr / qm to 160 gr / qm. In general, the larger the paper basis weight, the worse the fixing quality becomes with otherwise the same paper parameters.
  • the paper In order to achieve a good connection of the toner image to the paper fiber structure, the paper must be heated to a temperature in the range of the melting temperature of the toner images, which is in a range of approximately 90 to 110 °, before it passes through the fixing gap of the fixing station.
  • the preheating of the paper is achieved when using paper webs by pulling the paper web over a heated preheating saddle. The so reaching paper temperature at the outlet of the saddle is thus dependent on the temperature of the heated saddle and the time during which the paper is exposed to the saddle temperature.
  • the melting temperature can essentially only be achieved by increasing the saddle temperature with otherwise the same geometrical dimensions of the saddle.
  • the toner image on the preheated paper web is firmly connected to the paper surface structure of the paper web under pressure and heat.
  • the heat flows from the hotter fixing roller at a temperature of about 180 to 220 ° to the toner image, which melts in the border area to the paper surface and from there to the preheated paper web. Preheating the paper web is necessary because otherwise too much heat would be removed from the fixing gap by the paper web.
  • the paper has a larger paper basis weight and thus a larger mass, more heat must flow in order to achieve a constant contact temperature between the toner image and the paper. This in turn requires an increase in the fuser roll temperature.
  • the preheating saddle e.g. can consist of a preheating saddle and an actual heating saddle and adjust the fixing roller depending on the paper basis weight.
  • Continuous paper printers in particular must be able to process an extremely wide range of papers with a wide variety of paper properties, e.g. with a paper basis weight of 50 gr / sqm to 160 gr / sqm, coated and uncoated papers, recycled papers, plastic-coated papers, long-fiber and short-fiber papers, etc.
  • paper types with new properties come onto the market every year that are processed by the printers without hardware changes Need to become.
  • the paper In the case of data printers which work at very high printing speeds, in order to achieve an acceptable fixing quality, the paper must be preheated before the fixing gap is reached.
  • the paper web is usually preheated via the back of the paper web by running it over a heated, temperature-controlled preheating saddle with good thermal contact. Then the actual one takes place Fixing the toner images on the paper web in the fixing nip by means of pressure and heat, the heat starting from the fixing roller being fed directly to the toner image.
  • the aim of the invention is therefore to provide an electrographic printing or copying device with a heat-setting station and an arrangement for program-controlled setting of operating parameters of the fixing station, which enables the user to easily set the operating parameters.
  • Another object of the invention is to design the setting so that the fixing qualities do not deteriorate as a result of the setting process.
  • a constant fixing quality is guaranteed by a program-controlled setting of the operating parameters depending on the characteristics of the recording medium.
  • This setting is simplified for the user in that he can enter the characteristic data and select fixing levels via a control panel.
  • the coupling of the setting parameters of the fixing station enables easy selection and setting without the fixing quality deteriorating by entering an unfavorable setting parameter combination.
  • the input of recording medium-specific characteristic data and the selection of the corresponding fixing levels is made considerably easier by a menu control.
  • the operator is presented on the control panel with a menu of the various adjustable fixing levels and the paper data to be entered, in particular the weight per unit area.
  • An electrophotographic printing device for printing on continuous paper contains a heat fixing device shown schematically in FIG. 1.
  • the heat fixing device is designed as a thermal pressure fixing device. It contains a heating roller 11 which is heated by radiators 10 and a pressure roller 12 which can be pivoted to and from the heating roller 11 by an electric motor.
  • the heating roller consists of an aluminum cylinder with a heat-resistant coating arranged thereon, the pressure roller likewise consists of an aluminum cylinder with a silicone coating.
  • the heating roller 11 is driven by an electric motor.
  • the heating roller 11 is assigned an oiling device 13 for applying separating oil to the heating roller.
  • a heated preheating saddle 15 with associated vacuum brake 16 is arranged upstream of the rollers in the direction of recording medium transport, which serves to preheat a recording medium 17 designed as continuous paper and to supply it to the actual fixing gap between the rollers 11 and 12 in the preheated state. Braked by the vacuum brake 16 and driven by the rollers, the recording medium 17 is guided tightly over the preheating caliper 15. A loose toner image on the recording medium is preheated on the preheating saddle 15 and fixed between the rollers 11 and 12 by heat and pressure.
  • a cooling device 18 arranged downstream of the rollers 11 and 12 in the paper running direction ensures cooling of the heated paper.
  • the cooling device 18 contains a cooling surface 19 provided with openings, which is swept by the recording medium 17, with cold air supplied via an air supply channel 20 flowing out of the openings and a cooling air cushion being created under the recording medium 17.
  • air is blown onto the concrete side of the recording medium via an opposite profile.
  • the continuous paper 17 is preheated via a preheating saddle 15 which consists of two heated saddles connected in series, namely a stationary preheating saddle 21 and a heating saddle 23 which can be pivoted about a pivot point 22.
  • the preheating saddle 21 and heating saddle 23 form two separate heating zones when viewed in the direction of paper travel .
  • the entire preheating section has a length of approximately 500 to 700 mm.
  • the paper 17 slides during preheating with its toner-free side on sliding surfaces 24 of the preheating saddle 21 or heating saddle 23.
  • the sliding surfaces or the saddles are curved with a curvature radius which in the example shown is 700 mm. Due to the curvature of the sliding surfaces in connection with the train through the rollers 11 and 12 and the braking by the vacuum brake 16, a force component acts over the entire length of the saddle, which presses the paper 17 against the sliding surfaces 24; thereby promoted.
  • the saddles 21 and 23 have elongated depressions 25 which extend transversely to the paper running direction and extend over the entire width of the saddles. They are connected to a vacuum channel 27 (FIG. 1) by lateral bores 26.
  • the vacuum channel runs below the saddles and is equipped with a vacuum generating device, e.g. a pump. Due to the negative pressure, the recording medium (paper) is sucked onto the sliding surfaces 24 of the saddles and the water vapor released by the preheating is sucked out.
  • a vacuum generating device e.g. a pump. Due to the negative pressure, the recording medium (paper) is sucked onto the sliding surfaces 24 of the saddles and the water vapor released by the preheating is sucked out.
  • the saddles 21 and 23 are heated by electrical resistance elements in the form of interchangeably arranged ones Heating cartridges 28.
  • the saddles 21 and 23 have through bores 29. These holes enable the replacement of each individual heating cartridge 28 in the event of a defect.
  • the saddles 21 and 23 can thus be produced inexpensively from an extruded aluminum profile.
  • each saddle 21 or 23 is divided into three heating zones 30/1, 30/2 and 30/3 transversely to the direction of paper travel (FIG. 2).
  • These transverse heating zones 30/1 to 30/3 are used to adapt the saddles to different recording medium widths.
  • the first heating zone 30/1 is delimited on one side by the fixed paper running edge 31.
  • This heating zone 30/1 is as wide as the minimum width of the recording medium.
  • the remaining area of the saddles up to the maximum recording medium width is divided into the equally wide heating zones 30/2 and 30/3.
  • Each of the transverse heating zones 30/1 to 30/3 has a temperature sensor 32/1 to 32/3 for regulating the heating zones. It is located approximately in the middle of the respective heating zones across the paper running direction.
  • the sensor position When viewed in the paper travel direction, the sensor position is selected so that the same temperature can be controlled both in the standby state of the printing device (standby) and in the printing mode itself. This simplifies the temperature control.
  • the control temperature and the position of the sensors 32/1 to 32/3 are selected so that the paper temperature at the end of the saddle is just as high during the starting phase as during a longer printing phase.
  • the area from the middle to the last third of the saddles has proven to be a favorable sensor position.
  • the heating zones 30/1 to 30/3 are generated by the arrangement of the heating cartridges 28 in the bores 29.
  • a cartridge for the two outer heating zones 30/1 and 30/3 is inserted into the first hole of a saddle in the direction of paper travel.
  • a heating cartridge 29 for the middle zone 30/2 is inserted into the second hole.
  • the third hole is equipped like the first, etc. There are therefore six heating cartridges 28 in each heating zone 30/1 to 30/3.
  • the surface temperature of the saddles and thus the temperature of the recording medium are controlled with the aid of a control arrangement as shown in FIG. 3.
  • the control arrangement contains an actuator 33, for example in the form of individual relays for coupling the heating cartridges 28 to a power supply unit 34.
  • the control element 35 is connected downstream of the control element 35 with the heating cartridges 28.
  • the actual temperature is detected by the temperature sensors 32/1 to 32/3 and converted into an electrical control signal by the sensors and amplified in a subsequent amplifier 37.
  • a microprocessor-controlled control device 39 coupled to the amplifier 37 compares the actual temperature with a predefinable target temperature TS and regulates the target temperature as a function of the control deviation.
  • the control device contains an analog-digital converter 40 with the associated program-controlled two-point controller 41.
  • the microprocessor-controlled control arrangement 39 is also coupled to the controller 42 of the printing device, which has an arrangement described below for program-controlled setting of operating parameters of the fuser station.
  • the control arrangement shown in FIG. 3 can be part of the program-controlled setting arrangement for the operating parameters of the fixing station. It is used specifically to regulate the Temperature at the preheating saddle. It is regulated to a target temperature TS, which is referred to below as a control target value.
  • the setpoint temperature at the preheating saddle is the temperature at which the paper leaves the preheating saddle or the entry temperature of the paper into the fixing nip between fixing roller 11 and pressure roller 12.
  • An additional low-voltage power supply unit 44 which is coupled to the actual power supply unit 34, provides the power supply the device control and thus the microprocessor-controlled control device 39.
  • the microprocessor-controlled control arrangement 39 switches the heating cartridges on to the phases of the three-phase network of the power supply unit 34 via the actuator 33. After reaching the target temperature, they are separated from the mains again via the actuator 33. After starting the printing operation, depending on the paper temperature, the paper basis weight, the printing speed and the surface quality of the paper and the width of the paper, heat is removed from the preheating saddle 15 via the paper.
  • This influence of disturbance is symbolically represented in the control circuit of FIG. 3 as disturbance SG.
  • the actual temperature resulting depending on the deduction of the disturbance variable is detected by the temperature sensors 32/1 to 32/3 and supplied to the microprocessor-controlled control arrangement 39 in the form of electrical signals. This activates the actuator 33 in a corresponding manner until the predetermined target temperature is reached again.
  • control arrangement of FIG. 3 for regulating the temperature on the preheating saddle and on the heating saddle of the fixing station is part of an arrangement for program-controlled setting of operating parameters of the fixing station, as shown in FIG.
  • the operating parameters of the fusing station are the fusing energy which is fed to the recording medium during the fusing process via the preheating caliper 15 and the fusing roller 11, and the negative pressure in the area of the paper brake 16 and the preheating caliper 15.
  • This negative pressure in the paper brake 16 and in the negative pressure duct 27 can be adjusted via a vacuum generating device in the form of a blower with associated control valve. The negative pressure is detected by means of corresponding commercially available negative pressure sensors.
  • the arrangements shown schematically in FIGS. 4, 6 and 7 are used for program-controlled setting of the operating parameters of the fixing station. These are, for example the fixing energy transferred to the recording medium and the negative pressure in the paper brake 16 and on the preheating caliper 15, but also operating parameters such as printing speed, printing operation in general, standby mode etc.
  • the setting of the operating parameter "fixing energy” takes place in fixing stages, with each fixing stage having a specific combination of setting parameters on units of the fixing station, namely temperature on the preheating saddle 21, temperature on the heating saddle 23 and temperature on the fixing roller 11 are assigned. Further setting parameters are, for example, the electrical control values for determining the negative pressure via the negative pressure generating device.
  • control setpoints are assigned control setpoints as a function of characteristic data specific to the recording medium, such as paper basis weight, paper type or other data characterizing the structure of the recording medium.
  • control setpoints are, for example, calculated setpoints for temperature and vacuum, via which a control arrangement (for example FIG. 6 in the case of temperature control of the preheating saddle 15) then regulates the operating parameters “fixing energy” and “vacuum”.
  • the characteristic data specific to the recording medium must be recorded and supplied to the arrangement in the form of electrical signals, and on the other hand a separate selection of the fixing stages itself is provided.
  • the fixing energy to be supplied to the recording medium depends on the one hand on the characteristic data specific to the recording medium, in particular the paper basis weight, which can be automatically recorded or entered.
  • the amount of heat input i.e. the fixing energy to the front and back of the paper web can be easily selected for the user without the fixing quality suffering because paper properties which determine the curvature of the paper web under the influence of temperature cannot be detected by sensors.
  • the operator is offered a control panel menu with several preprogrammed temperature combinations, the fixing levels, from the control panel 43, from which he can select specific fixing levels in order to achieve a minimum of paper curvature.
  • the setting parameter combination and thus the setting temperature on the preheating saddle, heating saddle and fixing roller is chosen so that the fixing quality as such is not influenced, but rather that there is essentially an influence on the type of supply of the fixing energy to the recording medium. This prevents a choice of the setting parameters, in this case the temperatures on the preheating saddle and the fixing roller, from having a warp-compensating effect, but from worsening the fixing quality overall.
  • further fusing levels i.e. To provide temperature combination levels, it is possible to additionally enter these in the user menu via the additional input arrangement 45 using a PC or also via the control panel keyboard in a corresponding MENU level.
  • the fixing levels are entered in the control panel 43 by calling up a "fixing levels" menu.
  • the control panel 43 contains a known microprocessor-controlled arrangement for operator guidance in the form of menus.
  • the input is then made by selecting from fixing levels, which are identified by "min”, “low”, “normal”, “high” and “max”.
  • fixing levels which are identified by "min”, “low”, “normal”, “high” and "max”.
  • the setting parameters “temperature” on preheating saddle 21, heating saddle 23 and fixing roller 11 are thereby determined and determined with their temperature values.
  • the setting level "normal” is assigned a setting parameter combination with associated temperature combinations of 220 ° for the fixing roller, 100 ° for the heating saddle and 60 ° for the preheating saddle.
  • the other assignments can be found in the table in FIG. 5.
  • the arrangement shown in FIG. 6 is provided in order to determine the control setpoints for the units of the fixing station on the basis of the characteristic data specific to the recording medium and the fixing levels, and thus to control the operating parameters such as fixing energy and vacuum.
  • It contains an evaluation arrangement 48 assigned to the controller 42 with a memory field 49, a computing unit 50 and working memory 51/1, 51/2.
  • the memory field 49 has memory cell combinations which can be called up via the control panel 43 and are designated by "min”, “low”, “normal”, “high”, “max” and “variable” in accordance with the number of fixation levels which can be selected.
  • the storage cell combination "normal" in the storage cell 49/1 contains a value characterizing the fixing roller temperature 220 °, the storage cell 49/2 a value characterizing the heating saddle temperature of 100 ° and the storage cell 49/3 a characterizing the preheating saddle temperature of 60 ° Value.
  • the memory field 49 contains memory cell combinations marked P1 to P3, which are assigned the setting parameters assigned to the recording medium-specific characteristic data. In the exemplary embodiment shown, these are the paper weight and the negative pressure.
  • Each of the memory cell combinations P1 to P3 is assigned two memory cells 49/4 and 49/5, which are used to hold data characterizing the setting parameters "paper basis weight" and "negative pressure".
  • the memory cell combination P1 in the memory cell 49/4 contains the value 0.8 corresponding to, for example, the paper basis weight 80 gr / m2 and in the memory cell 49/5 contains a value correspondingly the negative pressure to be set.
  • the stored values do not need to be values representing absolute values, rather it is sufficient to store relative values in relation to a normal setting.
  • the value 0.8 denotes a relative value of the paper basis weight of 0.8 based on a normal basis weight of 1. The same applies to the stored setting parameter values of the negative pressure.
  • the memory field 49 is coupled to an arithmetic unit 50, which in this case is designed as a multiplier and which serves to set control setpoints for the control arrangement from the values stored in the memory cells min, low, normal, max, variable or P1 to P3 Calculation of the operating parameters.
  • the values calculated in this way are then stored in working memories 51/1 and 51/2.
  • the working memory 51/1 is assigned to the operating parameter fixing energy and the working memory 51/2 to the operating parameter negative pressure.
  • the operating parameter "fixing energy" is controlled separately from the operating parameter "negative pressure”.
  • the working memory 51/1 contains three memory cells FIX, VOR, HEIZ for receiving the control setpoints for the fixing energy to be set.
  • the control setpoint assigned to the fixing roller 11 for the fixing roller temperature is stored in the memory cell FIX
  • the control setpoint assigned to the preheating saddle 21 for the preheating saddle temperature and the control setpoint assigned to the heating saddle 23 for the heating saddle temperature are stored in the memory cell VOR.
  • the working memory 51/2 contains a memory area for receiving a value corresponding to the negative pressure control setpoint to be set.
  • the memory cells of the working memory 51/1 stand with the one in FIG. 3 Control arrangement shown for controlling the fixing energy in conjunction, the working memory 51/2 for receiving the control setpoints for the vacuum with a vacuum control arrangement regulating the vacuum, which can be designed in accordance with a control arrangement as shown in FIG. 3.
  • the function of the program-controlled arrangement described is as follows: After the automatic insertion of the paper web into the printing device, the operator is offered menus for entering the paper basis weight (menu G) and menus for selecting the fixing levels (menu F). By automatically or manually entering the paper basis weight, a corresponding call of an assigned memory cell combination P1 to P3 takes place and a corresponding value characterizing the paper basis weight is fed to the computing unit 50, at the same time the working memory 51/1 is assigned the corresponding value for the vacuum control setpoint. The operator then selects the desired fixing level. It normally begins with the fixing level "normal", whereupon the memory content of the memory cell combination "normal" is also applied to the computing unit 50.
  • the control arrangement in FIG. 3 now controls the temperature in the fixing station in the manner described. If the operator already knows the recommended fusing level for a certain type of paper, he can choose a fusing level that deviates from normal in advance. However, it is also possible to select the fixing levels empirically depending on the fixing result. If, for example, warping occurs on the paper after it has passed through the fusing station, he selects a different fusing level, for example "low”, depending on the type of warping. This corrects the control setpoints Fixing roller, preheating saddle and heating saddle in a corresponding manner.
  • the program-controlled arrangement now also opens up the possibility of calling program flow menus, e.g. depending on the print jobs to be processed.
  • the called up print jobs are processed as a result of print jobs.
  • Different operating parameters of the fuser can now be assigned to each of these print jobs.
  • the first print job involves printing on thin paper, e.g. Data paper
  • the following second print job is printing data paper with forms of a predetermined size, the forms being called up electronically
  • the third printing job is printing data paper in landscape format, etc.
  • each program step for example each individual job, is assigned a special menu combination of submenus.
  • the menu combination can also contain other submenus (menu X, menu Y).
  • These menus can be called up in the following table, whereby the menus paper basis weight (menu G) and fuser level selection (menu F) can be part of the submenu class "Parameters”.
  • the arrangement contains, for example assigned to the control unit 43, the arrangement for generating a program sequence menu that is evident from FIG. 7 and is functionally superimposed on the arrangement of FIG. 6.
  • menu memory 52 for recording and displaying the callable submenus or for compiling the callable sequence menus, whereby the program sequence menu (menu J) can itself be a callable submenu.
  • a menu combination memory 53 is functionally coupled to the menu memory 52.
  • the menu combination memory 53 is assigned, depending on the program sequence menu called, memory areas in which submenu combinations assigned to the individual program steps are stored. In the case of the program sequence menu "Job" (menu J), the individual memory areas of the menu combination memory 53, job 1 to job 4, are assigned corresponding job-oriented menu combinations.
  • a menu working memory 54 Coupled with the menu combination memory 53 is a menu working memory 54, into which the menu sub-combination is read for processing when a job-oriented menu sub-combination is called up.
  • the submenus located in the menu working memory 54 are then called up and processed one after the other in a manner as has already been described in connection with the menus G and menus F.
  • the operator calls the Job submenu (menu J).
  • menu J Job submenu
  • these subcombinations are processed one after the other in print mode after calling up menu J, namely by entering a command via operating unit 43 for processing menu J.
  • Job-oriented the submenu combinations are retrieved from menu combination memory 53 and read into menu working memory 54 and processed from there.

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fixing For Electrophotography (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektrografisches Druck- oder Kopiergerät mit einer Thermofixierstation und einer Anordnung zum programmgesteuerten Einstellen von Betriebsparametern der Fixierstation.
  • Ein solches Gerät ist beispielsweise aus dem Abstract der JP-A- 2062574 bekannt.
  • Zum Thermodruckfixieren von Tonerbildern auf einem meist aus Papier bestehenden Aufzeichnungsträger werden in elektrografischen Druck- oder Kopiergeräten, die nach dem elektrofotografischen, dem ionografischen oder magnetografischen Prinzip arbeiten, Wärmefixiereinrichtungen verwendet, die einen Vorheizsattel mit nachgeschalteter Fixierzone aus beheizter Fixierwalze und Andruckwalze aufweisen.
  • Derartige Wärmefixiereinrichtungen sind z.B. aus der US-A-4 147 922 oder JP-Abstract Vol. 13, Nr. 120, März 24, 1989 (JP-A-63-292177) bekannt.
  • Es hat sich nun herausgestellt, daß die Druckqualität derartiger Geräte entscheidend von der mit der Fixierstation erzielbaren Fixierqualität abhängt. Die Fixierqualität wiederum ist abhängig von den verschiedensten Betriebsparametern der Fixierstation. Diese sind z.B. die dem Aufzeichnungsträger zugeführte Fixierenergie und der Unterdruck, mit dem der Aufzeichnungsträger abgebremst und gegen den Vorwärmsattel gedrückt wird.
  • Von besonderer Wichtigkeit ist dabei die zugeführte Fixierenergie. Sie darf nicht zu groß und nicht zu schnell dem Aufzeichnungsträger zugeführt werden, weil ansonsten der Aufzeichnungsträger zu stark gestreßt wird und bleibende Verformungen die Papiernachverarbeitung stören. Andererseits muß die Fixierenergie so hoch sein, daß sich die losen Tonerbilder sicher mit dem Aufzeichnungsträger verbinden. Es ist deshalb günstig die zuzuführende Fixierenergie zu regeln.
  • Es hat sich nun weiterhin herausgestellt, daß die Fixierqualität entscheidend von den Kenndaten des Aufzeichnungsträgers abhängt. Diese Kenndaten sind insbesondere das Papierflächengewicht und andere die Struktur und die Eigenschaften des Papieres oder anderer Aufzeichnungsträger beschreibender Daten, z.B. Sortenkennzeichnungsdaten.
  • Die Fixierqualität hängt insbesondere dann entscheidend vom Papierflächengewicht ab, wenn ein sehr großes Papierflächengewichtsspektrum verarbeitet werden muß, z.B. in einem Bereich von 60 gr/qm bis 160 gr/qm. Dabei gilt generell je größer das Papierflächengewicht ist, um so schlechter wird bei sonst gleichen Papierparametern die Fixierqualität.
  • Um eine gute Verbindung des Tonerbildes mit der Papierfaserstruktur zu erreichen, muß das Papier bevor es den Fixierspalt der Fixierstation durchläuft, auf eine im Bereich der Anschmelztemperatur der Tonerbilder liegende Temperatur erwärmt werden, die in einem Bereich von etwa 90 bis 110° liegt. Das Vorwärmen des Papiers wird bei der Verwendung von Papierbahnen dadurch erreicht, daß man die Papierbahn über einen beheizten Vorwärmsattel zieht. Die so er reichende Papiertemperatur am Ausgang des Sattels ist damit abhängig von der Temperatur des beheizten Sattels und der Zeit, während der das Papier der Satteltemperatur ausgesetzt ist.
  • Wird Papier bedruckt, welches ein größeres Papierflächengewicht und somit auch ein größeres Volumen und damit mehr Wasseranteil hat, kann die Anschmelztemperatur im wesentlichen nur durch Erhöhung der Satteltemperatur bei ansonsten gleichen geometrischen Abmessungen des Sattels erreicht werden.
  • In einem in Papierlaufrichtung dem Sattel nachgeordneten Fixierspalt zwischen einer Fixierwalze und einer Andruckwalze wird das Tonerbild auf der vorgewärmten Papierbahn unter Druck und Wärme fest mit der Papieroberflächenstruktur der Papierbahn verbunden. In dem Fixierspalt fließt die Wärme von der heißeren Fixierwalze mit einer Temperatur von etwa 180 bis 220° über auf das Tonerbild, welches im Grenzbereich zur Papieroberfläche schmilzt und von dort zur vorgewärmten Papierbahn. Eine Vorwärmung der Papierbahn ist notwendig, weil ansonsten durch die Papierbahn zu viel Wärme dem Fixierspalt entzogen würde.
  • Hat das Papier ein größeres Papierflächengewicht und damit eine größere Masse, so muß mehr Wärme fließen, um eine konstante Kontakttemperatur zwischen Tonerbild und Papier zu erreichen. Dies wiederum erfordert eine Erhöhung der Fixierwalzentemperatur.
  • Dies bedeutet, daß zur Erreichung einer konstanten Fixierqualität es günstig ist, die Temperatur von Vorwärmsattel, der z.B. aus einem Vorheizsattel und einem eigentlichen Heizsattel bestehen kann und der Fixierwalze in Abhängigkeit vom Papierflächengewicht einzustellen.
  • Wird eine Papierbahn erwärmt, so entweichen aus dem Papier Bestandteile von Stoffen, die zur Herstellung des Papieres erforderlich sind, z.B. Wasser, Leime, Harze usw. Die Folge ist, daß sich das Volumen des Papieres verändert und die Papierfaser mehr oder weniger stark schrumpft, was eine Breiten- und Längenreduzierung der Papierbahn zur Folge hat.
  • Führt man die Wärme der Papierbahn nicht gleichmäßig von beiden Seiten aus zu, so kommt es zu einer unterschiedlichen Schrumpfung zwischen Vorder- und Rückseite der Papierbahn, was die Papierbahn verformt und gegebenenfalls eine Wölbung zur Folge hat.
  • Derartige Verformungen des Aufzeichnungsträgers sind bei der folgenden Nachverarbeitung des Aufzeichnungsträgers außerordentlich störend. Dies gilt insbesondere für Endlospapierdrucker, bei denen aus der Endlosbahn Formulare in Schneidemaschinen geschnitten und in weiterverarbeitenden Maschinen gelesen, sortiert und kuvertiert werden. In Abhängigkeit von Qualität der verwendeten Nachverarbeitungsmaschine muß das Papier entsprechend plan sein, da ansonsten Papierlaufstörungen auftreten.
  • Insbesondere Endlospapierdrucker müssen ein extrem großes Spektrum an Papieren mit unterschiedlichsten Papiereigenschaften verarbeiten können, z.B. mit einem Papierflächengewicht von 50 gr/qm bis 160 gr/qm, gestrichene und ungestrichene Papiere, Recyclingpapiere, kunststoffbeschichtete Papiere, langfaserige und kurzfaserige Papiere usw. Zudem kommen jährlich Papiersorten mit neuen Eigenschaften auf den Markt, die ohne Hardware-Veränderung von den Druckern verarbeitet werden müssen.
  • Bei Datendruckern, welche mit sehr hohen Druckgeschwindigkeiten arbeiten, muß, um eine akzeptable Fixierqualität zu erreichen, das Papier vor Erreichen des Fixierspaltes vorgewärmt werden. Die Vorwärmung der Papierbahn erfolgt üblicherweise über die Rückseite der Papierbahn, indem diese über einen geheizten, temperaturgeregelten Vorwärmsattel mit gutem Wärmekontakt läuft. Anschließend erfolgt die eigentliche Fixierung der Tonerbilder auf der Papierbahn im Fixierspalt durch Druck und Wärme, wobei die Wärme ausgehend von der Fixierwalze unmittelbar dem Tonerbild zugeführt wird.
  • Ist die Wärmezufuhr, d.h. die Zufuhr der Fixierenergie von der Rückseite und von der Vorderseite der Papierbahn nicht gleich groß, so kommt es zu der vorher erwähnten Verformung.
  • Wegen der unterschiedlichsten Papiereigenschaften gibt es keine einheitliche Einstellung der Sattel- und Fixierwalzentemperaturen für alle Papiersorten, um einen gleichmäßigen Wärmefluß zwischen Vorder- und Rückseite der Papierbahn zu erzeugen. Da außerdem diese Papiereigenschaften, die die Verformung und Wölbung der Papierbahn unter Temperatureinfluß bestimmen, nicht mittels sensoren erfaßt werden können, ist es günstig, das Maß der Wärmezuführung und damit der Fixierenergie zur Vorder- und Rückseite der Papierbahn einstellbar auszugestalten. Diese Einstellung muß ohne Verschlechterung der Fixierqualität vornehmbar sein.
  • Ziel der Erfindung ist es deshalb, ein elektrografisches Druck- oder Kopiergerät mit einer Thermofixierstation und einer Anordnung zum programmgesteuerten Einstellen von Betriebsparametern der Fixierstation bereitzustellen, die ein einfaches Einstellen der Betriebsparameter durch den Anwender ermöglicht.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, die Einstellung so auszugestalten, daß sich durch den Einstellvorgang die Fixierqualitäten nicht verschlechtert.
  • Diese Ziele werden gemäß den Merkmalen des ersten Patentanspruches erreicht.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen gekennzeichnet.
  • Durch ein programmgesteuertes Einstellen der Betriebsparameter in Abhängigkeit von aufzeichnungsträgerspezifischen Kenndaten wird eine konstante Fixierqualität garantiert.
  • Diese Einstellung wird für den Anwender dadurch vereinfacht, daß er menügesteuert über ein Bedienfeld die Kenndaten eingeben und Fixierstufen auswählen kann.
  • Die Koppelung der Einstellparameter der Fixierstation, wie Temperatur von Vorheiz- und Heizsattel und Fixierwalzen über Fixierstufen ermöglicht eine leichte Auswahl und Einstellung, ohne daß sich die Fixierqualität verschlechtert, indem eine ungünstige Einstellparameterkombination eingegeben wird.
  • Wesentlich erleichtert wird die Eingabe von aufzeichnungsträgerspezifischen Kenndaten und die Auswahl der entsprechenden Fixierstufen durch eine Menüsteuerung. Der Bedienperson wird dabei über das Bedienfeld ein Menü der verschiedenen einstellbaren Fixierstufen und der einzugebenden Papierdaten, insbesondere des Flächengewichtes dargeboten.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, Programmablaufmenüs aufzurufen, wobei einem Programmablaufmenü eine Kombination von Einzelmenüs zugeordnet ist. Damit ist es möglich, für eine Vielzahl von hintereinander abzuarbeitende Druckerjobs jedem Druckerjob eine spezielle Menükombination zuzuordnen. Für jeden Druckerjob werden dabei automatisch die entsprechenden Kenndaten des zu verarbeitenden Papieres und die einzustellenden Fixierstufen berücksichtigt.
  • Neben dem Papierflächengewicht ist es auch möglich, den Betriebsparameter Unterdruck an der Fixierstation zu berücksichtigen. Bei entsprechender Veränderung des Papierflächengewichtes kann es günstig sein, analog dazu den Unterdruck am Vorwärmsattel und in der Papierbremse anzupassen. Diese Anpassung erfolgt in vorteilhafter Weise entsprechend der Einstellung des Betriebsparameters "Fixierenergie". Diese Einstellung kann mit der Einstellung der Fixierenergie gekoppelt sein oder auch unabhängig davon nur in Abhängigkeit von den eingegebenen Kenndaten des Papieres erfolgen.
  • Eine elektrofotografische Druckeinrichtung zum Bedrucken von Endlospapieren enthält eine in der Figur 1 schematisch dargestellte Wärmefixiereinrichtung. Die Wärmefixiereinrichtung ist als Thermodruckfixiereinrichtung ausgebildet. Sie enthält eine über Strahler 10 beheizte Heizwalze 11 und eine elektromotorisch an die Heizwalze 11 an- und abschwenkbare Andruckwalze 12. Die Heizwalze besteht aus einem Aluminiumzylinder mit darauf angeordneter wärmebeständiger Beschichtung, die Andruckwalze besteht ebenfalls aus einem Aluminiumzylinder mit einer Beschichtung aus Silikon. Die Heizwalze 11 wird elektromotorisch angetrieben. Der Heizwalze 11 ist eine Beölungseinrichtung 13 zum Auftragen von Trennöl auf die Heizwalze zugeordnet. In Aufzeichnungsträgertransportrichtung den Walzen vorgelagert ist ein beheizter Vorwärmsattel 15 mit zugehöriger Unterdruckbremse 16 angeordnet, der dazu dient, einen als Endlospapier ausgebildeten Aufzeichnungsträger 17 vorzuwärmen und im vorgewärmten Zustand dem eigentlichen Fixierspalt zwischen den Walzen 11 und 12 zuzuführen. Gebremst von der Unterdruckbremse 16 und angetrieben über die Walzen wird der Aufzeichnungsträger 17 straff über den Vorwärmsattel 15 geführt. Ein auf dem Aufzeichnungsträger befindliches loses Tonerbild wird auf dem Vorwärmsattel 15 vorgewärmt und durch Wärme und Druck zwischen den Walzen 11 und 12 fixiert.
  • Eine den Walzen 11 und 12 in Papierlaufrichtung nachgeordnete Kühleinrichtung 18 sorgt für eine Kühlung des erwärmten Papieres. Hierzu enthält die Kühleinrichtung 18 eine mit Öffnungen versehene Kühlfläche 19, die von dem Aufzeichnungsträger 17 überstrichen wird, wobei über einen Luftzuführungskanal 20 zugeführte kalte Luft aus den Öffnungen strömt und ein kühlendes Luftpolster unter dem Aufzeichnungsträger 17 entsteht. Gleichzeitig wird über ein gegenüberliegendes Profil Luft auf die betonerte Seite des Aufzeichnungsträgers geblasen.
  • Bei der beschriebenen Wärmefixiereinrichtung erfolgt die Vorwärmung des Endlospapieres 17 über einen Vorwärmsattel 15 der aus zwei hintereinander geschalteten beheizten Sätteln besteht, nämlich einem ortsfesten Vorheizsattel 21 und einen um einen Drehpunkt 22 verschwenkbaren Heizsattel 23. Vorheizsattel 21 und Heizsattel 23 bilden in Papierlaufrichtung gesehen zwei getrennte Heizzonen. Die gesamte Vorheizstrecke hat dabei eine Länge von etwa 500 bis 700 mm. Das Papier 17 gleitet bei der Vorwärmung mit seiner tonerfreien Seite auf Gleitflächen 24 des Vorheizsattel 21 bzw. Heizsattel 23.
  • Um zwischen den Sätteln und dem Papier einen guten Kontakt herzustellen und damit die Temperaturdifferenz klein zu halten, sind die Gleitflächen bzw. die Sättel gewölbt ausgebildet mit einem Wölbungsradius, der bei dem dargestellten Beispiel 700 mm beträgt. Durch die Wölbung der Gleitflächen in Verbindung mit dem Zug durch die Walzen 11 und 12 und das Abbremsen durch die Unterdruckbremse 16 wirkt über die gesamte Sattellänge eine Kraftkomponente, die das Papier 17 an die Gleitflächen 24 drückt, außerdem wird die Stabilität des Papierlaufes auf dem Sattel dadurch gefördert. Wie außerdem aus der Figur 2 ersichtlich, weisen die Sättel 21 bzw. 23 quer zur Papierlaufrichtung längliche Vertiefungen 25 auf, die sich über die gesamte Breite der Sättel erstrecken. Sie sind durch seitliche Bohrungen 26 mit einem Unterdruckkanal 27 (Fig. 1) verbunden. Der Unterdruckkanal verläuft unterhalb der Sättel und ist mit einer Unterdruck erzeugenden Einrichtung, z.B. einer Pumpe, verbunden. Durch den Unterdruck wird der Aufzeichnungsträger (Papier) an die Gleitflächen 24 der Sättel angesaugt und der durch die Vorwärmung freiwerdende Wasserdampf abgesaugt.
  • Die Beheizung der Sättel 21 bzw. 23 erfolgt durch elektrische Widerstandselemente in Form von auswechselbar angeordneten Heizpatronen 28. Zur Aufnahme der Heizpatronen 28 weisen die Sättel 21 bzw. 23 durchgehende Bohrungen 29 auf. Diese Bohrungen ermöglichen bei einem Defekt das Austauschen jeder einzelnen Heizpatrone 28. Außerdem können damit die Sättel 21 bzw. 23 kostengünstig aus Aluminiumstrangpreßprofil hergestellt werden.
  • Durch die Anordnung der Patronen in den Sätteln wird jeder Sattel 21 bzw. 23 in drei Heizzonen 30/1, 30/2 und 30/3 quer zur Papierlaufrichtung unterteilt (Fig. 2). Diese Querheizzonen 30/1 bis 30/3 dienen zur Anpassung der Sättel an verschiedene Aufzeichnungsträgerbreiten. Die erste Heizzone 30/1 wird an einer Seite begrenzt durch die feststehende Papierlaufkante 31. Diese Heizzone 30/1 ist so breit wie die minimale Aufzeichnungsträgerbreite. Der restliche Bereich der Sättel bis zur maximalen Aufzeichnungsträgerbreite wird in die gleich breiten Heizzonen 30/2 und 30/3 aufgeteilt. Jede der Querheizzonen 30/1 bis 30/3 weist einen Temperatursensor 32/1 bis 32/3 zur Regelung der Heizzonen auf. Er befindet sich jeweils quer zur Papierlaufrichtung etwa in der Mitte der jeweiligen Heizzonen. In Papierlaufrichtung gesehen wird die Sensorposition so gewählt, daß sowohl im Bereitschaftszustand der Druckeinrichtung (Stand-By) als auch im Druckbetrieb selbst auf die gleiche Temperatur geregelt werden kann. Damit wird die Temperaturregelung vereinfacht. Die Regeltemperatur und die Lage der Sensoren 32/1 bis 32/3 werden so gewählt, daß die Papiertemperatur am Ende des Sattels während der Startphase genauso hoch ist wie während einer längeren Druckphase. Als eine günstige Sensorposition hat sich dabei der Bereich von der Mitte bis zum letzten Drittel der Sättel herausgestellt.
  • Erzeugt werden die Heizzonen 30/1 bis 30/3 durch die Anordnung der Heizpatronen 28 in den Bohrungen 29.
  • Diese ist wie folgt:
  • In die in Papierlaufrichtung erste Bohrung eines Sattels werden von beiden Seiten je eine Patrone für die beiden äußeren Heizzonen 30/1 und 30/3 eingeschoben. In die zweite Bohrung wird eine Heizpatrone 29 für die mittlere Zone 30/2 eingeschoben. Die dritte Bohrung wird wie die erste bestückt usw. Somit befinden sich in jeder Heizzone 30/1 bis 30/3 sechs Heizpatronen 28.
  • Geregelt wird die Oberflächentemperatur der Sättel und damit die Temperatur des Aufzeichnungsträgers mit Hilfe einer Regelanordnung, wie sie in der Figur 3 dargestellt ist.
  • Die Regelanordnung enthält ein Stellglied 33, z.B. in Form von einzelnen Relais zum Koppeln der Heizpatronen 28 an ein Netzteil 34. Dem Stellglied nachgeschaltet ist die Regelstrecke 35 mit den Heizpatronen 28. Die Isttemperatur wird über die Temperatursensoren 32/1 bis 32/3 erfaßt und durch die Sensoren in ein elektrisches Ansteuersignal umgesetzt und in einem nachfolgenden Verstärker 37 verstärkt. Eine mit dem Verstärker 37 gekoppelte mikroprozessorgesteuerte Regeleinrichtung 39 vergleicht die Ist-Temperatur mit einer vorgebbaren Solltemperatur TS und regelt in Abhängigkeit von der Regelabweichung auf die Solltemperatur. Dazu enthält die Regeleinrichtung einen Analog-Digital-Wandler 40 mit zugehörigem programmgesteuerten Zweipunktregler 41. Gekoppelt ist die mikroprozessorgesteuerte Regelanordnung 39 außerdem mit dem Controller 42 der Druckeinrichtung, der eine im folgenden beschriebene Anordnung zum programmgesteuerten Einstellen von Betriebsparametern der Fixierstation aufweist. Die in der Figur 3 dargestellte Regelanordnung kann Teil der programmgesteuerten Einstellanordnung für die Betriebsparameter der Fixierstation sein. Sie dient speziell zur Regelung der Temperatur am Vorwärmsattel. Geregelt wird dabei auf eine Solltemperatur TS, die im folgenden als Regelsollwert bezeichnet wird. Die Solltemperatur am Vorwärmsattel ist dabei die Temperatur, mit der das Papier den Vorwärmsattel verläßt bzw. die Eintrittstemperatur des Papieres in den Fixierspalt zwischen Fixierwalze 11 und Andruckwalze 12. Ein zusätzliches Niederspannungsnetzteil 44, das mit dem eigentlichen Netzteil 34 gekoppelt ist, sorgt für die Stromversorgung der Gerätesteuerung und damit der mikroprozessorgesteuerten Regeleinrichtung 39.
  • Zum Regeln auf den vorgegebenen Sollwert, in diesem Fall die Austrittstemperatur am Vorwärmsattel, schaltet die mikroprozessorgesteuerte Regelanordnung 39 über das Stellglied 33 die Heizpatronen an die Phasen des Drehstromnetzes des Netzteiles 34 an. Nach Erreichen der Solltemperatur werden sie wieder über das Stellglied 33 vom Netz getrennt. Nach Aufnahme des Druckbetriebes wird in Abhängigkeit von der Papiertemperatur, dem Papierflächengewicht, der Druckgeschwindigkeit und der Oberflächenbeschaffenheit des Papieres und der Breite des Papieres dem Vorwärmsattel 15 über das Papier Wärme entzogen. Dieser Störgrößeneinfluß ist im Regelkreis der Figur 3 als Störgröße SG symbolisch dargestellt. Die je nach Abzug der Störgröße resultierende Isttemperatur wird über die Temperatursensoren 32/1 bis 32/3 erfaßt und in Form von elektrischen Signalen der mikroprozessorgesteuerten Regelanordnung 39 zugeführt. Diese aktiviert in entsprechender Weise das Stellglied 33, bis die vorgegebene Solltemperatur wieder erreicht ist.
  • Wie bereits erläutert, ist die Regelanordnung der Figur 3 zur Regelung der Temperatur an Vorheizsattel und an Heizsattel der Fixierstation Teil einer Anordnung zum programmgesteuerten Einstellen von Betriebsparametern der Fixierstation, wie sie in der Figur 4 dargestellt ist.
  • Die Betriebsparameter der Fixierstation sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Fixierenergie, die über den Vorwärmsattel 15 und die Fixierwalze 11 dem Aufzeichnungsträger beim Fixiervorgang zugeführt wird, sowie der Unterdruck im Bereich der Papierbremse 16 und des Vorwärmsattels 15. Dieser Unterdruck in der Papierbremse 16 und im Unterdruckkanal 27 läßt sich über eine unterdruckerzeugende Einrichtung in Form eines Gebläses mit zugehörigem Regelventil einstellen. Erfaßt wird der Unterdruck über entsprechende handelsübliche Unterdrucksensoren.
  • Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind bei der in der Figur 4 dargestellten Anordnung zum programmgesteuerten Einstellen der Betriebsparameter "Fixierenergie" und "Unterdruck" der Fixierstation mehrere zum Teil später erläuterte Funktionseinheiten zu Funktionsblöcken zusammengefaßt. Diese sind das Bedienfeld 43, der Controller 42, eine Zusatzeingabeanordnung 45 in Form eines Personal Computers PC zur variablen Eingabe von den Aggregaten der Fixierstation zugeordneten Einstellparametern, dem Wandlerblock 46, der über entsprechende Sensoren den Unterdruck in der Unterdruckbremse 16 und im Unterdruckkanal 27 sowie die Temperatur an Fixierwalze 11, Vorheizsattel 21 und Heizsattel 23 erfaßt und in entsprechende elektrische Signale für den Controller 42 umsetzt, sowie einem Leistungsblock 47, der die Heizelemente in Fixierwalze, Vorheizsattel und Heizsattel betätigt bzw. den Unterdruck in der Papierbremse und dem Unterdruckkanal über die unterdruckerzeugende Einrichtung einstellt.
  • Der Aufbau und die Funktion dieser Anordnung wird nun im folgenden näher beschrieben.
  • Die in den Figuren 4, 6 und 7 schematisch dargestellten Anordnungen dienen zum programmgesteuerten Einstellen der Betriebsparameter der Fixierstation. Diese sind beispielsweise die auf den Aufzeichnungsträger übertragene Fixierenergie und der Unterdruck in der Papierbremse 16 und am Vorwärmsattel 15, aber auch Betriebsparameter, wie Druckgeschwindigkeit, Druckbetrieb allgemein, Standby-Betrieb usw. Die Einstellung des Betriebsparameters "Fixierenergie" erfolgt in Fixierstufen, wobei jeder Fixierstufe eine bestimmte Kombination von Einstellparametern an Aggregaten der Fixierstation, nämlich Temperatur am Vorheizsattel 21, Temperatur am Heizsattel 23 und Temperatur an der Fixierwalze 11 zugeordnet sind. Weitere Einstellparameter sind beispielsweise die elektrischen Ansteuerwerte zur Festlegung des Unterdruckes über die unterdruckerzeugende Einrichtung. Diesen Einstellparametern werden in Abhängigkeit von aufzeichnungsträgerspezifischen Kenndaten, wie Papierflächengewicht, Papiersorte oder anderen die Struktur der aufzeichnungsträgerkennzeichnenden Daten Regelsollwerte zugewiesen. Diese Regelsollwerte sind beispielsweise errechnete Sollwerte für Temperatur und Unterdruck, über die dann eine Regelanordnung (z.B. Figur 6 im Falle der Temperaturregelung des Vorwärmsattels 15) die Betriebsparameter "Fixierenergie" und " Unterdruck" regelt.
  • Um diese Regelsollwerte festlegen zu können, müssen einerseits die aufzeichnungsträgerspezifischen Kenndaten erfaßt und in Form von elektrischen Signalen der Anordnung zugeführt werden, andererseits ist eine gesonderte Auswahl der Fixierstufen selbst vorgesehen.
  • Ein wesentliches aufzeichungsträgerspezifisches Kenndatum ist insbesondere das Papierflächengewicht. Dieses kann in folgender Weise erfaßt und eingegeben werden:
    • a) Manuelle Eingabe des Papierflächengewichtes: Am Bedienfeld 43 kann eine Bedienfeldtastatur 55 (Fig. 6) vorgesehen sein, über die das Papierflächengewicht alphanumerisch eingegeben wird. Das Papierflächengewicht ist in der Regel auf der Aufzeichnungsträgerverpackung aufgedruckt.
    • b) Halbautomatische Eingabe des Papierflächengewichtes: Das Bedienfeld 43 kann mit einem Codelesestift 56 (Fig. 6) gekoppelt sein, über den die Bedienperson einen auf der Verpackung des Aufzeichnungsträgers aufgedruckten Barcode erfaßt und auf diese Weise die erforderliche Information eingibt.
    • c) Automatische Eingabe des Papierflächengewichtes:
      • c1) Ist beispielsweise am Boden der Verpackung des Aufzeichnungsträgers ein Barcode aufgedruckt, so kann im Bereich einer Aufnahmeplattform für den Aufzeichnungsträger im Drucker eine automatische Barcode oder OCR-Leseeinrichtung 56 (Fig. 6) angeordnet sein, die die auf der Verpackung des Aufzeichnungsträgers aufgedruckten Daten automatisch erfaßt.
      • c2) Die Papierdicke ist proportional zum Papierflächengewicht. Deshalb ist es möglich, durch Erfassung der Papierdicke das Papierflächengewicht zu bestimmen. Das Bedienfeld 43 bzw. die Anordnung kann deswegen mit einer Einrichtung 57 (Fig. 6) verbunden sein, mit der es möglich ist, die Papierdicke zu erfassen. Diese Einrichtung kann z.B. aus einer Meßeinrichtung bestehen, die optisch mechanisch oder kapazitiv die Papierdicke erfaßt. Derartige Meßeinrichtungen zur Erfassung der Materialstärke sind in der Meßtechnik bekannt. Sie kann z.B. aus zwei Fühlelementen bestehen, zwischen denen das Papier angeordnet wird, wobei eine dickenabhängige Wegänderung der Meßstrecke induktiv, kapazitiv oder über Dehnungsmeßstreifen erfaßt wird. Eine derartige, die Papierdicke erfassende Einrichtung kann im Papiereinlaufbereich der Druckeinrichtung vorgesehen sein. Sie ist mit dem Bedienfeld 43 oder mit der Anordnung unmittelbar gekoppelt.
  • Die dem Aufzeichnungsträger zuzuführende Fixierenergie ist einerseits abhängig von den aufzeichnungsträgerspezifischen Kenndaten, insbesondere dem Papierflächengewicht, das automatisch erfaßt oder eingegeben werden kann. Andererseits muß das Maß der Wärmezuführung, d.h. der Fixierenergie zur Vorder- und Rückseite der Papierbahn einfach für den Anwender wählbar sein, ohne daß darunter die Fixierqualität leidet, weil Papiereigenschaften, welche die Wölbung der Papierbahn unter Temperatureinfluß bestimmen, nicht mittels Sensoren erfaßt werden können.
  • Ist z.B. in Folge der Papiereigenschaften, zur Vermeidung von derartigen Verformungen, ein größerer Wärmefluß von der Rückseite der Papierbahn erforderlich, so werden die Satteltemperaturen erhöht und zugleich die Fixierwalzentemperatur reduziert. Ist ein größerer Wärmefluß von der Vorderseite der Papierbahn erforderlich, so werden die Satteltemperaturen reduziert und zugleich die Fixierwalzentemperatur erhöht.
  • Der Bedienperson wird über das Bedienfeld 43 ein Bedienfeldmenü mit mehreren vorprogrammierten Temperaturkombinationen, den Fixierstufen, angeboten, aus dem sie spezifische Fixierstufen auswählen kann, um ein Minimum an Papierwölbung zu erreichen. Die Einstellparameterkombination und damit die Einstelltemperatur an Vorheizsattel, Heizsattel und Fixierwalze ist so gewählt, daß die Fixierqualität als solche nicht beeinflußt wird, sondern daß im wesentlichen eine Einflußnahme auf die Art der Zuführung der Fixierenergie zum Aufzeichnungsträger erfolgt. Dadurch wird verhindert, daß durch beliebige Wahl der Einstellparameter, in diesem Falle der Temperaturen am Vorwärmsattel und der Fixierwalze zwar ein wölbungsausgleichender Effekt auftritt, sich aber die Fixierqualität insgesamt verschlechtert.
  • Sollte es aufgrund extremer Papiersorten erforderlich sein, neben den vorhandenen und dargestellten Fixierstufen noch weitere Fixierstufen, d.h. Temperaturkombinationsstufungen vorzusehen, so ist es möglich, diese zusätzlich in das Benützermenü über die Zusatzeingabeanordnung 45 unter Verwendung eines PC einzugeben oder auch über die Bedienfeldtastatur in einer entsprechenden MENÜ-Ebene.
  • Eingegeben werden die Fixierstufen in den in das Bedienfeld 43 durch Aufruf eines Menüs "Fixierstufen". Zu diesem Zwecke enthält das Bedienfeld 43 eine bekannte mikroprozessorgesteuerte Anordnung zur Bedienerführung in Form von Menüs. Die Eingabe erfolgt dann durch Auswahl aus Fixierstufen, die durch "min", "low", "normal", "high" und "max" gekennzeichnet sind. Wie aus der Figur 5 ersichtlich, werden dadurch die Einstellparameter "Temperatur" an Vorheizsattel 21, Heizsattel 23 und Fixierwalze 11 festgelegt und mit ihren Temperaturwerten bestimmt. So ist beispielsweise der Fixierstufe "normal" eine Einstellparameterkombination mit zugehörigen Temperaturkombinationen von 220° für die Fixierwalze, 100° für den Heizsattel und 60° für den Vorheizsattel zugeordnet. Die anderen Zuordnungen sind aus der Tabelle der Figur 5 entnehmbar.
  • Um anhand der eingegebenen aufzeichnungsträgerspezifischen Kenndaten und den Fixierstufen die Regelsollwerte für die Aggregate der Fixierstation zu bestimmen und damit die Betriebsparameter, wie Fixierenergie und Unterdruck zu regeln, ist die in der Figur 6 dargestellte Anordnung vorgesehen. Sie enthält eine dem Controller 42 zugeordnete Auswerteanordnung 48 mit einem Speicherfeld 49, einer Recheneinheit 50 und Arbeitsspeicher 51/1, 51/2. Das Speicherfeld 49 weist entsprechend der Anzahl der auswählbaren Fixierstufen über das Bedienfeld 43 aufrufbare Speicherzellenkombinationen auf, die durch "min", "low", "normal", "high", "max" und "variabel" bezeichnet sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind jeder Fixierstufe drei Speicherzellen 49/1, 49/2 und 49/3 zugeordnet und zwar entsprechend der Anzahl der Einstellparameter, in diesem Falle der Temperatur an Vorheizsattel, Heizsattel und Fixierwalze. Diese Zuordnung ist nicht fest, sie kann in Abhängigkeit von dem aufgerufenen Menü bzw. der gewünschten Einstellparameterkombination variieren, wobei die Zuordnung programmgesteuert über das Bedienfeld 43 in Verbindung mit der Auswerteanordnung 48 erfolgen kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeipiel enthält die Speicherzellenkombination "normal" in der Speicherzelle 49/1 einen die Fixierwalzentemperatur 220° kennzeichnenden Wert, die Speicherzelle 49/2 einen die Heizsatteltemperatur von 100° kennzeichnenden Wert und die Speicherzelle 49/3 einen die Vorheizsatteltemperatur von 60° kennzeichnenden Wert. Die Speicherzellen der anderen Speicherzellenkombinationen "min", "low", max", "variabel" sind mit entsprechenden aus der Figur 5 entnehmbaren Daten belegt. Die Speicherzellenkombination "variabel" dient der Belegung mit zusätzlichen Einstellparameterdaten über die mit der Auswerteanordnung 48 gekoppelte Zuatzeingabeanordnung 45 mit einem PC oder über die Bedienfeldtastatur über entsprechende MENÜ-Ebenen.
  • Weiterhin enthält das Speicherfeld 49 mit P1 bis P3 gekennzeichnete Speicherzellenkombinationen, die mit den aufzeichnungsträgerspezifischen Kenndaten zugeordnete Einstellparametern belegt sind. Diese sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Papiergewicht und der Unterdruck. Jeder der Speicherzellenkombinationen P1 bis P3 sind zwei Speicherzellen 49/4 und 49/5 zugeordnet, die zur Aufnahme von die Einstellparameter "Papierflächengewicht" und "Unterdruck" kennzeichnenden Daten dienen. So enthält die Speichenzellenkombination P1 in der Speicherzelle 49/4 den Wert 0,8 entsprechend z.B. dem Papierflächengewicht 80 gr/qm und in der Speicherzelle 49/5 einen Wert entsprechend dem einzustellenden Unterdruck. Die gespeicherten Werte brauchen jedoch keine Absolutwerte repräsentierenden Werte sein, sondern es genügt, Relativwerte bezogen auf eine Normaleinstellung zu speichern. In diesem Fall bezeichnet der Wert 0,8 einen Relativwert des Papierflächengewichtes von 0,8 bezogen auf ein Normalflächengewicht von 1. Ähnliches gilt für die gespeicherten Einstellparameterwerte des Unterdruckes.
  • Das Speicherfeld 49 ist mit einer Recheneinheit 50 gekoppelt, die in diesem Fall als Multiplizierer ausgebildet ist und die dazu dient, aus den in den Speicherzellen min, low, normal, max, variabel bzw. P1 bis P3 gespeicherten Werten, Regelsollwerte für die Regelanordnung zur Regelung der Betriebsparamter zu errechnen. Die so errechneten Werte werden dann in Arbeitsspeichern 51/1 und 51/2 abgelegt. Der Arbeitsspeicher 51/1 ist dabei dem Betriebsparameter Fixierenergie zugeordnet und der Arbeitsspeicher 51/2 dem Betriebsparameter Unterdruck. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Regelung des Betriebsparameters "Fixierenergie" getrennt von der Regelung des Betriebsparameters "Unterdruck". Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel enthält der Arbeitsspeicher 51/1 zur Aufnahme der Regelsollwerte für die einzustellende Fixierenergie drei Speicherzellen FIX, VOR, HEIZ. In der Speicherzelle FIX ist der der Fixierwalze 11 zugeordnete Regelsollwert für die Fixierwalzentemperatur gespeichert, in der Speicherzelle VOR der dem Vorheizsattel 21 zugeordnete Regelsollwert für die Vorheizsatteltemperatur und in der Speicherzelle HEIZ der dem Heizsattel 23 zugeordnete Regelsollwert für die Heizsatteltemperatur.
  • Der Arbeitsspeicher 51/2 enthält einen Speicherbereich zur Aufnahme eines dem einzustellenden Unterdruck-Regelsollwert entsprechenden Wertes. Die Speicherzellen des Arbeitsspeichers 51/1 stehen dabei mit der in der Figur 3 dargestellten Regelanordnung zur Regelung der Fixierenergie in Verbindung, der Arbeitsspeicher 51/2 zur Aufnahme der Regelsollwerte für den Unterdruck mit einer den Unterdruck regelnden Unterdruckregelanordnung, die entsprechend einer Regelanordnung, wie sie in der Figur 3 dargestellt ist, ausgebildet sein kann.
  • Die Funktion der beschriebenen programmgesteuerten Anordnung ist dabei wie folgt: Nach dem automatischen Einlegen der Papierbahn in die Druckeinrichtung werden dem Operator Menüs zur Eingabe des Papierflächengewichtes (Menü G) und Menüs zur Auswahl der Fixierstufen (Menü F) angeboten. Durch automatische oder manuelle Eingabe des Papierflächengewichtes erfolgt ein entsprechender Aufruf einer zugeordneten Speicherzellenkombination P1 bis P3 und ein entsprechender das Papierflächengewicht kennzeichnender Wert wird der Recheneinheit 50 zugeführt, gleichzeitig wird der Arbeitsspeicher 51/1 für den Unterdruckregelsollwert mit dem entsprechenden Wert belegt. Danach wählt der Operator die gewünschte Fixierstufe. Er beginnt dabei normalerweise mit der Fixierstufe "normal", woraufhin der Speicherinhalt der Speicherzellenkombination "normal" ebenfalls an der Recheneinheit 50 anliegt. Diese errechnet die Regelsollwerte für die Temperatur an Fixierwalze, Vorheizsattel und Heizsattel und belegt damit die Speicherzellen des Arbeitsspeichers 51/1. Die Regelanordnung der Figur 3 regelt die Temperatur in der Fixierstation nun in der beschriebenen Weise. Kennt der Operator bereits die empfohlene Fixierstufe für eine bestimmte Papiersorte, so kann er im voraus schon eine von normal abweichende Fixierstufe wählen. Es ist jedoch auch möglich empirisch die Fixierstufen in Abhängigkeit vom Fixierergebnis zu wählen. Treten beispielsweise Verwerfungen am Papier nach Durchlauf durch die Fixierstation auf, so wählt er entsprechend der Art der Verwerfungen eine andere Fixierstufe, z.B. "low". Damit erfolgt eine Korrektur der Regelsollwerte an Fixierwalze, Vorheizsattel und Heizsattel in entsprechender Weise.
  • Die programmgesteuerte Anordnung eröffnet nun aber auch die Möglichkeit zum Aufruf von Programmablaufmenüs, z.B. in Abhängigkeit von den abzuarbeitenden Druckjobs.
  • Bei elektrografischen Druckeinrichtungen, die beispielsweise mit einer zentralen Recheneinheit zusammenarbeiten, werden die aufgerufenen Druckaufträge als Folge von Druckjobs abgearbeitet. Jedem dieser Druckjob können nun unterschiedliche Betriebsparameter der Fixierstation zugeordnet sein. Beispielsweise beinhaltet der erste Druckjob das Bedrucken von dünnem Papier, z.B. Datenpapier, der folgende zweite Druckjob das Bedrucken von Datenpapier mit Formularen vorgegebener Größe, wobei die Formulare elektronisch aufgerufen werden, der dritte Druckjob das Bedrucken von Datenpapier im Querformat usw.
  • Der Operator hat nun die Möglichkeit ein Programmablaufmenü zusammenzustellen bzw. aufzurufen, bei dem jedem Programmschritt z.B. jedem einzelnen Job eine besondere Menükombination aus Untermenüs zugeordnet ist. Neben den bereits geschriebenen Untermenüs "Papierflächengewicht" (Menü G) und "Fixierstufenauswahl" (Menü F) kann die Menükombination noch andere Untermenüs (Menü X, Menü Y) beinhalten. Diese aufrufbaren Menüs sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt, wobei die Menüs Papierflächengewicht (Menü G) und Fixierstufenauswahl (Menü F) Teil der Untermenüklasse "Parameter" sein können.
    Figure imgb0001
  • Um diese Programmablaufmenü aufzurufen bzw. zusammenstellen zu können, enthält die Anordnung, beispielsweise dem Bedienteil 43 zugeordnet, die aus der Figur 7 ersichtliche Anordnung zur Erzeugung eines Programmablaufmenüs die funktionell der Anordnung der Figur 6 überlagert ist.
  • Sie enthält einen Menüspeicher 52 zur Aufnahme und Darstellung der abrufbaren Untermenüs bzw. zur Zusammenstellung der aufrufbaren Ablaufmenüs, wobei das Programmablaufmenü (Menü J) selbst ein aufrufbares Untermenü sein kann. Funktionell gekoppelt mit dem Menüspeicher 52 ist ein Menükombinationsspeicher 53. Dem Menükombinationsspeicher 53 werden in Abhängigkeit von dem aufgerufenen Programmablaufmenü Speicherbereiche zugeordnet, in denen den einzelnen Programmschritten zugeordnete Untermenükombinationen gespeichert sind. Im Falle des Programmablaufmenüs "Job" (Menü J) sind den einzelnen Speicherbereichen des Menükombinationsspeichers 53, Job 1 bis Job 4, entsprechende joborientierte Menükombinationen zugeordnet. Gekoppelt mit dem Menükombinationsspeicher 53 ist ein Menüarbeitsspeicher 54, in den bei Aufruf einer joborientierten Menüunterkombination die Menüunterkombination zum Abarbeiten eingelesen wird. Die im Menüarbeitsspeicher 54 befindlichen Untermenüs werden dann hintereinander aufgerufen und abgearbeitet und zwar in einer Weise, wie sie im Zusammenhang mit den Menüs G und Menüs F bereits beschrieben worden ist.
  • Besteht beispielsweise der Druckauftrag aus einer Folge von vier Jobs, so ruft der Operator das Untermenü Job (Menü J) auf. Im Rahmen des Untermenüs Menü J wird er nunmehr über das Bedienfeld aufgefordert für die einzelnen Programmschritte in diesem Falle Job 1 bis Job 4 die Untermenükombinationen zusammenzustellen und für die darin enthaltenen Menüs F und G die entsprechenden Fixierstufen bzw. das Papierflächengewicht einzugeben. Nachdem so die einzelnen joborientierten Untermenükombination festgelegt sind, werden diese Unterkombinationen nach Aufruf des Menüs J im Druckbetrieb hintereinander abgearbeitet und zwar durch Eingabe eines Befehls über das Bedienteil 43 zur Abarbeitung des Menüs J. Joborientiert werden dabei die Untermenükombinationen aus dem Menükombinationsspeicher 53 abgerufen und in den Menüarbeitsspeicher 54 gelesen und von dort aus abgearbeitet.
    Figure imgb0002
    Figure imgb0003

Claims (11)

  1. Elektrografisches Druck- oder Kopiergerät mit einer Thermofixierstation und einer Anordnung zum programmgesteuerten Einstellen von Betriebsparametern der Thermofixierstation, wobei die Anordnung aufweist:
    - eine Eingabeanordnung (43) mit Eingabemitteln (55, 56, 57) zur Eingabe von aufzeichnungsträgerspezifischen Kenndaten,
    - eine der Eingabeanordnung (43) zugeordnete Fixierstufen-Auswahlanordnung (52) mit Auswahlmitteln (Menü F), um aus Fixierstufen (MIN, LOW, NORMAL, HIGH, MAX) eine Fixierstufe auszuwählen,
    - eine mit der Eingabeanordnung gekoppelte Auswerteanordnung (42, 48) mit einem Speicher (49) zum Abspeichern von den Fixierstufen (MIN, LOW, NORMAL, HIGH, MAX) und den Kenndaten zugeordneten Betriebsparametereinstellungen von Aggregaten (11, 15, 16) der Fixierstation, und mit Zuordnungsmitteln (50), um in Abhängigkeit von den eingegebenen Kenndaten und der ausgewählten Fixierstufe (MIN, LOW, NORMAL, HIGH, MAX) den zugeordneten Betriebsparametereinstellungen Regel-Sollwerte (TS) zuzuweisen, und
    - eine mit der Auswerteanordnung (42, 48) und den Aggregaten (11, 15, 16) der Fixierstation gekoppelte Regelanordnung (39), um in Abhängigkeit von den Regel-Soll-Werten (TS) die Betriebsparamter der Fixierstation (15, 16, 11) zu regeln.
  2. Elektrografisches Druck- oder Kopiergerät nach Anspruch 1 mit menügesteuerten Eingabe- und Auswahlmitteln (43, Menü F, Menü G) derart, daß die Eingabe der Kenndaten und die Auswahl der Fixierstufen (MIN, LOW, NORMAl, HIGH, MAX) über an einem Bedienfeld (43) des Gerätes aufrufbare Eingabemenüs (Menü F, Menü G) erfolgt.
  3. Elektrografisches Druck- oder Kopiergerät nach Anspruch 2 mit Mitteln zur Erzeugung eines Programmablaufmenüs (Menü J) mit einer Folge von Programmschritten, wobei jedem Programmschritt eine spezifische Kombination von Eingabemenüs (Menü F, G, X, Y) zugeordnet ist und die Auswerteanordnung (53, 48) in Abhängigkeit von der spezifischen Eingabemenü-Kombination dem zugehörigen Programmschritt Regel-Sollwerte (TS) zuweist.
  4. Elektrografische Druck- oder Kopiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer Bedienfeldtastatur (55) als Eingabemittel (43).
  5. Elektrografisches Druck- oder Kopiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer die Kenndaten abtastenden Leseeinrichtung (56) als Eingabemittel.
  6. Elektrografisches Druck- oder Kopiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer Einrichtung zum Erfassen des Papierflächengewichtes (57) als Eingabemittel.
  7. Elektrografisches Druck- oder Kopiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einer separaten, mit der Auswerteanordnung (48) gekoppelten Zusatz-Eingabeanordnung (45) zur variablen Eingabe von Betriebsparametereinstellungen in die Auswerteanordnung (48).
  8. Elektrografisches Druck- oder Kopiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einer Auswerteanordnung (48) mit Speicherbereichen (49/1, 49/2, 49/3) zum Speichern von Fixierstufen (MIN, LOW, NORMAL, HIGH, MAX) zugeordneten Regelparametern und mit Speicherbereichen (P1, P2, P3) zum Speichern von Kenndaten zugeordneten Regelparametern, wobei als Regelparameter der Fixierstufen (MIN, LOW, HIGH, NORMAL, MAX) Sollwerte und als Regelparameter der Kenndaten das Aufzeichnungsträgerflächengewicht kennzeichnende Daten gespeichert sind und mit einer Rechenanordnung (50) als Zuordnungsmittel, die aus den Sollwerten und den kennzeichnenden Daten die Regel-Sollwerte (TS) errechnet.
  9. Elektrografisches Druck- oder Kopiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Thermofixierstation aufweist:
    - einen beheizbaren, als Niedertemperatursattel ausgebildeten Vorwärmsattel (15),
    - eine dem Vorwärmsattel in Aufzeichnungsträgerlaufrichtung vorgelagerte Unterdruckbremse (16) und
    - einen Fixierspalt mit zugehöriger beheizter Fixierwalze (11) und mindestens einer Andruckwalze (12).
  10. Elektrografisches Druck- oder Kopiergerät nach Anspruch 9 mit der Fixierenergie und/oder dem Unterdruck als Betriebsparameter.
  11. Verfahren zum programmgesteuerten Einstellen der Fixierenergie einer Thermofixierstation (11, 21, 23) in einem elektrografischen Druck- oder Kopiergerät mit folgenden Schritten:
    - Eingabe von aufzeichnungsträgerspezifischen Kenndaten in eine Eingabeanordnung (43),
    - Auswahl einer Fixierstufe (MIN, LOW, NORMAL, HIGH, MAX) aus einem Menü (Menü F) von Fixierstufen über die Eingabeanordnung (43), wobei für jede Fixierstufe (MIN, LOW, NORMAL, HIGH, MAX) in einem mit der Eingabeanordnung (43) gekoppelten Speicher (49) eine vorgegebene Einstellparameterkombination mit entsprechenden Einstellwerten aus die Fixierenergie bestimmenden Temperatureinstellparametern der Fixierstation (11, 21, 23) gespeichert ist,
    - Errechnen von Regel-Sollwerten (TS) aus den Einstellwerten und den Kenndaten,
    - Einstellen der Fixierenergie durch Regeln der Temperatur-Einstellparameter auf die Regel-Sollwerte (TS) über eine Regelanordnung (42).
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