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[摘 要]本文分别从结构设计、电路设计和软件设计等方面介绍了激光打印设备定影加热系统设计方面的技术，结合定影装置的基本结构组成重点说明了在结构设计方面需要考虑和关注的关键设计要点和关键技术，同时简要说明了电路和软件方面的设计思路。
[关键词]激光打印；定影；定影加热辊；定影胶辊；出纸；分纸器
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）05-0246-01
引言
市场上大多数的办公设备（打印机、传真机、多功能一体机等）中都有定影装置，但是不同的定影装置或多或少都会存在一些问题，这些问题有的是长时间使用后可靠性变差，有的是使用不方便等，例如，有的定影装置塑料零件比较多，长期使用后塑料零件受热会有轻微变形的现象，有的定影装置采用的是尺寸大、结构复杂的塑料零件，这在零件制造时会导致不良率上升，增加材料成本，还有的定影装置在卡纸时不易清除，导致用户使用非常不方便。这些问题都会影响到整个办公设备的使用可靠性。为了解决上述问题，本文介绍了在设计定影装置时需要重点考虑和关注的关键设计要点和关键技术，本文所介绍的内容可以广泛地应用到大多数激光打印设备，例如打印机、复印机和传真机等。
正文
1 功能简述
激光打印设备最主要的工作步骤就是取纸、转印和定影，定影过程在整个打印过程里处于最末端，所以，一般定影装置安装在整个设备的最后面，离出纸口最近，其主要的作用是给刚转印到纸张上的墨粉进行加热并进行挤压，使墨粉可以牢牢地固定在纸张上。定影装置设计的好坏直接影响到打印副本质量的好坏。详细的工作原理内容可查阅参考文献[1]。
2 结构设计
不同定影装置的结构形式不尽相同，但大多数的定影装置主要包括三个部分，即定影上盖组件、定影下盖组件和定影后盖组件。整个定影装置内部包含的关键零部件主要有送纸压力辊、温度传感器、恒温器、分纸器、定影上盖、定影通道架、定影出纸通道架、定影加热辊、加热辊轴套、卤素灯、定影胶辊和出纸传感器杆等。
送纸压力辊在设计时主要考虑两点。第一，在安排辊与辊之间的位置时要考虑不同纸型尺寸宽度的因素，即要确保至少有两个送纸压力辊同时参与纸张送纸工作，避免由于纸张宽度过小导致只有一个甚至是没有送纸压力辊参与纸张送纸工作，并且每种纸型的外边距离送纸压力辊的外边至少为3mm。送纸压力辊总数一般为2，可确保A4、LTR、16K、JIS-B5、A5、32K、JIS-B6和A6这几种纸型的正常送纸，如果再增加别的纸型特别是尺寸更小的纸型，可以考虑增加2个送纸压力辊，使总数变为4。第二，在设计与定影一级出纸辊的配合时要考虑送纸压力辊被压下的极限位置，确保送纸压力辊和与之配合的辊配合时要有一定的压力，否则就会出现送纸不畅的现象。
分纸器在设计时主要考虑三点。第一，在安排分纸器之间的位置时要考虑不同纸型尺寸宽度的因素，即要确保至少有两个分纸器同时参与分纸工作，避免由于纸张宽度过小导致只有一个甚至是没有分纸器参与分纸工作，并且每种纸型的外边距离分纸器的外边至少为3mm。一般情况下，分纸器总数为4，可确保A4、LTR、16K、JIS-B5、A5、32K、JIS-B6和A6这几种纸型的正常分纸。第二，在设计与定影加热辊的配合时要考分纸器最尖端的位置，要确保尖端顶在在定影加热辊的表面上，并顺着出纸方向，不能留有间隙，否则分纸器起不到分纸的作用，以致会出现卡纸现象。第三，分纸器的材料为耐高温材料，耐温要求至少为260℃，推荐材料为“PFA”。
定影上盖、定影通道架和定影出纸通道架在设计时主要考虑三点。第一，材料要求使用耐高温材料，一般使用“PET+30%GF”，并且要在图纸要求材料稳定，每批用料要一致不能有差别，否则会因为材料不一致导致整机预热时间的不一致，影响整机关键性能指标。第二，在结构设计时要考虑过纸筋引纸的方向和角度，既要保证刚转印完成的纸张能顺利运动到定影通道架上，又要保证纸张在经过定影通道架后能顺利进入到定影加热辊和定影胶辊之间完成定影，并且能够顺着定影出纸通道架运动到定影装置的外面。第三，要根据不同纸型的宽度合理安排过纸筋的位置，每种纸型的外边距离过纸筋的外边至少为3mm。
定影胶辊的设计关键在于材料选择上，中间的软质材料为硅胶，产品表面的硬度控制在40°- 50°之间。
定影加热辊本身的材料一般为“A5052”，考虑到首页预热时间要尽可能的少，壁厚应为0.8mm。表面涂层为“TEFLON”，涂层规格为：材料为“PFA+PTFE”（导电），厚度为20±7um。同时，在产品二维图上要体现“两端粗、中间细”的差异，具体可以在技术要求中说明。
加热辊轴套在设计时一定要固定牢固，与定影加热辊的孔轴配合要有0.2mm的间隙，材料要使用导电的“PPS”，使其具备导电接地的功能。
定影胶辊轴套材料使用“PPS”，在设计与定影左支架和定影右支架的配合时，单边间隙控制在0.1mm。
出纸传感器杆在设计时主要考虑触发光耦反应的关键位置，即要保证纸张只要经过出纸传感器杆的触发杆，尽管出纸传感器杆还没摆动到极限位置，光耦就必须做出信号反应，纸张运动到上极限位置时，出纸传感器杆已经离开光耦，这就能保证纸张在实际运动时（原则上是沿着定影出纸通道架上的过纸筋运动）光耦一定会发生信号反应的。在设计出纸传感器杆的遮光区域外形时要考虑两个极限位置，第一个极限位置是出纸传感器杆完全被纸张压下，此时要保证出纸传感器杆的遮光区域不能与其它地方有干涉，第二个极限位置是出纸传感器杆完全回位，此时要保证出纸传感器杆的遮光区域完全遮住光耦的信号触发区域，考虑到出纸传感器杆在回位时有一定的回弹量，所以出纸传感器杆的遮光区域要尽量大。
3 电路控制
电路设计方面主要考虑联线和卤素灯的选型。联线一般要求使用耐高温的线材，联线端子使用带自锁结构的端子，定影装置中引出来的联线要直接插到电源板上，不能插到主控板上。卤素灯要充分考虑能耗要求和首页预热时间要求，既要保证首页预热时间少，又要尽量降低能耗，卤素灯推荐使用750W的。
4 控制软件
整机在刚上电和从深度休眠中回复时，要控制卤素灯加热，同时通过温度传感器返回来的数据来判断定影装置是否到温，为了减少首頁预热时间，可以在定影装置升温接近定影温度时控制取纸机构进行取纸，等纸张运动到定影装置时，定影装置正好到达定影温度。
在整机待机的状态下，可以控制卤素灯进行间断性加热，使定影装置温度保持在一个恒定的温度下，以至于在下达打印任务时，缩短预热时间，但是，在规定卤素灯加热的时序上要同时兼顾能效等级的要求。
结束语
定影加热系统设计最关键的地方在于结构设计，结构设计的好坏直接影响到定影装置是否能够正常实现定影功能，定影中纸路的设计是重点，其中包括了分纸器的设计、过纸筋的设计和各种辊配合的设计。
电路和软件设计没有什么特殊之处，除了完成定影装置的规定功能外，另外就是要在满足能效等级要求的前提下尽量缩短首页预热时间。
参考文献
[1]激光打印机原理与检修[J]. 张新德. 家电检修技术. 2005（18）：23-26
[关键词]激光打印；定影；定影加热辊；定影胶辊；出纸；分纸器
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）05-0246-01
引言
市场上大多数的办公设备（打印机、传真机、多功能一体机等）中都有定影装置，但是不同的定影装置或多或少都会存在一些问题，这些问题有的是长时间使用后可靠性变差，有的是使用不方便等，例如，有的定影装置塑料零件比较多，长期使用后塑料零件受热会有轻微变形的现象，有的定影装置采用的是尺寸大、结构复杂的塑料零件，这在零件制造时会导致不良率上升，增加材料成本，还有的定影装置在卡纸时不易清除，导致用户使用非常不方便。这些问题都会影响到整个办公设备的使用可靠性。为了解决上述问题，本文介绍了在设计定影装置时需要重点考虑和关注的关键设计要点和关键技术，本文所介绍的内容可以广泛地应用到大多数激光打印设备，例如打印机、复印机和传真机等。
正文
1 功能简述
激光打印设备最主要的工作步骤就是取纸、转印和定影，定影过程在整个打印过程里处于最末端，所以，一般定影装置安装在整个设备的最后面，离出纸口最近，其主要的作用是给刚转印到纸张上的墨粉进行加热并进行挤压，使墨粉可以牢牢地固定在纸张上。定影装置设计的好坏直接影响到打印副本质量的好坏。详细的工作原理内容可查阅参考文献[1]。
2 结构设计
不同定影装置的结构形式不尽相同，但大多数的定影装置主要包括三个部分，即定影上盖组件、定影下盖组件和定影后盖组件。整个定影装置内部包含的关键零部件主要有送纸压力辊、温度传感器、恒温器、分纸器、定影上盖、定影通道架、定影出纸通道架、定影加热辊、加热辊轴套、卤素灯、定影胶辊和出纸传感器杆等。
送纸压力辊在设计时主要考虑两点。第一，在安排辊与辊之间的位置时要考虑不同纸型尺寸宽度的因素，即要确保至少有两个送纸压力辊同时参与纸张送纸工作，避免由于纸张宽度过小导致只有一个甚至是没有送纸压力辊参与纸张送纸工作，并且每种纸型的外边距离送纸压力辊的外边至少为3mm。送纸压力辊总数一般为2，可确保A4、LTR、16K、JIS-B5、A5、32K、JIS-B6和A6这几种纸型的正常送纸，如果再增加别的纸型特别是尺寸更小的纸型，可以考虑增加2个送纸压力辊，使总数变为4。第二，在设计与定影一级出纸辊的配合时要考虑送纸压力辊被压下的极限位置，确保送纸压力辊和与之配合的辊配合时要有一定的压力，否则就会出现送纸不畅的现象。
分纸器在设计时主要考虑三点。第一，在安排分纸器之间的位置时要考虑不同纸型尺寸宽度的因素，即要确保至少有两个分纸器同时参与分纸工作，避免由于纸张宽度过小导致只有一个甚至是没有分纸器参与分纸工作，并且每种纸型的外边距离分纸器的外边至少为3mm。一般情况下，分纸器总数为4，可确保A4、LTR、16K、JIS-B5、A5、32K、JIS-B6和A6这几种纸型的正常分纸。第二，在设计与定影加热辊的配合时要考分纸器最尖端的位置，要确保尖端顶在在定影加热辊的表面上，并顺着出纸方向，不能留有间隙，否则分纸器起不到分纸的作用，以致会出现卡纸现象。第三，分纸器的材料为耐高温材料，耐温要求至少为260℃，推荐材料为“PFA”。
定影上盖、定影通道架和定影出纸通道架在设计时主要考虑三点。第一，材料要求使用耐高温材料，一般使用“PET+30%GF”，并且要在图纸要求材料稳定，每批用料要一致不能有差别，否则会因为材料不一致导致整机预热时间的不一致，影响整机关键性能指标。第二，在结构设计时要考虑过纸筋引纸的方向和角度，既要保证刚转印完成的纸张能顺利运动到定影通道架上，又要保证纸张在经过定影通道架后能顺利进入到定影加热辊和定影胶辊之间完成定影，并且能够顺着定影出纸通道架运动到定影装置的外面。第三，要根据不同纸型的宽度合理安排过纸筋的位置，每种纸型的外边距离过纸筋的外边至少为3mm。
定影胶辊的设计关键在于材料选择上，中间的软质材料为硅胶，产品表面的硬度控制在40°- 50°之间。
定影加热辊本身的材料一般为“A5052”，考虑到首页预热时间要尽可能的少，壁厚应为0.8mm。表面涂层为“TEFLON”，涂层规格为：材料为“PFA+PTFE”（导电），厚度为20±7um。同时，在产品二维图上要体现“两端粗、中间细”的差异，具体可以在技术要求中说明。
加热辊轴套在设计时一定要固定牢固，与定影加热辊的孔轴配合要有0.2mm的间隙，材料要使用导电的“PPS”，使其具备导电接地的功能。
定影胶辊轴套材料使用“PPS”，在设计与定影左支架和定影右支架的配合时，单边间隙控制在0.1mm。
出纸传感器杆在设计时主要考虑触发光耦反应的关键位置，即要保证纸张只要经过出纸传感器杆的触发杆，尽管出纸传感器杆还没摆动到极限位置，光耦就必须做出信号反应，纸张运动到上极限位置时，出纸传感器杆已经离开光耦，这就能保证纸张在实际运动时（原则上是沿着定影出纸通道架上的过纸筋运动）光耦一定会发生信号反应的。在设计出纸传感器杆的遮光区域外形时要考虑两个极限位置，第一个极限位置是出纸传感器杆完全被纸张压下，此时要保证出纸传感器杆的遮光区域不能与其它地方有干涉，第二个极限位置是出纸传感器杆完全回位，此时要保证出纸传感器杆的遮光区域完全遮住光耦的信号触发区域，考虑到出纸传感器杆在回位时有一定的回弹量，所以出纸传感器杆的遮光区域要尽量大。
3 电路控制
电路设计方面主要考虑联线和卤素灯的选型。联线一般要求使用耐高温的线材，联线端子使用带自锁结构的端子，定影装置中引出来的联线要直接插到电源板上，不能插到主控板上。卤素灯要充分考虑能耗要求和首页预热时间要求，既要保证首页预热时间少，又要尽量降低能耗，卤素灯推荐使用750W的。
4 控制软件
整机在刚上电和从深度休眠中回复时，要控制卤素灯加热，同时通过温度传感器返回来的数据来判断定影装置是否到温，为了减少首頁预热时间，可以在定影装置升温接近定影温度时控制取纸机构进行取纸，等纸张运动到定影装置时，定影装置正好到达定影温度。
在整机待机的状态下，可以控制卤素灯进行间断性加热，使定影装置温度保持在一个恒定的温度下，以至于在下达打印任务时，缩短预热时间，但是，在规定卤素灯加热的时序上要同时兼顾能效等级的要求。
结束语
定影加热系统设计最关键的地方在于结构设计，结构设计的好坏直接影响到定影装置是否能够正常实现定影功能，定影中纸路的设计是重点，其中包括了分纸器的设计、过纸筋的设计和各种辊配合的设计。
电路和软件设计没有什么特殊之处，除了完成定影装置的规定功能外，另外就是要在满足能效等级要求的前提下尽量缩短首页预热时间。
参考文献
[1]激光打印机原理与检修[J]. 张新德. 家电检修技术. 2005（18）：23-26