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2026年复印机行业技术分析:定影温度控制优化成复印机技术升级方向

2026-01-23 10:39:04报告大厅(www.chinabgao.com) 字号:T| T

  中国报告大厅网讯,2025年复印机行业朝着数字化、复合化、高可靠性方向加速迭代,定影温度控制技术作为复印机成像质量与运行安全的核心支撑,其技术升级与优化成为行业关注焦点。当前,复印机产品已形成工程复印机、数码复印机、彩色复印机等多元品类,定影组件作为成像系统的关键部件,其温度控制精度直接影响复印品质与设备寿命。传统接触式温度传感器存在易损耗、反馈误差等问题,非接触式传感器的替代应用及配套控制系统优化,成为2025年复印机行业技术升级的重要方向之一。本文将结合核心技术参数与实验数据,系统梳理复印机定影温度控制技术的发展与优化路径。以下是2026年复印机行业技术分析。

2026年复印机行业技术分析:定影温度控制优化成复印机技术升级方向

  一、复印机静电复印技术发展演进与行业现状

  《2025-2030年中国复印机市场专题研究及市场前景预测评估报告》指出,复印机自诞生以来,历经半个多世纪的技术迭代,从手动操作逐步发展为全自动、多功能设备,从模拟信号式转向数字式,从单色复印升级为多色、全彩色复印,已成为办公自动化领域不可或缺的核心设备。2025年,全球复印机行业持续保持稳定增长,产品功能进一步集成化,集复印、打印、传真、扫描于一体的多功能复合机占据市场主流,其应用场景已从传统办公延伸至家庭SOHO、工程设计等多个领域。

  静电复印技术是复印机的核心工作原理,本质上是一种光电转换过程,核心流程包括充电、曝光、显影、转印、分离、定影、清洁、消电等关键步骤。随着数字技术、激光技术、网络技术的深度融合,2025年复印机的静电复印技术已实现高度成熟,数字式复印机凭借图像编辑、高速处理、网络连接等优势,逐步替代传统模拟式复印机,市场占比超过90%。彩色复印机技术也日趋普及,通过激光扫描数字图像处理技术,可实现16pels/mm高解象力与64级灰度等级,满足用户对图像逼真度的高品质需求。

  定影组件作为复印机成像系统的核心部件,其作用是通过高温高压将显影在纸张上的碳粉树脂熔化并渗入纸中,确保影像牢固附着。2025年主流复印机的定影组件工作温度范围为65℃~165℃,电源供给直流电压为5V,针对不同纸张类型(普通纸、厚纸、OHP纸等)与工作状态,需精准匹配不同的定影温度参数,这对温度传感器的检测精度与控制系统的稳定性提出了极高要求。

  二、复印机定影技术与温度传感器应用核心解析

  2.1 复印机定影技术核心原理与参数标准

  复印机定影过程的核心是通过定影灯发热传递至热辊,主电路板控制主电机带动热辊与压辊转动,当纸张穿过两辊之间时,碳粉在高温高压作用下熔化并渗入纸张。2025年复印机定影组件普遍配置三根定影灯,主控制线路板可根据纸张大小(A3、A4、B5等)自动控制定影灯的通电数量,确保热辊温度均匀分布。同时,针对不同纸张厚度与类型,定影温度与维持温度存在明确差异,例如80g普通纸定影温度通常为160℃~170℃,135g重纸定影温度需提升至170℃~180℃,粘贴纸、回用纸等特殊纸张则需单独匹配温度参数。

  复印机在不同工作状态下的温度参数标准如下:启动温度为设备启动后热辊需达到的初始工作温度,等待温度为设备待机时的恒温标准,定影温度为复印/打印过程中的核心工作温度,维持温度为确保碳粉完全渗入纸张的后续恒温参数。

  2.2 复印机温度传感器类型及应用局限

  传感器是复印机温度控制的核心部件,用于检测热辊、压辊表面温度并反馈至主电路控制板,实现温度精准调控。2025年复印机常用的温度传感器主要分为接触式与非接触式两类,其中接触式温度传感器在传统复印机中应用广泛,其核心为半导体陶瓷热敏电阻,采用金属氧化物材料经特殊陶瓷工艺制成,可分为正温度系数(PTC)、负温度系数(NTC)、临界温度系数(CTR)三种类型。

  接触式温度传感器的优点是体积小、热惯性小、灵敏度较高,结构简单且使用方便,测量温度范围为-55~+500℃,可通过表面热敏电阻与定影辊接触感知温度,当温度达到工作标准后反馈信号至主控制板。但该类型传感器存在明显的物理结构缺陷,在运输、安装及使用过程中易受损坏,导致信息反馈错误或报警异常,不仅影响复印机正常工作,还会因非生产性损坏增加设备维护成本。

  实际应用中,若与热辊接触的接触式温度传感器损坏,可能导致定影温度未达标准或超出标准时发出错误信号,使定影灯电源提前或延迟关闭,进而造成压辊损伤(温度过高)或定影不牢固(温度过低);若与压辊接触的传感器损坏,则可能出现温度正常却错误报警、温度超标未感知等问题,均会影响复印机的复印品质与运行安全。

  2.3 复印机非接触式温度传感器的选型与优势

  为解决接触式温度传感器的应用局限,2025年复印机行业逐步推广非接触式温度传感器的应用,其核心为IC温度传感器,基于半导体二极管伏安特性与温度的关系设计,适用于-55~200℃温度范围,温度分辨率达0.1℃,精度为±0.5℃,老化率小且具备良好的互换性。与传统热敏电阻传感器相比,IC温度传感器虽单组件价格较高,但无需额外配置上拉电阻与模数转换器(ADC),整体系统成本更具优势,且在宽温度范围测量中精度更高、使用更便捷。

  2025年主流复印机定影组件选用的IC温度传感器为数字式类型,核心参数如下:内部集成13位∆-ΣA/D变换器,支持SPI及MICROWIRE兼容接口,主机可随时查询温度值,分辨率达0.0625℃;关闭状态下耗电仅7μA(典型值),工作电流典型值310μA、最大值520μA;测温范围-55~170℃,在-10~65℃时精度为±1.25℃(最大值),-25~110℃时为±2.1℃(最大值),-55~125℃时为±3℃(最大值);工作电压3~5.5V,采用SO-8封装。该参数与复印机定影组件65℃~165℃的工作温度范围、5V直流供电需求高度匹配,可实现温度精准检测。

  从机械结构设计来看,非接触式温度传感器无需接触热辊表面,只需在一定距离内设置即可,因此可将传统固定热敏电阻的板金结构更换为塑料结构,传感器嵌入塑料结构中,传感面正对热辊组件接收温度信号,通过直流线束连接至定影组件主插口,最终将信号反馈至主电路控制板,实现定影组件动作状态的精准控制。

  三、复印机定影组件结构优化与温度控制体系构建

  3.1 复印机定影组件的结构调整与布局设计

  将接触式热敏电阻传感器替换为非接触式IC温度传感器后,需对复印机定影组件的整体结构进行优化调整,确保传感器高效运行。优化后的定影组件主体结构包含热辊、压辊、非接触式温度传感器、接触式温度传感器、主灯管、副灯管、温控器、发光部等核心部件,其中接触式传感器与非接触式传感器分工协作,共同实现温度全面检测。

  两种传感器的核心机能如下:接触式温度传感器通过表面胶片与热辊表面接触感知温度,主要检测热辊端部温度及回路断线情况,确认标准为检测温度与标准设置温度的对比;非接触式温度传感器通过红外线吸收胶片检测热辊中部温度及回路断线情况,确认标准同样为检测温度与标准设置温度的对比。这种双传感器布局可实现热辊不同位置温度的全面覆盖,提升温度检测的准确性与可靠性。

  3.2 复印机定影温度定义与检测控制标准

  复印机定影组件的温度定义涵盖多种核心参数,按温度从低到高排序如下:节电温度(节电模式下的目标温度)、低温波形温度(低温波形发生后的处置判定温度)、准备温度(预热控制下接触式传感器的准备温度)、准备温度1(启动温度未达切换温度时,非接触式传感器的准备温度)、准备温度2(启动温度达切换温度以上时,非接触式传感器的准备温度)、待机温度1(非接触式传感器的待机温度)、待机温度2(预热控制下接触式传感器的待机温度)、高温波形温度及高温波形温度1(高温波形发生后的处置判定温度)、高温波形温度2(B5以下用纸复印时,小高温波形发生后的处置判定温度)、高温温度1(高温异常状态的处置判定温度)。

  为确保复印机定影温度控制的稳定性,需对定影组件的失效状态进行全面检测,核心检测项目包括8项:1. 非接触式温度传感器高温异常检测;2. 非接触式温度传感器断线检测;3. 非接触式温度传感器故障检测;4. 定影组件预热时间检测;5. 定影组件定影温度时间检测;6. 接触式温度传感器高温异常检测;7. 接触式温度传感器断线检测;8. 高温波形回复时间检测。上述检测项目若出现异常,将立即发出失效信号并反馈失效状态信息,保障设备安全运行。

  3.3 复印机定影组件的多状态控制逻辑

  复印机定影组件的工作状态与温度变化密切相关,核心状态包括关闭状态、等待状态、准备状态、待机状态、运行状态、高温波形状态、低温波形状态、节电模式状态8种,各状态之间可根据温度参数与工作指令实现有序切换,其状态变化与温度的关联关系及控制逻辑如下:

  状态控制的核心逻辑:电源开启(包括睡眠状态解除)后,定影组件从关闭状态切换至开启状态;若定影组件接通后100秒内达到启动温度,或卡纸解除、连锁开关关闭后50秒内达到启动温度,将切换至等待状态;当非接触式传感器检测温度达到准备温度1(启动温度未达切换温度)或准备温度2(启动温度达切换温度以上)时,进入准备状态;准备状态下温度达到待机温度1后,切换至待机状态;复印/打印工作开始时进入运行状态,工作结束后返回待机状态;收到节电模式指令后,从待机状态切换至节电模式状态;若温度达到高温波形温度或低温波形温度,将分别进入高温波形状态或低温波形状态,温度恢复后返回待机状态;出现紧急停止、卡纸、连锁开关开启等情况时,立即切换至关闭状态。

  3.3.1 复印机定影组件接通运行与等待状态控制

  定影组件接通运行状态的核心目的是在满足接通条件时输出运行信号,关联输入输出信号包括非接触式传感器信息、温度、温差,接触式传感器信号,接触式传感器确认信号,定影组件接通信号,以及紧急停止、连锁开关、卡纸、电源开启等信息。其开始条件为电源关闭状态切换、电源开启(含睡眠解除)、定影组件关闭状态切换,动作控制核心是确认前一项作业信息,对G4以下尺寸用纸进行走纸枚数计数,若计数超过小尺寸高温波形枚数计数值,且接触式传感器温度超过高温波形温度2,将切换至高温波形状态;作业结束后温度未达高温波形温度2时,保留前一项作业信息的计数保持时间。

  等待状态的控制核心是确保定影组件在启动阶段温度稳定上升,关联信号与接通运行状态一致,开始条件为电源开启后达到启动温度或故障解除后温度恢复,关闭条件为切换至准备状态或出现紧急故障。等待状态下,主控制板将持续监测传感器温度,确保温度按预设速率上升,为后续工作状态奠定基础。

  3.3.2 复印机定影组件准备与待机状态控制

  准备状态的核心目的是使定影组件温度达到待机标准,开始条件为等待状态下温度达到准备温度1或准备温度2,关闭条件为温度达到待机温度1或出现紧急故障。准备状态下,主控制板将调整定影灯点亮模式,确保温度平稳上升至待机温度,同时检测传感器信号是否正常,避免温度波动影响后续工作。

  待机状态的核心目的是维持温度稳定,为复印/打印工作做好准备,关联信号包括传感器温度、温差、灯管开启信号、相位信号等。待机状态下,非接触式传感器目标温度设定为待机温度1,主控制板将通过调整灯管点亮状态控制温度稳定,若收到复印/打印指令,立即切换至运行状态;若收到节电指令或出现故障,将分别切换至节电模式状态或关闭状态。

  3.3.3 复印机定影组件运行与波形状态控制

  运行状态是定影组件的核心工作状态,目的是确保复印/打印过程中温度稳定在定影温度范围,关联信号包括传感器温度、温差、灯管控制信号等。运行状态下,主控制板将根据纸张类型与尺寸,自动调整定影灯开启数量与相位,确保热辊温度均匀,碳粉充分熔化渗入纸张;同时持续监测温度,若温度超过高温波形温度或低于低温波形温度,立即切换至对应的波形状态。

  高温波形状态的目的是防止小尺寸用纸连续复印时非走纸位置温度过高,开始条件为运行状态下温度达到高温波形温度、高温波形温度1或高温波形温度2,关闭条件为温度恢复至待机温度1或出现紧急故障。动作过程为作业结束后计算经过时间,启动待机温度控制,小尺寸用纸场景下温度恢复至小尺寸高温波形回归温度时,清除连续走纸枚数计数,随后返回待机状态。

  低温波形状态的目的是防止热辊温度过低导致定影不良,开始条件为运行状态下非接触式传感器温度低于低温波形温度,关闭条件为温度恢复至待机温度1或出现紧急故障。动作过程为作业结束后,将非接触式传感器目标温度设定为待机温度1,调整灯管点亮状态,温度达标后返回待机状态。

  3.3.4 复印机定影组件节电与关闭状态控制

  节电模式状态的核心目的是减少复印机闲置时的耗电量,开始条件为待机状态下收到节电模式指令,关闭条件为收到睡眠指令、常规模式指令或出现紧急故障。动作过程为将非接触式传感器目标温度设定为节电温度,仅开启主灯管,实施温度精准控制;连锁开关切换后收到常规模式指令时,切换至等待状态;温度达到节电温度后,维持恒温以降低能耗。

  关闭状态的目的是在故障或停机时熄灭灯管,保障设备安全,开始条件为出现紧急停止、卡纸、连锁开关开启,或等待状态、节电模式状态下收到睡眠指令,关闭条件为电源开启、卡纸解除且连锁开关关闭或电源关闭。动作过程为立即熄灭点亮的灯管,经过50秒后输出定影组件关闭信号,确保设备完全停机。

  四、复印机定影组件出错检测控制与故障防护

  复印机定影组件的出错检测控制是保障设备安全运行与复印品质的核心环节,通过对传感器、灯管、温度时序等关键环节的检测,及时发现异常并采取防护措施。出错检测控制体系涵盖9项核心检测项目,每项检测均明确了目的、关联信号、检测条件、解除方法与后续动作,确保异常情况早发现、早处置。

  4.1 复印机非接触式温度传感器出错检测控制

  4.1.1 高温异常检测

  核心目的是防止非接触式传感器高温异常导致复印机与定影组件损坏,检测对象为除左手门连锁开关开启、系统出错外的所有状态。检测条件为非接触式传感器连续10次检测温度超过高温温度1,或电源启动(含睡眠解除)时高温检查标志为“1”,检测时采用温度AD值变换后的温度值,而非5次平均值。解除方法为清除系统记录履历,检测后动作为切断定影组件电源,切换至关闭状态,记录高温异常检测履历为“1”。

  4.1.2 断线检测

  核心目的是检测非接触式传感器温度检测回路异常,检测对象为除左手门连锁开关开启、系统出错外的所有状态。检测条件为非接触式传感器无温度读数,且接触式传感器温度读数在20℃以上,检测时采用断线AD值而非5次平均值。解除方法为电源关闭后重新开启,检测后动作为切断定影组件电源,切换至关闭状态。

  4.1.3 故障检测

  核心目的是检测非接触式传感器与接触式传感器温度读数差异过大的故障,检测对象为除左手门连锁开关开启、系统出错、启动控制状态外的所有状态。检测条件为连续10次以上两种传感器温度读数差值超过标准设定值。解除方法为电源关闭后重新开启,检测后动作为切断定影组件电源,切换至关闭状态。

  4.2 复印机定影组件时序与接触式传感器出错检测

  4.2.1 预热时间出错检测

  核心目的是检测灯管点亮后温度未按时达到准备温度的异常,检测对象为等待状态。检测条件为等待状态开始时温度Tws≤50℃时,到达准备温度时间超过60秒;50℃100℃时,超过20秒。计时清除条件为切换至非等待状态,解除方法为电源关闭后重新开启,检测后动作为切断定影组件电源,切换至关闭状态。

  4.2.2 开启时间出错检测

  核心目的是检测超过开启时间出错发生时间后,主/副灯管仍持续点亮的异常,检测对象为待机状态、低温波形状态、节电模式状态。检测条件为超过出错发生时间后,灯管点亮信号持续存在,灯管在主/副之间切换时计时不中断。计时清除条件为切换至关闭状态或对应工作状态,解除方法为电源关闭后重新开启,检测后动作为切断定影组件电源,切换至关闭状态。

  4.2.3 接触式传感器高温异常与断线检测

  接触式传感器高温异常检测的核心目的是防止传感器高温损坏复印机,检测对象为除左手门连锁开关开启、系统出错外的所有状态,检测条件为连续3次检测到高温温度以上的AD值,或电源启动时高温检查标志为“2”,解除方法为清除系统履历,检测后动作为切断电源并切换至关闭状态,记录标志为“2”。

  接触式传感器断线检测的核心目的是检测温度检测回路异常,检测对象为除左手门连锁开关开启、系统出错外的所有状态,检测条件为连续3次读取的断线AD值≥900,解除方法为电源关闭后重新开启,检测后动作为切断定影组件电源,切换至关闭状态。

  4.3 复印机定影组件其他关键出错检测控制

  4.3.1 高温波形回复时间出错检测

  核心目的是防止热辊温度过低导致设备损坏,检测对象为高温波形状态。检测条件为进入高温波形状态后,经过时间超过高温波形回复时间,计时清除条件为切换至非高温波形状态。解除方法为电源关闭后重新开启,检测后动作为切断定影组件电源,切换至关闭状态。

  4.3.2 副灯管断线检测

  核心目的是检测副灯管断线,防止低温波形发生时设备损坏,检测对象为待机状态、运行状态。检测条件为副灯管点亮后,热辊温度较基准温度下降超过20℃,计时清除条件为副灯管熄灭。解除方法为电源关闭后重新开启,检测后动作为切断定影组件电源,切换至关闭状态。

  复印机行业定影组件出错检测控制体系的核心优势的是,通过显示不同出错代码提示故障原因,并立即停止设备运行,最大程度保障复印品质与使用者安全,降低设备损坏风险与维护成本。

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