DE3018859C3 - Elektrostatisches Bildaufzeichnungsgerät - Google Patents
Elektrostatisches BildaufzeichnungsgerätInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrostatisches
Bildaufzeichnungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein elektrostatisches Bildaufzeichnungsgerät dieser Art
ist aus der US 3 735 092 bekannt. Wird dort der Betrieb
nach einer nur kurzen Unterbrechung beispielsweise eines
Mehrfach-Bildaufzeichnungsvorganges wiederaufgenommen,
ohne daß während dieser Unterbrechung das Bildaufzeichnungsgerät
abgeschaltet wurde, wird gleichzeitig auch die
Überwachung eines als Temperaturfühler für die Wärmefixiervorrichtung
dienenden Thermistors durch eine dort
vorgesehene Überwachungseinrichtung fortgesetzt.
Ist die Ursache für eine solche Unterbrechung des Bildaufzeichnungsvorgangs
beispielsweise ein Papierstau oder
fehlendes Papier im Bildaufzeichnungsgerät, verstreicht
bis zur Fortsetzung des Bildaufzeichnungsvorgangs nach
Beseitigung der Ursache nur ein relativ kurzer Zeitraum
von wenigen Minuten. Zur Vermeidung einer Überhitzung des
Bildaufzeichnungsgeräts, wird bei einer solchen, nur kurzen
Unterbrechung des Bildaufzeichnungsvorganges üblicherweise
zwar die Heizeinrichtung der Wärmefixiervorrichtung,
nicht aber das gesamte Bildaufzeichnungsgerät
abgeschaltet. Somit kann bei Wiederinbetriebnahme des
Bildaufzeichnungsgeräts die Temperatur der Heizeinrichtung
der Wärmefixiervorrichtung bereits so weit abgesunken
sein, daß der Widerstand des Thermistors derart hochohmig
geworden ist, daß die Überwachungseinrichtung eine
Unterbrechung des Thermistors zu erkennen glaubt.
Zur Vermeidung einer solchen Fehlerkennung ist dort eine
Zeitgebereinrichtung vorgesehen, die eine Weitergabe des
Meldesignales der Überwachungseinrichtung für einen Zeitraum
unterdrückt, der im Normalfall ausreicht, um die
Wärmefixiervorrichtung bis zur Betriebstemperatur aufzuheizen.
Bei einem intakten Thermistor ist dessen Widerstand
nach diesem Zeitraum bereits wieder so weit abgefallen,
daß die Überwachungseinrichtung das Meldesignal
zurücknimmt, bevor die Zeitgebereinrichtung dessen Weitergabe
ermöglicht. Hierdurch wird eine ungerechtfertigte
Sicherheitsabschaltung des Bildaufzeichnungsgerätes
vermieden. Eine derartige ungerechtfertigte Sicherheitsabschaltung
kann bei dem aus der US 3 735 092 bekannten
Bildaufzeichnungsgerät aber nur dann verhindert
werden, wenn das Bildaufzeichnungsgerät nach einer längeren
Ruhepause neu in Betrieb genommen wird. Im Falle einer
Wiederinbetriebnahme des Bildaufzeichnungsgerätes
nach einer nur kurzen Unterbrechung kann daher der Fall
auftreten, daß die Unterbrechungseinrichtung das gesamte
Bildaufzeichnungsgerät wegen einer vermeintlichen Unterbrechung
des Thermistors sofort wieder abschaltet. Eine
solche Fehlabschaltung verhindert somit die Fortsetzung
des Bildaufzeichnungsvorganges nach einer nur kurzen Unterbrechung
und führt letztlich zum Abbruch des bisher
nur unterbrochenen Bildaufzeichnungsvorganges.
Die DE-OS 25 07 559 beschreibt ein elektrostatisches
Bildaufzeichnungsgerät mit einer Wärmefixiervorrichtung,
bei der die Funktionsfähigkeit eines Thermistors mittels
einer Rückkopplungsschleife überwacht wird, so daß eine
Betriebsstörung aufgrund einer Schadhaftigkeit des Thermistors
erkannt wird.
Gemäß der DE-OS 26 35 019 wird die Steuerschaltung eines
Heizelements überwacht.
In der DE-AS 25 31 379 ist ein Prüfgenerator zur Überwachung
der Schleifkontakte eines Temperaturfühlers angegeben.
Weiterhin zeigt die DE-AS 24 29 584 eine Temperatursteuerschaltung,
bei der das Potential an einem Temperaturfühler
überwacht wird, um eine Unterbrechung der Verbindung
zwischen Heizeinrichtung und Temperaturfühler festzustellen
und dadurch eine Beschädigung der beheizten
Teile zu verhindern.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein elektrostatisches
Bildaufzeichnungsgerät gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß
eine störungsfreie Funktion der Überwachungseinrichtung
bei Wiederaufnahme der Stromversorgung der Wärmefixiervorrichtung
im eingeschalteten Zustand des Bildaufzeichnungsgerätes
nach einer aufgetretenen Störung mit einfachen Mitteln
sichergestellt ist.
Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des
neuen Patentanspruchs 1 angegebenen Mitteln auf besonders
vorteilhafte Art und Weise gelöst.
Bei der Ermittlung eines Störzustandes durch die Störungserfassungsanordnung
und der damit einhergehenden Unterbrechung
der Stromversorgung der Wärmefixiervorrichtung
wird bei dem erfindungsgemäßen Bildaufzeichnungsgerät
demzufolge die Zeitgebereinrichtung zurückgesetzt und
die
Überwachungseinrichtung außer Betrieb gesetzt wird. Bei
Wiederaufnahme der Stromversorgung der Wärmefixiervorrichtung
nach Beendigung des Störzustandes wird dann
zunächst nur die Zeitgebereinrichtung gestartet und erst
nach Ablauf einer durch die Zeitgebereinrichtung fest
vorgegebenen Verzögerungszeit die Überwachungseinrichtung
wieder in Betrieb genommen wird. Durch diese
Vorgehensweise ist mit einfachen Mitteln eine
störungsfreie Funktion der Überwachungseinrichtung zum
Überwachen des Temperaturfühlers gewährleistet.
In den Unteransprüchen 2 und 3 sind vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels
des Bildaufzeichnungsgeräts.
Fig. 2 ist ein Schaltbild für ein Beispiel einer Anzeigesteuerschaltung.
Fig. 3 ist ein Schaltbild für ein Beispiel einer Stromversorgungsschaltung
in dem Bildaufzeichnungsgerät nach
Fig. 1.
Fig. 4 ist ein Schaltbild einer Temperatursteuerschaltung
nach dem Stand der Technik.
Fig. 5 ist ein Schaltbild einer Temperatursteuerschaltung
in einer Fixiervorrichtung des
Geräts nach Fig. 1.
Fig. 6 und 7 sind Zeitdiagramme für den Betrieb
der Steuerschaltung nach Fig. 5.
Fig. 8 ist ein Zeitdiagramm für den Betrieb bei
einer Unterbrechung eines Thermistors in
dem Gerät nach Fig. 1.
Fig. 9 ist ein Schaltbild einer Ablauffolge-
Anzeige-Schaltung bei dem Gerät.
Die Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein
Bildaufzeichnungs- bzw. Kopiergerät. Bei diesem Ausführungsbeispiel
sind vorgesehen ein hin- und herbewegbarer
Auflagetisch 1 für eine Vorlage, eine
drehbare Trommel 2 mit einem nahtlosen photoleitfähigen
Material an ihrem Umfang, eine Lampe 3 für das
Belichten der Trommel 2 mit dem Bild der Vorlage
1, ein Korona-Lader 5 zum Vor-Laden
der Oberfläche des photoempfindlichen Materials auf
positive Polarität, ein Korona-Lader 6 zum Entladen
der Oberfläche des photoempfindlichen Materials auf
negative Polarität unter gleichzeitiger bildmäßiger
Belichtung, eine Entwicklungsvorrichtung 8 zum
Entwickeln eines Ladungsbilds, ein Lader 90 zur
Übertragung des entwickelten Bilds auf Übertragungs- bzw.
Bildempfangspapier 9, eine Kassette 10, die eine
Anzahl Blätter des Papiers 9 enthält und die abnehmbar
an dem Gerätegehäuse angebracht ist, eine Aufnahme 12
für von Hand zugeführtes Bildempfangspapier, eine
Walze 13 für die Zufuhr des Papiers aus der Kassette,
ein paar Walzen 14 für die Zufuhr des Papiers aus
der Aufnahme 12, Mikroschalter 15 und 16 als
Detektoren für die Erfassung des von Hand eingegebenen
Papiers, ein paar Ausricht- bzw. Registrierwalzen
17 zum Ausrichten des Vorderrandes des Bildempfangspapiers
auf den Vorderrand des Bilds an der Trommel,
eine Walze 18 für das Ablösen des Papiers von der
Trommel, ein Band 19 für den Transport des Papiers,
Fixierwalzen 20, Walzen 21 für den Ausstoß des Papiers
auf eine Ablage 22, eine Reinigungs-Rakel 23 für das
Entfernen irgendwelchen zurückgebliebenen Toners bzw. Entwicklers von
der Trommel, eine Magnetwalze 4 zum Sammeln des
mittels der Rakel 23 entfernten Toners, ein Behälter 7
für die Aufnahme des mittels der Magnetwalze 4 gesammelten
Toners, ein Negativ-Korona-Lader 24 zum
Entfernen irgendwelcher an der Trommel zurückgebliebener
Ladung, ein Verschluß 25 zum direkten Aufbringen des
Lichts aus der Belichtungs-Lampe 3 auf die belichtete
Fläche der Trommel für eine vorbestimmte Zeitdauer,
Spiegel 26 und 28, die das Licht von der Lampe 3
direkt auf die Trommeloberfläche richten, und ein
Zellenlinsen-Objektiv bzw. "Cellfock"-Objektiv 27, mit
dem das von der Vorlage reflektierte Licht der Lampe 3
auf der Trommeloberfläche abgebildet wird.
Die Betriebsweise ist folgende: Wenn ein Hauptschalter
geschlossen wird, wird ein Antriebsmotor für
die Trommel 2 eingeschaltet, die Lampe 3 eingeschaltet
und der Verschluß 25 geöffnet, während zugleich der
Korona-Lader 6 gespeist wird und die Trommel 2 umläuft.
Dadurch wird die Trommeloberfläche vorgereinigt,
um damit von ihr irgendwelche Reste an Toner,
Ladung oder Speicherinhalt zu entfernen. Wenn die
Fixierwalzen 20 mittels eines inneren Heizelements auf
die Fixiertemperatur erwärmt sind, wird ein Kopiersignal
erzeugt. Wenn ein Kopierschalter nicht geschlossen
wird oder nicht von Hand ein Blatt Bildempfangspapier
eingeführt wird, dreht die Trommel danach noch
weiter und wird in ihrer Drehung angehalten, wenn eine
vorbestimmte Anzahl von Impulsen eines Drehcodierers
gezählt sind, der in dem Trommelantriebssystem
angebracht ist und der für einen vollen Umlauf der
Trommel n Impulse erzeugt. Dieser Trommelumlauf wird
als erste Vor-Drehung bezeichnet.
Wenn während des Umlaufs oder des Anhaltens der
Trommel der Kopierschalter geschlossen wird oder von
Hand ein Blatt eingeführt wird, wird der Verschluß 25
geschlossen und die Trommel 2 führt im wesentlichen
einen vollen Umlauf aus (der nachstehend als zweite
Vor-Drehung bezeichnet wird); danach beginnt die Vorwärtsbewegung
bzw. der Vorlauf des Auflagetischs 1 und
die Schlitzbelichtung der Vorlage auf dem Auflagetisch
1. Über das Zellenlinsen-Objektiv wird die
Trommel schlitzförmig mit dem Reflexionsbild der Vorlage
belichtet. Das photoleitfähige Material der Trommel
weist in Aufeinanderfolge von der Oberfläche her eine
Isolier-Deckschicht, eine photoleitfähige Schicht und
eine elektrisch leitende Schicht auf; wenn die mittels
des Laders 5 geladene Oberfläche die Belichtungsfläche
erreicht, wird mittels des Negativ-Laders 6 und des
optischen Bilds die Positiv-Ladung entfernt. Wenn die
Oberfläche eine Totalbelichtungs-Fläche erreicht, wird
durch das Licht von dem Spiegel 26 auf der Trommeloberfläche
ein Ladungsbild hohen Kontrasts erzeugt. In dem
Entwicklungsbereich wird auf das laltente bzw. Ladungsbild
Toner aufgebracht, so daß es in ein sichtbares
Bild entwickelt wird. In dem Bildübertragungs-Bereich
wird durch das Positiv-Potential des Bildübertragungs-
Laders das sichtbare Bild auf das Übertragungs- bzw.
Bildempfangspapier oder Kopierpapier übertragen. Das
Papier wurde durch die Zeitsteuerung der Papierzufuhr-Walze
13 zugeführt und durchläuft mit Hilfe der Registrierwalzen
17 den Bildübertragungs-Bereich mit der
Umfangsgeschwindigkeit der Trommel. Nach der Bildübertragung
wird das Papier mittels der Walze 18 von der
Trommel gelöst und mittels des Bandes 19 zu den Fixierwalzen
20 befördert, durch die das Bild auf dem Bildempfangspapier
fixiert wird, das dann mittels der
Walzen 21 auf die Ablage 22 ausgestoßen wird. Nach
Abschluß der Bildübertragung wird die Trommelfläche
mittels der Rakel 23 gereinigt, mittels des Laders
24 entladen und durch das Licht von der Lampe 3 über
den Spiegel 28 von einem
Speicherinhalt befreit.
Wenn ein- und dieselbe Vorlage kontinuierlich
kopiert wird, wiederholt der Auflagetisch 1 seine Hin-
und Herbewegung bis eine mittels
einer Zehnertastatur an dem
Bedienungsteil des Geräts gewählte Anzahl erreicht ist.
Die Fig. 2 zeigt als Beispiel eine
Schaltung, die ein Wartesignal WAIT abgibt. In
der Figur sind R₁ bis R₃ Widerstände, die zusammen mit
einem Thermistor Th eine Temperaturmeßbrücke bilden.
Q30′ bezeichnet einen Rechenverstärker, der den Pegel
"0" abgibt, wenn die Temperatur des Thermistors Th unterhalb
einer vorbestimmten Temperatur liegt, und der den
Pegel "1" abgibt, wenn die Temperatur des Thermistors
Th oberhalb der vorbestimmten Temperatur, nämlich der
Fixiertemperatur liegt. Q31′ ist ein Thyristor, der
durch das Ausgangssignal "1" des Rechenverstärkers
durchgeschaltet wird. Q32′ ist ein Transistor, der durch das
Ausgangssignal "1" des Rechenverstärkers durchgeschaltet
wird und ein Relais K1 für die Stromversorgung eines
Heizelements H1 erregt. AC ist eine Wechselstromversorgung,
während Q35 und Q36 NAND-Glieder sind. Q38 ist
ein UND-Glied zur Steuerung der Funktion der
Warteanzeigelampe 46. Q39 ist ein UND-Glied, das das Signal
START für das Starten des Kopiervorgangs abgibt. INV10
und 11 sind Inverter. Q40
ist ein Transistor für das
Einschalten einer Warteanzeigelampe 46. CPU ist eine Kopier-
Ablaufsteuerschaltung. COPY ist ein Signal, das anzeigt,
daß der Kopierzyklus ausgeführt wird, und dessen Zeitdiagramm
aus der Fig. 6 ersichtlich ist. OSC1 und OSC2
sind Oszillatoren, die verschiedene Schwingfrequenzen
haben und die auf das Schließen des Hauptschalters hin
in Betrieb gesetzt werden.
Die Fig. 3 zeigt schematisch ein Beispiels der
Stromversorgungsschaltung. Sie weist eine Sicherung
FS, einen Niederspannungstransformator LVT zur Erzielung
von Steuerungs-Speisespannungen Vc und Vcc, einen Hochspannungstransformator
HVT für den Betrieb der Korona-
Lader, einen Transformator MVT für den Betrieb mittlerer
Verbraucher wie einer Halogen-Lampe, eine Schaltung
CV zum Stabilisieren der Ausgangsspannungen Vc und
Vcc sowie einen Gleichrichter REC auf.
Die Betriebsweise ist folgende: Wenn der Hauptschalter
39 geschlossen wird, werden die Gleichspannungen
Vc und Vcc abgegeben, um damit die Schaltung nach Fig. 15
in Betrieb zu setzen. Wenn die Temperatur der Fixierwalzen
so gering ist, daß das Kopieren unmöglich ist,
gibt der Rechenverstärker aufgrund des hohen Widerstands
des Thermistors Th das Ausgangssignal "0" ab, so daß
der Thyristor Q31′ gesperrt gehalten wird und folglich
mit der Spannung Vc das Wartesignal WAIT abgegeben
wird. Andererseits wird von dem Transistor Q32′ das
Relais K1 erregt, um das Heizelement H1 zu erwärmen.
Folglich wird selbst bei Drücken der Kopiertaste 40 durch
das UND-Glied Q39 ein Beginnen der Blattzufuhr und der
Abtastung verhindert. Das NAND-Glied Q35 nimmt jedoch
als Eingangssignale das Signal aus dem Oszillator OSC1
und das Kopiersignal COPY als Signal "0" auf, so daß
daher von dem UND-Glied Q38 ein mit dem Signal des
Oszillators OSC1 synchrones Signal abgegeben wird. Da an
den zweiten Eingang des UND-Glieds Q38 ein sich aus dem
"0"-Signal aus dem Signal COPY ergebendes Signal "1"
angelegt ist, wird der Transistor Q40 synchron mit dem
Signal aus dem Oszillator OSC1 ein- und ausgeschaltet,
so daß damit auch synchron mit der Periode des Oszillators
OSC1 die Warteanzeigelampe 46 ein- und ausgeschaltet
wird. Dies ergibt für die Bedienungsperson eine
Warnmeldung darüber, daß das Kopieren unmöglich ist. Wenn
der Thermistor Th die Fixiertemperatur erreicht, wird
der Thyristor Q31′ durch das Ausgangssignal des Rechenverstärkers
Q30′ durchgeschaltet, so daß das Signal
WAIT zu "0" wird. Andererseits wird das Relais K1 aber
regt, so daß die Stromversorgung des Heizelements H1
beendet wird. Das Ausgangssignal des NAND-Glieds Q35
wird zu "1", so daß folglich durch das Signal "1" des
UND-Glieds Q38 der Transistor Q40 ständig durchgeschaltet
wird, um damit die Lampe 46 einzuschalten. Da ein
Eingangssignal des UND-Glieds Q39 zu "1" wird, wird
die Aufnahme des Kopiertasten-Signals möglich, so daß
daher das Gerät in dem sog. Bereitschaftszustand steht.
In diesem Fall verbleibt aufgrund der Stromversorgungs-
Haltefunktion des Thyristors das Wartesignal WAIT auf
"0" selbst dann, wenn zur Einhaltung der Fixiertemperatur
an dem Fixierbereich eine Ein- und Ausschaltsteuerung
des Heizelements H1 erfolgt; daher tritt keine
Fehlanzeige auf.
Wenn während dieses Bereitschaftszustands der Hauptschalter
39 ausgeschaltet wird, werden die Spannungen
Vc und Vcc ausgeschaltet, so daß daher trotz der vorstehend
genannten Haltefunktion des Thyristors die Stromversorgung
der Warteanzeigelampe 46 unterbrochen wird,
so daß diese abgeschaltet wird. Daher kann die Bedienungsperson
an dieser Lampe 46 auch den Stromversorgungszustand
des Geräts erkennen.
Wenn der Hauptschalter 39 wieder geschlossen wird,
wird der Thyristor sofort über den Rechenverstärker
durchgeschaltet, da die Fixierwalze, und damit der Thermistor
Th nicht abgekühlt sind; dadurch wird gemäß den vorangehenden
Ausführungen die Lampe 46 ständig eingeschaltet,
so daß das Gerät wieder den Bereitschaftszustand
einnimmt.
Wenn während dieses Bereitschaftszustands die
Kopiertaste 40 gedrückt wird, wird an die Steuereinheit
CPU das Startsignal START abgegeben, um damit den
Betrieb des Hauptmotors, der Papierzufuhrvorrichtung und
der Abtastvorrichtung einzuleiten. Die Steuereinheit CPU
gibt das Kopiersignal COPY ab, so daß das Ausgangssignal
des NAND-Glieds Q35 ständig auf "1" gehalten
wird, während von dem NAND-Glied Q36 eine Impulsfolge
aus dem Oszillator OSC2 abgegeben wird. Folglich schaltet
das UND-Glied Q38 den Transistor Q40 synchron mit dem
Oszillator OSC2 ein und aus, wodurch der Transistor
die Lampe 46 mit einer Wiederkehrdauer ein- und ausschaltet,
die länger als diejenige des Oszillators OSC1
ist. Wenn die Abtastungen für eine vorgewählte Anzahl
von Kopien abgeschlossen sind und der Auflagetisch
an seiner Umkehrstellung eintrifft, wird das Kopiersignal
COPY zu "0", so daß wieder der Bereitschaftszustand
herbeigeführt wird, wobei die Lampe 46 auf Dauerbetrieb
geschaltet wird; dadurch wird der Auflagetisch für den
Empfang eines erneuten Kopierstart-Befehls bereit.
Wenn zu diesem Zeitpunkt die Kopiertaste gedrückt
wird, wird der gleiche Vorgang wie bei der vorherigen
Vorwahl-Anzahl von Kopien erneut eingeleitet, ohne daß
die Anzahl der Kopien erneut gewählt wird. Dieser erneute
Start erfolgt auf die gleiche Weise wie bei dem kontinuierlichen
Kopieren, bei dem der Auflagetisch selbst
bei seiner Rückkehr in seine Haltestellung nicht angehalten
wird, sondern mit der Abtastung fortfährt.
Wenn der Hauptschalter 39 geöffnet wird, ohne daß
das Kopieren erneut gestartet wird, wird die Lampe 46
abgeschaltet, um damit anzuzeigen, daß die Spannungen
an den Verbrauchern wie den Kupplungen, dem Hauptmotor,
den Korona-Ladern usw. abgeschaltet sind.
Es ist ferner möglich, daß nach dem Öffnen des
Hauptschalters 39 die Leistungszufuhr zu der Lampe 46
herabgesetzt wird, um den Ausschaltzustand anzuzeigen.
Dies ist in dem Fall wirkungsvoll, daß die zentrale
Steuereinheit CPU selbst bei Öffnen des Hauptschalters
39 ständig in Betrieb gehalten wird, so daß der Funktionszustand
von Speichern aufrechterhalten wird. Insbesondere
dann, wenn eine Hemmung eines Blatts zu beheben ist,
ist es häufig der Fall, daß der Hauptschalter 39 geöffnet
wird; in einem solchen Fall ist es nicht vorteilhaft,
die in dem Speicher gespeicherte Vorwähl-Anzahl zu
löschen, so daß daher die Verwendung der Anzeigelampe
46 zur Anzeige des Speicher-Einschaltzustands sehr
zweckdienlich ist.
Die Fig. 4 der Zeichnung zeigt eine an sich bekannte Schaltung,
mit der ein Widerstandswert-Unterschied des Thermistors
erfaßt und dessen Unterbrechung oder Abtrennung ermittelt
werden kann. Die Schaltung hat zusätzlich zu einer
bekannten Brücken-Temperaturmeßschaltung eine
Unterbrechungs-Ermittlungsbrücke aus Widerständen R6, R7 und
R3 und dem Thermistor TH1 und ist so geschaltet, daß sie die
Unterbrechung des Thermistors TH1 mittels eines Rechenverstärkers
Q2 erfaßt, der einen Transistor Q3 sperrt
und dadurch die Stromversorgung eines Heizelements H1
abschaltet.
Die Fig. 5 zeigt schematisch ein Schaltungsbeispiel für eine
Überwachungseinrichtung zum Erfassen einer Unterbrechung des Temperaturdetektors
in dem Bildaufzeichnungsgerät. In der Fig. 5 ist
H21 ein Heizelement, das in die Fixierwalze 20 eingesetzt
ist; TF ist eine Temperatursicherung, die bei
einer hohen Temperatur unterbricht; Q30-1 ist ein
Triac zum Schalten des Heizelements H21; Q30-2 ist
eine Leuchtdiode zum Ein- und Ausschalten des Triacs
Q30-1 und bildet mit diesem zusammen einen Photothyristor
Q30. TH21 ist ein Thermistor, der mit der
Walze 20 in Berührung ist; R29, R33 und R34 sind
Widerstände, die zusammen mit dem Thermistor TH21 eine
Brücke bilden; Q23 ist ein Rechenverstärker für die
Temperatursteuerung; Q29 ist ein Transistor zur
Steuerung des Photothyristors Q30; Q24 ist ein Rechenverstärker;
R28 und R32 sind Widerstände zur Vorspannungseinstellung
für die Rechenverstärker Q23 und Q24; Q26
und Q28 sind Transistoren für die Wartezustandsanzeige;
Q27 ist ein Thyristor; der Widerstand R29 und Widerstände
R30 und R31 dienen zur Ermittlung der
Unterbrechung bzw. Abtrennung des Thermistors TH21; Q25
ist ein Transistor; R21, R22, R23 sind Widerstände,
C21 ist ein Kondensator und Q21 ist ein Rechenverstärker,
die zusammen einen Zeitgeber für die Sperrung der
Ermittlung der Unterbrechung bilden; Q22 ist ein
Transistor für die Ausgabe eines Zeitgeber-Ausgangssignals;
LED21 und LED22 sind Leuchtdioden für die Überwachung
der Ausgangssignale der Rechenverstärker Q23 und Q24;
WAIT ist das Wartesignal zur Sperrung des Kopierens;
JAM ist das Signal, mit dem mittels einer nicht gezeigten
Schaltung eine Hemmung bzw. ein Festsitzen des
Bildempfangspapiers auf seiner Bahn angezeigt wird.
Der Betriebsablauf ist folgender: Wenn der Hauptschalter
39 geschlossen wird, wird diese Schaltung, das
Heizelement usw. mit Strom versorgt; unmittelbar danach
ist der Widerstandswert des Thermistors TH21 hoch,
so daß daher mit der Brückenschaltung mit den
Widerständen R29, R33 und R34 das Ausgangssignal des
Rechenverstärkers Q23 hohen Pegel annimmt (der nachstehend
als "H" bezeichnet wird). Dementsprechend wird der
Transistor Q29 durchgeschaltet, so daß dem Heizelement
H21 Leistung zugeführt wird. Gemäß der späteren Beschreibung
ist der Transistor Q28 durchgeschaltet, so daß
das Signal WAIT den Pegel "H" annimmt, um dadurch das
Starten des Kopierens zu unterbinden. Wenn das Heizelement
H21 ausreichend aufgeheizt ist und die Fixierwalze
20 die Fixiertemperatur erreicht, sinkt der
Widerstandswert des Thermistors TH21 unter einen vorbestimmten
Wert ab, so daß das Ausgangssignal des Rechenverstärkers
Q23 einen (nachstehend mit "L" bezeichneten) niedrigen
Pegel annimmt, wodurch der bisher durchgeschaltete Transistor
Q26 gesperrt wird. Dementsprechend wird der Thyristor
Q27 durch die Spannung +24 V gezündet und durchgeschaltet,
wobei er seinen Einschaltzustand beibehält. Auf diese
Weise wird durch das Sperren des Transistors Q28 das
aus dem Wartesignal, das bisher den Pegel "H" hatte,
das invertierte Wartesignal zu "H", so daß ein
Warteabschlußsignal abgegeben wird. Das heißt, sobald
das Heizelement seine Solltemperatur erreicht hat, wird
danach unabhängig von dem Ausgangssignal des Rechenverstärkers
Q23 das Warteabschlußsignal aufrechterhalten.
Die Temperatursteuerung des Heizelements H21 erfolgt
durch Steuerung des Triacs entsprechend dem Ein- und
Ausschalten des Ausgangssignals des Rechenverstärkers
Q23, wodurch die Oberflächentemperatur der Fixierwalze
20 konstant gehalten wird.
Nachstehend wird die Schaltung der Überwachungseinrichtung zum Erfassen
einer Unterbrechung des Temperaturdetektors bzw. Thermistors
beschrieben. Die Widerstände R30 und R31
werden so gewählt, daß das Ausgangssignal des Rechenverstärkers
Q24 auf dem Pegel "H" gehalten wird, wenn der
Thermistor TH21 einen Widerstand von 1 M Ω oder darüber
hat. Bei der Anfangsstufe nach dem Schließen des
Hauptschalters wird der Kondensator C21 mit der Zeitkonstante
aus dem Kondensator C21 und dem Widerstand R23 geladen,
wobei das Ausgangssignal des Rechenverstärkers Q21
den Pegel "H" hat, bis die Spannung an dem Kondensator
C21 den mittels der Widerstände R21 und R22 eingestellten
Spannungspegel erreicht. Dementsprechend nimmt während
dieser Zeit der Transistor Q22 den Pegel "L" an, so daß
sich folglich die gleiche Wirkung wie die Wirkung durch
ein Ausgangssignal "L" des Rechenverstärkers Q24 ergibt;
dadurch wird unabhängig von dem Ausgangssignal des
Rechenverstärkers Q24 der Transistor Q25 gesperrt. Dementsprechend
wird der Rechenverstärker Q23 über die Diode
D27 nicht beeinflußt, so daß daher der Transistor Q29
entsprechend dem Ausgangssignal des Rechenverstärkers
Q23 ein- und ausgeschaltet wird, um dadurch die
Temperatursteuerung herbeizuführen.
Wenn der Kondensator C21 geladen wird und seine
Spannung den mittels der Widerstände R21 und R22 eingestellten
Spannungspegel übersteigt, nimmt das Ausgangssignal
des Rechenverstärkers Q21 den Pegel "L" an,
wodurch der Transistor Q22 gesperrt wird. Dabei nimmt
das Ausgangssignal des Rechenverstärkers Q24 den Pegel
"H" an, wenn der Thermistor TH21 zum Zeitpunkt des
Schließens des Hauptschalters den Unterbrechungs-Zustand
annimmt, wodurch der Transistor Q25 durchgeschaltet wird,
während der Transistor Q29 gesperrt wird. Folglich wird
die Stromversorgung des Heizelements H21 unterbrochen.
Somit wird nach Ablauf der durch den Widerstand R23
und den Kondensator 21 bestimmten Zeitdauer des
Zeitgebers das Ausgangssignal des Rechenverstärkers Q24
für die Ermittlung der Unterbrechung zu dem Transistor
Q25 übertragen; durch geeignete Wahl der Zeitkonstante
des Zeitgebers kann das Ausgangssignal des Rechenverstärkers
Q24 zu dem Transistor Q25 übertragen werden,
nachdem durch den Anstieg der ermittelten Temperatur
der Widerstand des Thermistors TH21 auf einen ausreichend
niedrigen Wert abgesunken ist. Das heißt, eine Unterbrechung
des Thermistors wird ermittelt, wenn nach dem
Schließen des Hauptschalters eine ausreichende Zeit
verstrichen ist; dadurch erfolgt, nachdem das ganze Gerät
auf einer niedrigen Temperatur belassen wurde, für eine
gewisse Zeitdauer keine Ermittlung der Unterbrechung.
Wenn nach dieser Zeitdauer der Thermistor nicht
abgetrennt bzw. unterbrochen ist, hat er einen ausreichend
niedrigen Widerstand, so daß daher die Notwendigkeit
entfällt, zwischen dem sich aus der Unterbrechung des
Thermistors ergebenden hohen Widerstand und dem hohen
Widerstand des Thermistors nach dessen Belassen auf
einer niedrigen Temperatur zu unterscheiden; folglich
wird die Ermittlung einer Unterbrechung genau. Ferner
erfolgt während dieser Zeitdauer die Erwärmung unabhängig
von einer Unterbrechung des Thermistors, jedoch
tritt keine abnormale Erwärmung auf, da diese Zeitdauer
die Sperrzeit bei dem Anfangszustand nach dem Schließen
des Hauptschalters ist. Bei dem Ausführungsbeispiel
beträgt
die Verzögerungszeit eine Minute, während der
zur Bestimmung der Unterbrechung dienende Widerstandswert
des Thermistors 1 M Ω ist. D21 bis D24 sind
Eingangsschutz-Begrenzungsdioden; C22, C23 und C24
sind Störschutz-Kondensatoren; D25 bis D29 sind Rückwirkungs-
Sperrdioden.
Das Signal nimmt beispielsweise den Pegel "0"
an, wenn ein Blatt-Detektor 63 (Fig. 1) nicht innerhalb
einer vorbestimmten Zeit ein Blatt ermittelt; dadurch
wird über die Diode D26 der Transistor Q29 gesperrt,
so daß bei Auftreten eines abnormalen Zustands wie
einer Papierhemmung in dem Gerät die Stromversorgung des
Heizelements H21 zwangsweise unterbrochen wird. Die
Stromunterbrechung wird fortgesetzt, bis ein Rückstellvorgang
herbeigeführt wird; daher fallen die Temperaturen
des Heizelements H21 und des Thermistors TH21 schnell
ab. Dementsprechend ist der Unterbrechungsermittlungs-
Zeitgeber so ausgelegt, daß über die Diode D25 durch das
Signal eine Entladung erfolgt, das Zurückstellen
sofort beeinflußt wird und der Betriebsablauf für die
genannte Zeitdauer fehlerfrei erfolgt, selbst wenn das
Gerät zur Behebung der Störung bzw. Hemmung außer
Betrieb gewesen ist.
Die vorstehend beschriebenen Mittel und Maßnahmen
sind auch bei einem innerhalb der Trommel angebrachten
Heizelement zur Trocknung und Aufwärmung anwendbar;
ferner sind sie bei einem Sensor wie einem Thermistor
oder einem Thermokoppler zur Steuerung der Temperatur
eines Heizelements anwendbar, bei dem die
Abfuhrwärme der Lampe verwendet wird.
Der Thermistor bei dem Schaltungsbeispiel kann
durch einen Photosensor wie einen CdS-Sensor ersetzt
werden, um zwischen einer Unterbrechung oder Abtrennung
des Sensors und einer Lichtunterbrechung zu unterscheiden.
Die Fig. 6 und 7 sind Betriebszeitdiagramme der
Schaltung nach Fig. 5. Gemäß der Fig. 6 wird auf das
Schließen des Hauptschalters SW hin das Heizelement H21
mit Strom versorgt, wodurch der Widerstandswert des
Thermistors TH21 allmählich abnimmt. Zugleich wird der
Kondensator C21 des Zeitgebers für die Sperrung der
Unterbrechungsermittlung geladen. Das Ausgangssignal des
Rechenverstärkers Q21 hat den Pegel "H". Wenn der Kondensator
C21 ausreichend geladen ist, nimmt das Ausgangssignal
zu einer Zeit t₁ den Pegel "L" an , so daß die
Unterbrechungs-Überwachungseinrichtung in Betrieb gesetzt wird.
Wenn keine Unterbrechung besteht, bleibt die Basis des
Transistors Q25 auf dem Pegel "L", so daß dem Heizelement
H21 weiter Strom zugeführt wird und der Widerstandswert
des Thermistors weiter absinkt. Wenn der Widerstandswert
des Thermistors TH21 niedriger als sein Soll-Widerstandswert
wird, nimmt zu einem Zeitpunkt t₂ das Signal
den Pegel "H" an, wobei das Ausgangssignal des
Rechenverstärkers Q23 den Pegel "L" annimmt. Danach
erfolgt die Steuerung in der Weise, daß das Ausgangssignal
des Rechenverstärkers Q23 entsprechend der Schwankung
des Widerstandswerts des Thermistors TH21 ein-
und ausgeschaltet wird, wobei der Widerstandswert zu dem
Soll-Widerstandswert hin konvergiert. Wenn eine Unterbrechung
besteht, nimmt gemäß der Darstellung durch die
gestrichelte Linie die Basis des Transistors Q25 zu dem
Zeitpunkt z₁ den Pegel "H" an, wodurch die Anode der
Diode D27 den Pegel "L" annimmt und die Stromversorgung
des Heizelements H21 unterbrochen wird; das Signal
verbleibt auf dem Pegel "L", so daß das Einleiten eines
Kopierens verhindert wird.
Wenn gemäß Fig. 5 das Signal während des
Temperatursteuervorgangs auftritt, wird die Basis des
Transistors Q29 über die Diode D26 auf den Pegel "L"
gebracht, so daß daher die Stromversorgung des
Heizelements H21 unterbrochen wird und die Ladung an dem
Kondensator C21 abgeführt wird.
Wenn ferner der Hauptschalter 39 während der
Temperatursteuerung geöffnet wird, um die Stromversorgung
des Heizelements und der Schaltung zu unterbrechen, und
danach der Hauptschalter wieder geschlossen wird, ist
manchmal die Temperatur der Fixierwalze noch nicht von
ihrer vorbestimmten Temperatur abgefallen; daher kann
trotz einer Unterbrechung während der Unterbrechungsermittlungs-
Sperrzeit aus dem Zeitgeber die Walze weiter
auf eine übermäßige Temperatur erwärmt werden. Aufgrund
der Entladewiderstände (R21, R23, R22) des
Kondensators C21 ist jedoch Ladung an dem Kondensator C21
verblieben, wenn der Schalter 39 wieder geschlossen
wurde. Demgemäß wird die Sperrzeit für die Unterbrechungsermittlung
kürzer, so daß eine vorliegende
Thermistorunterbrechung schnell erfaßt werden kann, wodurch
ein übermäßiger Temperaturanstieg vermieden wird.
In diesem Fall wird in dem Kondensator C21 eine Ladungsmenge
belassen, die der Zeitdauer vom Öffnen des Hauptschalters
39 bis zu dessen erneutem Schließen entspricht;
dadurch wird es möglich, den Zeitgeber entsprechend der
Zeitdauer einzustellen, die die Walze 20 bis zum
Abkühlen braucht.
Nachstehend werden die Kopierablauf-Steuerung
und die Anzeige-Steuerung mittels der Thermistor-
Unterbrechungs-Überwachung beschrieben.
Die Fig. 8 ist ein Betriebszeitdiagramm für die
Thermistor-Unterbrechungs-Überwachung bei dem Kopiergerät
nach Fig. 1. in der Fig. 8 stellt ein hoher Pegel
den Betrieb dar. Durch Wiederholung der Kopiervorgänge
(Vorlauf und Rücklauf des Auflagetischs) in der mittels
der Zehnertastatur 42 eingestellten Zahl von Kopien
werden die erwünschten Kopien erzielt; die ausgezogenen
Linien stellen den Fall dar, daß während der Ausführung
des Verfahrens für die erste Kopie der
Thermistor abgetrennt wird. Die gestrichelten Linien
stellen den Normalfall dar. Wie aus der Fig. 8 ersichtlich
ist, wird bei Unterbrechung des Thermistors nicht
sofort auf dessen Ermittlung hin die Stromversorgung
unterbrochen, sondern die erste Kopie fertiggestellt
und auch die Trommel durch deren Nach-Drehung gereinigt,
wonach dann ein erneutes Einleiten des Kopierens
gesperrt wird. Es ist ferner auch möglich, die Schaltung
so auszulegen, daß der Kopiervorgang beendet wird,
nachdem der Kopiervorgang für eine vorbestimmte Anzahl von
Kopien fortgesetzt und abgeschlossen wurde, und danach
ein erneutes Einleiten des Kopiervorgangs verhindert
wird. Dies stellt eine Maßnahme dar, die Kopiergeschwindigkeit
unter Einrechnung des Umstands nicht zu beeinträchtigen,
daß selbst dann, wenn der Thermistor während
des Kopiervorgangs aus irgendeinem Grund abgetrennt
wird, die Temperatur für eine bestimmte Zeit danach
nicht plötzlich ansteigt. Das heißt, wenn die
Unterbrechung ermittelt wird und das Heizelement, der
Hauptmotor usw. wie bei der Ermittlung einer Hemmung sofort
außer Betrieb gesetzt werden, würde das gerade kopierte
Blatt in dem Gerät angehalten werden, so daß eine
zusätzliche Störung entsteht und für die Beseitigung
dieses Blatts sowie für die zusätzliche nächste Kopie
anstelle des entfernten Blatts ein Zeitaufwand erforderlich
wird; mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren
kann eine derartige Schwierigkeit
ausgeschaltet werden.
Die Unterbrechung des Kopierens umfaßt die
Möglichkeit, alle Stromversorgungen zu unterbrechen und
den Kopiervorgang abzubrechen, sobald eine Unterbrechung
ermittelt wird, ein nachfolgendes Starten des
nächsten Verfahrensablaufs zu verhindern, nachdem der
während der Ermittlung der Unterbrechung ausgeführte
Verfahrensablauf abgeschlossen worden ist, und ein
nachfolgendes Starten des Verfahrensablaufs zu
verhindern, nachdem die voreingestellte Anzahl von Kopien
fertiggestellt wurde.
Die Fig. 9 ist ein der Fig. 2 ähnliches Schaltbild
und zeigt die Warte-(Unterbrechungs-)Anzeigesteuerschaltung.
In der Fig. 22 bezeichnet A die Temperatursteuerschaltung
nach Fig. 5; B bezeichnet einen
Oszillator zum Ein- und Ausschalten der Warteanzeigelampe
46; C bezeichnet eine Ablauffolge-Steuerschaltung;
D bezeichnet eine Hemmungs-Detektorschaltung; E bezeichnet
die Tasten des Bedienungsteils; Q33, Q34 und
Qn sind Betriebsverbraucher wie der Hauptmotor usw.;
Q31″ und Q32″ sind ein Inverter bzw. ein ODER-Glied
für die Ansteuerung der Warteanzeigelampe bzw. -Leuchtdiode
46.
Wenn der Hauptschalter geschlossen wird, hat
gemäß der vorangehenden Beschreibung das Wartesignal
WAIT den Pegel "H", so daß demnach das Ausgangssignal
des Inverters Q31″ den Pegel "0" hat und folglich über
das ODER-Glied Q32″ mittels des Oszillators B die
Leuchtdiode 46 ein- und ausgeschaltet wird, um damit
anzuzeigen, daß die Walze noch nicht für ein Fixieren
bereit ist. Selbst wenn zu diesem Zeitpunkt die Kopiertaste
gedrückt wird, kann das Kopieren nicht eingeleitet
werden. Wenn die Walze die Fixiertemperatur erreicht, nimmt
gemäß der vorangehenden Beschreibung das Signal
WAIT den Pegel "L" an, wobei die Leuchtdiode 46 ständig
eingeschaltet wird, um damit anzuzeigen, daß nunmehr
durch Drücken der Kopiertaste das Kopieren möglich ist.
Wenn der Thermistor vor Beginn des Kopierens oder während
des Kopiervorgangs unterbrochen wird und gemäß den
vorangehenden Ausführungen das Signal WAIT von "H"
auf "L" wechselt, wird die Leuchtdiode 46 umgeschaltet,
so daß sie über das ODER-Glied Q32 ein- und ausgeschaltet
wird. Selbst wenn dann die Kopiertaste gedrückt wird,
wird der Kopiervorgang nicht eingeleitet. Wenn der Kopiervorgang
weiterläuft, wird der Kopierzyklus nach der
Unterbrechung nicht begonnen.
Durch ein Thermistor-Unterbrechungs-Ermittlungssignal
WAIT wird das Signal END gemäß
der vorangehenden Beschreibung über eine Diode 50
und das ODER-Glied G18 auch im Ablauf des Mehrfachkopierens
abgegeben. Dementsprechend wird die Rücklaufbewegung
des Auflagetischs an der Ruhestelle HP
angehalten und ein erneutes Starten des Auflagetischs
verhindert.
Claims (3)
1. Elektrostatisches Bildaufzeichnungsgerät mit
- a) einer Vorrichtung zur Ausbildung eines Tonerbildes auf einem zugeführten Blatt,
- b) einer elektrisch geheizten Wärmefixiervorrichtung zum Fixieren eines Bildes, deren Stromversorgung in Abhängigkeit von der von einem Temperaturfühler erfaßten Temperatur der Wärmefixiervorrichtung gesteuert wird,
- c) einer Überwachungseinrichtung zum Erfassen einer Unterbrechung eines Elements des Temperaturfühlers,
- d) einer Störungserfassungsanordnung zum Erfassen von Störzuständen des Bildaufzeichnungsgerätes,
- e) einer Unterbrechungsvorrichtung zum Unterbrechen der Stromversorgung der Wärmefixiervorrichtung bei Ermittlung eines Störzustandes und
- f) einer Zeitgebereinrichtung zur Verzögerung der Inbetriebnahme der Überwachungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet,
- g) daß bei Ermittlung eines Störzustandes durch die Störungserfassungsanordnung (D25, D26, D29) und Unterbrechung der Stromversorgung der Wärmefixiervorrichtung (H21, 20) die Zeitgebereinrichtung (R21, R22, R23, C21, Q21) zurückgesetzt und die Überwachungseinrichtung (R30, R31, Q24, TH21) außer Betrieb gesetzt wird,
- h) daß bei Wiederaufnahme der Stromversorgung der Wärmefixiervorrichtung (H21, 20) nach Beendigung des Störzustandes die Zeitgebereinrichtung (R21, R22, R23, C21, Q21) gestartet wird, und
- i) daß nach Ablauf einer durch die Zeitgebereinrichtung (R21, R22, R23, C21, Q21) fest vorgesehenen Verzögerungszeit die Überwachungseinrichtung (R30, R31, Q24, TH21) wieder in Betrieb genommen wird.
2. Elektrostatisches Bildaufzeichnungsgerät nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Ablaufsteuerung den Bildaufzeichnungsvorgang fortsetzt,
wenn die Überwachungseinrichtung (Q24) während eines
kontinuierlichen Betriebs mit wiederholter Bildaufzeichnung
anspricht und erst nach Beendigung desselben ein
neuerliches Starten einer Bilderzeugung verhindert.
3. Elektrostatisches Bildaufzeichnungsgerät nach
Anspruch 1 oder 2, das mittels einer Steuereinrichtung
nach dem Einschalten eines Hauptschalters
während der Vorbereitungsphase des Gerätes in einem Wartezustand
gehalten wird, in dem das Einleiten der Bildaufzeichnung
gesperrt ist, und der angezeigt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (Q24) das
Gerät bei ihrem Ansprechen in den Wartezustand versetzt.
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D4 | Patent maintained restricted |