Узел закрепления требует частого сервисного обслуживания. Детали фьюзера постоянно изнашиваются и имеют конечное время жизни. Износ деталей, их замена и связанные с этим расходы неизбежны. Обслуживание узла производится периодически.
Большинство машин (около 98%) имеют обычную систему закрепления, состоящую из нескольких валов. Верхний вал как правило изготовлен из алюминия с непригорающим покрытием, таким как тефлон. Нижний вал - стальной или алюминиевый покрыт относительно мягкой силиконовой резиной. Валы плотно прижаты друг к другу, подобно валам в стиральной машине с ручным отжимом белья. По оси верхнего вала установлена нагревательная лампа, обычно мощностью около 900 Вт. Верхний вал приводится во вращение от двигателя машины. Вращение верхнего вала передается нижнему валу. Бумага подходит к фьюзеру и попадает между валами. Линия соприкосновения валов называется «зажим». При прохождении бумаги через зажим, нагревающий вал расплавляет тонер, превращая его в жидкость. Тонер буквально впитывается в бумагу. В то же время бумага подвергается давлению валов. При остывании тонер остается связанным с волокнами бумаги. Это и называется «закрепление». Иногда нижний вал также нагревается. В некоторых машинах две нагревательные лампы устанавливаются внутри одного вала.
Верхнего вала обычно касается термистор. Термистор - это устройство, которое отслеживает температуру поверхности вала. В большинстве случаев, при увеличении температуры падает сопротивление термистора (это называется отрицательный коэффициент). Когда машина определяет, что температура поверхности вала имеет подходящее значение, она выдает сигнал, управляющий работой нагревательной лампы (см. рис. 1). Лампа отключается, вал начинает остывать. Когда температура достигнет определенного значения, сопротивление термистора возрастет, и лампа опять включится. Все это позволяет поддерживать температуру фьюзера относительно стабильной. Если все работает нормально, перегрева или недогрева происходить не будет. Однако, если термистор, управляющая плата, провода или соединители неисправны - возникнут проблемы. Наиболее серьезной и опасной проблемой является перегрев.
Однако машина имеет защиту. Поблизости от нагревательного вала, или касаясь его поверхности всегда имеется термопредохранитель или термовыключатель. Это устройство включено последовательно с нагревательной лампой. Если вал нагреется слишком сильно, термопредохранитель или термовыключатель разорвут цепь. В результате перестанет течь ток через лампу, машина перестанет работать, но это предотвратит расплавление деталей или пожар. В этом случае, машина, скорее всего, будет выдавать код неисправности. Вам нужно будет найти причину неисправности, чтобы проблема не повторилась снова. Наиболее часто неисправными бывают нагревательная лампа, термопредохранитель или термовыключатель. Лампа перегорает сама или перегорают ее контакты (электроды). Термопредохранитель или термовыключатель могут выйти из строя без всякой видимой причины. В этом случае машина не будет нагреваться или выдаст код неисправности. Ниже приведено краткое небольшое описание того, как работает фьюзер.
Существует несколько важных вещей, которые необходимо знать об узлах закрепления:
нагрев в узле происходит довольно медленно, из-за чего система управления фьюзером иногда разрегулируется и это может привести к перегоранию термопредохранителя или к появлению кода неисправности, особенно в холодную погоду;
Итак, в состав термоблока входят:
В термоблоке может располагаться также чистящий фетровый вал, собирающий на себя большую часть грязи с резинового и тефлонового валов, щетка, снимающая статический заряд с бумаги, и датчик, призванный сообщать процессору о том, что копия проходит через термоблок.
В большинстве узлов закрепления в качестве нагревательного элемента используются лампы накаливания, обеспечивающие специальному валу, изготовленному из алюминия и покрытому тефлоном (тефлоновый вал), температуру, достаточную для «запекания» тонера на бумаге, проходящей под ним на своем пути через термоблок.
Некоторые фирмы (например Canon) использует альтернативную технологию SURF (SUrface Rapid Fusing - система быстрого поверхностного нагрева), в которой место нагревательной лампы и тефлонового вала занимают керамический термоэлемент и тефлоновая пленка.
При такой схеме, когда источник тепловой энергии входит в почти непосредственный контакт с копией, энергия расходуется более эффективно и практически не требуется времени на предварительный прогрев.
Для изменения мощности, подведенной к нагрузке через симистор, может использоваться импульсно-фазовый метод управления. Сущность метода заключается в пропуске части полупериода сетевого напряжения — аналогично широтно-импульсной модуляции. Ток в нагрузке пропорционален интегралу от полученного сигнала. Открывая симистор с большей или меньшей задержкой по времени, возможно «вырезать» соответствующую часть синусоиды питающего напряжения (рис. 2). Таким образом, среднее напряжение на выходе устройства изменяется пропорционально изменению времени задержки открытия симистора.
Такой режим используется в регуляторах освещенности - диммерах, которые и используются для управления температурой в блоке фиксации тонера принтеров. В таком режиме управления не уменьшают амплитуду напряжения, а только изменяют форму синусоиды. Яркость свечения лампы накаливания, а следовательно и нагрев, пропорциональна площади под обрезанной синусоидой.
Преимуществом этого метода является то, что частота пульсаций на нагрузке остается равной сетевой, включение ламп и последующий нагрев осуществляется плавно, это способствует уменьшению вероятности перегорания лампы при включении и более равномерному запеканию тонера на бумаге. Обратной стороной являются наводки, которые могут появиться в связи с резким переключением симистора. Эти наводки плохо сказываются на электромагнитной совместимости (EMI) полученного устройства и могут вызвать ненужные переключения симистора.
Рис. 1. Пример схемы управления лампой нагрева запекающего вала блока закрепления изображения (показан момент максимального тока через лампу)
Рис. 2. Пример схемы управления лампой нагрева запекающего вала блока закрепления изображения (показан момент регулирования тока через лампу)
Альтернативным методом управления мощностью является метод пропуска периодов (on/off). Для регулирования тока через нагрузку симистор пропускает только часть периодов сетевого напряжения (см. рис. 3). Пропуск периодов позволяет решить проблему электромагнитной совместимости, так как включение симистора происходит в момент перехода сетевого напряжения через нуль.
Режим пропуска периодов применим для управления резистивными нагрузками, но не применим для осветительных приборов, так как вызывает мигание ламп накаливания в моменты регулировки температуры, т.е. поддержании ее в районе 180 С. В принтерах такой метод применяется для мгновенного разогрева ТЭНа и последующего управления. В основном он применяется для печатающих устройств малой и средней производительности со скоростью печати до 30 страниц в минуту.
Для обоих методов управления мощностью необходимо знать, когда сетевое напряжение переходит через нуль. Одним из способов является подача импульсного напряжения непосредственно на вход микроконтроллера обычно через цепи гальванической развязки-оптрон. Сигнал формируется специальной схемой, обычно она обозначается «zero cross detection circuit» результатом работы донной схемы является формирование импульсного сигнала, частота которого совпадает со входным напряжением или кратная ему. На рис. 4, 5 представлены схемы формирования сигнала «Zero» и блока фиксации изображения цветных лазерных принтеров. Сигнал формируется на выходе оптрона, и поступает на микропроцессор принтера, который в свою очередь формирует сигналы управления блоком фиксации тонера, частота и фаза которых совпадает с сигналами «ZEROХ». Импульсный сигнал поступает на микропроцессор принтера и анализируется, в случае если сигнал формируется не правильно, то выполняется обычно блокировка принтера и выставляется соответствующий код ошибки, если же сигнал сформирован правильно, микропроцессор формирует далее сигналы управления для блока фиксации тонера (FSRD). В принтерах могут применяться и специализированные микросхемы для управления симисторами, они могут быть двух типов:
Первый тип микросхемы предназначен для высокоскоростного управления нагрузкой в схемах с широтно-импульсной модуляцией. Такие схемы в момент включения мощных симисторов (тиристоров) создают большие импульсные помехи и требуют применения эффективных сетевых фильтров. Второй тип микросхем предназначен для использования в медленнодействующих малошумящих коммутаторах, в которых мощные симисторы (тиристоры) включаются при малых напряжениях (близких к нулю) и не создают больших помех.
Рис. 3. Режим управления блоком фиксации тонера ON/OFF
Рис. 4. Пример схемы формирования сигнала «ZEROX»
Рис. 5. Блок фиксации изображения
Версия сайта для слабовидящих