DE3637131C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Fixiervorrichtung für Tonerbilder
mit einer Vorrichtung zum Feststellen einer
Störung mit einem beheizten Teil, der von einer Heizvorrichtung
beheizt wird, die in einem durch eine Wechselspannungsquelle
gespeisten Stromkreis enthalten ist, mit
einer Abtastvorrichtung für die Ermittlung der Temperatur
des beheizten Teils, welche mit einem Abschnitt
einer zur Aufnahme einer Niederspannung verkoppelten
Brückenschaltung verbunden ist, mit einer Steuervorrichtung
für die Steuerung der Stromzuführung an die Heizvorrichtung
durch Vergleich des Ausgangssignals der
Temperaturermittlungsvorrichtung mit einem Bezugspotential,
das an der Ausgangsklemme der Brückenschaltung
auftritt, zum Einstellen der Temperatur des beheizten
Teils, wobei bei Unterbrechung des Stromflusses im
Stromkreis eine Anzeige erfolgt.
Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-OS 33 47 767
bekannt, die ein Steuergerät betrifft, das den Ausfall
einer Heizvorrichtung feststellt oder Unregelmäßigkeiten
und Störungen in den die Heizvorrichtung einschließenden
Schaltkreisen erkennt oder feststellt. Ferner führt das
bekannte Steuergerät eine Temperaturregelung durch.
In Fig. 1 ist eine weitere herkömmliche Temperatursteuerschaltung
für eine Fixiervorrichtung dargestellt,
wie sie beispielsweise aus der US-PS 43 24 486 bekannt
ist. Diese bekannte Steuerschaltung setzt sich aus einer
Hochspannungsschaltung und einem wärmeempfindlichen
Element zusammen. Bei dieser Temperatursteuerschaltung
ist die Schaltung für die Ermittlung einer Unterbrechung
am Heizelement üblicherweise in der Hochspannungsschaltung
enthalten.
Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung weist eine Brückenschaltung auf,
die aus einem Thermistor TH, Widerständen R₁, R₂ und R₃, einem
Temperatursteuerabschnitt, bestehend aus Komparator Q₁, Triggerschaltung
1, Transistor Q₂ und Widerständen R₄ bis R₆ und einem Heizunterbrechungsermittlungsabschnitt
mit einem Triac 2, einer Heizvorrichtung H,
einer Wechselstromquelle 3 und einer Stromermittlungschaltung 4 besteht.
Bei dieser Schaltung vergleicht der Komparator Q₁ die erhaltene Spannung
VN durch Dividieren der Stromspannung Vcc durch Widerstand R₃ und
Thermistor TH und die erhaltene Bezugsspannung VI durch deren Dividieren
durch die Widerstände R₁ und R₂. Die verglichene Spannung schaltet das
Triac 2 über einen Transistor Q₂ und die Triggerschaltung 1 ein und aus.
Auf diese Weise wird von der Temperatursteuerschaltung die Zuführung von
Wechselstrom zur Heizvorrichtung gesteuert. Während dieses Steuervorgangs
überwacht die Stromermittlungsschaltung 4 den Ausgang des Komparators Q₁.
Wenn vom Komparator Q₁ ein hohes Signal ausgeht, (was der Fall ist, wenn
der Strom, der von der Schaltung mit der geschlossenen Schleife
zugeführt werden sollte, nicht von der Wechselstromquelle 3 geliefert
wird) gibt die Stromermittlungsschaltung 4 ein Unterbrechungssignal
a ab, um die Unterbrechung an der Heizvorrichtung H anzuzeigen. Die
beschriebene Temperatursteuervorrichtung kann die Unterbrechung an der
Heizvorrichtung H ermitteln. Es muß jedoch die Stromermittlungsschaltung
4 so ausgelegt sein, daß sie mit der Wechselstromquelle 3 oder einer
üblichen Stromquelle verbunden werden kann. Eine solche Schaltung herzustellen
verursacht unvermeidlich hohe Kosten. Außerdem muß diese
Temperatursteuerschaltung
so konstruiert werden, daß sie den Vorschriften
für den Umgang mit elektrischem Strom eines jeden
möglichen Exportlandes genügt. Dies bedeutet, daß die
Teile nicht standardisiert werden können und daher eine
unwirtschaftliche Produktion von kleinen Mengen verschiedenartiger
Teile unvermeidbar ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fixiervorrichtung
der eingangs genannten Art derart zu verbessern,
daß die darin verwendete Vorrichtung zum Feststellen
einer Störung lediglich als Niederspannungsschaltung
ausgebildet wird und dadurch die Herstellungskosten
reduziert werden können.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Vorrichtung
zur Änderung des an der Ausgangsklemme der Brückenschaltung
auftretenden Bezugspotentiales gemäß dem Ausgangssignal
der Steuervorrichtung vorgesehen ist und daß eine
Vorrichtung in Erwiderung auf die Ausgangssignale der
Steuervorrichtung und der Vorrichtung zur Änderung des
Bezugspotentiales ein Anzeigesignal bei Unterbrechung
des Stromflusses erzeugt.
Mit Hilfe der Erfindung kann die Vorrichtung zum Feststellen
einer Störung mit einer Niederspannungsschaltung
mit einfachem Aufbau unter Verwendung von beispielsweise
UND-Gattern versehen werden. Eine solche Schaltung wird
daher hohen Spannungen nicht ausgesetzt. Außerdem können
die Einzelteile unter Nichtbeachtung der unterschiedlichen
Vorschriften für den Umgang mit elektrischem
Strom in den verschiedenen Exportländern standardisiert
werden.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungen der Erfindung
anhand der beiliegenden Figuren näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 ein Schaltungsbild einer herkömmlichen Temperatursteuerungsvorrichtung
für den Gebrauch
mit einer Fixiervorrichtung für Tonerbilder,
Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt, der einen
Teil der Fixiervorrichtung
schematisch darstellt, welcher
mit der Temperatursteuerungsvorrichtung gemäß
der vorliegenden Erfindung verbunden ist.
Fig. 3 ein Schaltbild einer Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Temperatursteuerungsvorrichtung,
Fig. 4 ein Zeitdiagramm für die Erläuterung des
Betriebs der in Fig. 3 dargestellten Schaltung
und die über dem Zeitdiagramm aufgetragenen
Temperaturverläufe,
Fig. 5 ein Schaltdiagramm einer weiteren Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Temperatursteuerungsvorrichtung und
Fig. 6 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung des Betriebs
der in Fig. 5 dargestellten Schaltung und die
über dem Zeitdiagramm aufgetragenen Temperaturverläufe.
Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine Temperatursteuerungsvorrichtung
für die Fixiervorrichtung
für Tonerbilder mit einer
Vorrichtung zum Feststellen einer Störung.
Gemäß Fig. 2 weist eine Heizwalze 5 eine Heizquelle 6
auf, beispielsweise eine Heizvorrichtung. Die Umfangsfläche
der Walze 5 ist mit Harz 5a beschichtet, welches
eine gute Wärmebeständigkeit aufweist und leicht für
Toner, beispielsweise Teflon, gelöst werden kann. Die
Heizwalze 5 dreht sich in der von einem Pfeil angezeigten
Richtung. Die Umfangsfläche einer Druckwalze 7 ist mit
einem Material, wie beispielsweise Silikongummi, beschichtet,
das einen hohen Wärmewiderstand und Elastizität
aufweist. Die Umfangsfläche der Walze 7 befindet sich
in Druckkontakt mit der Heizwalze 5. Ein Papier 9, auf
welchem ein Tonerbild abgebildet werden soll, wird
ergriffen und wird in Richtung des Pfeils durch eine
Greifstation 8 hindurchgegeben, welche dadurch gebildet
wird, daß beide Walzen in Druckkontakt miteinander
stehen. Das Papier 9 wird in einer Kassette 10 gelagert.
Das Papier 9 wird zur Greifstation 8 unter Zusammenwirkung
mit einer Papiertransportzylinderspule 11 und einer
Papiertransportwalze 12 befördert. Wenn das Papier 9
zwischen den beiden eng gegeneinanderdrückenden Walzen 5
und 7 hindurchgeht, wirken die von der Wärmequelle 6
ausgehende Wärme und der von der Druckwalze 7 ausgeübte
Druck zusammen, um auf dem Papier 9 ein Tonerbild zu
bilden. Im Papiertransportweg weiter abwärts von der
Heizwalze 5 ist eine Sperrklinke 13 vorgesehen. Das aus
der Greifstation 8 austretende Papier 9 wird von der
Heizwalze 5 durch die Spitze der Sperrklinke 13 abgenommen
und zu den Ausgangswalzen 16 befördert, mit deren Hilfe
das Papier 9 aus dem Gerät ausgestoßen wird. Ein Thermistor
14 steht in Kontakt mit der Umfangsfläche der
Heizwalze zum Abtasten der Temperatur. Der Thermistor 14
ist auf einem Arm 15 befestigt, welcher um eine Achse 15a
drehbar ist. Ein Temperatursteuerungsabschnitt 17 ist mit
der Wärmequelle 6 und dem Thermistor 14 verbunden.
Die Temperatursteuervorrichtung weist in ihrer zuvor
beschrieben Anordnung eine in Fig. 3
dargestellten Temperatursteuerungsschaltung auf.
In dieser Figur ist eine Reihenschaltung von einem
Widerstand R₇ und dem Thermistor 14 als temperaturempfindliches
Element mit einer Reihenschaltung von
Widerständen R₈, R₉ und R₁₀ zur Bildung einer Brückenschaltung
parallel verbunden. Der Knotenpunkt zwischen
dem Thermistor 14 und dem Widerstand R₇ ist mit einem
nicht invertierenden Eingang eines Komparators Q₃ verbunden.
Der Knotenpunkt zwischen den Widerständen R₈ und R₉
ist mit dem invertierten Eingang des Komparators Q₃
gekoppelt. Der Ausgang des Komparators Q₃ ist mit dem
Knotenpunkt zwischen Widerständen R₁₁ und R₁₂ verbunden.
Außerdem ist der Ausgang des Komparators Q₃ mit dem
Eingang eines UND-Gatters 20 und einer betriebsbereiten
Schaltung 21 verbunden. Mit dem Widerstand R₁₃ steht auch
der Widerstand R₁₃ in Verbindung. Drei Widerstände R₁₁,
R₁₂ und R₁₃ bilden eine Reihenschaltung. Die Basisanschlußklemme
keines Transistors Q₄ ist mit dem Knotenpunkt
zwischen den Widerständen R₁₂ und R₁₃ verbunden. Der
Emitter des Transistors Q₄ ist mit der Masse verbunden,
und der Massekollektor ist mit einer Triggerschaltung 22
verbunden.
Der Triggerausgang der Triggerschaltung 22 ist mit der
Toranschlußklemme eines Triacs 23 verbunden. Das Triac
23, die Heizvorrichtung 6 und eine Wechselstromquelle 24
bilden zusammen eine geschlossene Schaltung.
Der Ausgang der betriebsbereiten Schaltung 21 ist mit dem
Eingang eines Oszillators 25 verbunden, dessen Abgabe an
den Eingang des UND-Gatters 20 über eine Umkehrstufe 26
angelegt wird. Das UND-Gatter 20 gibt ein Signal b ab,
das die Abschaltung der Heizvorrichtung 6 anzeigt, wenn
die später angegebenen Bedingungen erfüllt sind. Der
Ausgang des Oszillators 25 wird ebenfalls mit der Basis
eines Transistors Q₅ über einen Widerstand R₁₄ verbunden.
Der Kollektor des Transistors Q₅ ist an den Knotenpunkt
zwischen den Widerständen R₉ und R₁₀ gekoppelt, welche
die Brückenschaltung bilden. Der Emitter des Transistors Q₅
ist mit der Masse verbunden.
Es wird nun die Arbeitsweise der so angeordneten Temperatursteuerungsvorrichtung
beschrieben werden.
Ein (nicht dargestellter) Schalter wird eingeschaltet und
Energie an die Anschlußklemmen 27 und 28 geliefert, um
diese Schaltung in Betrieb zu setzen. Zur Zeit des
Einschaltens ist die Oberflächentemperatur der Heizwalze
5 auf Raumtemperatur. Deshalb ist der Widerstand des
Thermistors 14 hoch, und deshalb ist die Spannung VN′ am
Knotenpunkt zwischen dem Widerstand R₇ und dem Thermistor
14 höher als die Spannung VI′ am Knotenpunkt zwischen den
Widerständen R₈ und R₉. Im Ergebnis geht die Abgabe des
Komparators Q₃ hoch, um den Transistor Q₄ und die Triggerschaltung
22 einzuschalten, und das hohe Signal wird an
das Gatter des Triacs 23 weitergegeben. Durch die zuvor
beschriebene Folge von Vorgängen wird das Triac 23
leitend und Wechselstrom fließt in die geschlossene
Schleife, die aus Wechselstromquelle 24, Heizvorrichtung
6 und Triac 23 besteht. Mit dem Wechselstromfluß wird die
Heizwalze 5 durch die Heizvorrichtung 6 angeheizt und die
Temperatur der Umfangsfläche der Heizwalze 5 steigt
allmählich an.
Durch dieses Heizen wird die Heizwalze 5 allmählich
aufgeheizt und der Thermistor 14 erfühlt die tonerfixierbare
Temperatur (annähernd 180°C). Die Spannung
VI′, welche der Temperatur von 180°C entspricht, wie es
durch das Verhältnis der Widerstandswerte von R₈ zu R₉
bestimmt wird, wird an die umgekehrte Eingangsanschlußklemme
des Komparators Q₃ angelegt. Zu dieser Zeit ist -
wie nachfolgend beschriebne wird - der Transistor Q₅
eingeschaltet, und das Potential am einen Ende des
Widerstandes R₉ ist fast gleich dem Massepotential.
Wenn die Eingangsspannung VN′ niedriger als VI′ wird,
wird die Abgabe des Komparators Q₃ niedrig. Deshalb wird
der Transistor Q₄ abgeschaltet, die Triggerschaltung 22
wird ebenfalls abgeschaltet und der Wechselstrom, der
durch die geschlossene Schleife des Triacs 23 fließt,
wird abgestoppt.
Als Ergebnis dieses Schaltungsvorganges hört die Heizvorrichtung
6 zu heizen auf. Wenn die Heizvorrichtung 6
nicht mehr heizt und die vom Thermistor 14 abgetastete
Temperatur absinkt, wird die Abgabe des Komparators Q₃
abermals umgekehrt. Durch Wiederholen dieser Vorgänge
wird die Temperatursteuerung durchgeführt, so daß eine
vorbestimmte Temperatur (180°C) erreicht wird. Wenn das
Ausgangssignal sich vom hohen zum niedrigen Pegel
verändert, gibt die betriebsbereite Schaltung 21 anstelle
des seither verwendeten niedrigen Signals ein hohes
Signal ab. In Erwiderung des hohen Signaleingangs gibt
der Oszillator 25 alle zehn Sekunden ein Impulssignal mit
einer Breite von 0,2 Sekunden beispielsweise an das UND-
Gatter 20 ab (siehe Fig. 4 mit der Darstellung der Zeittabelle
und der Temperatureigenschaften). Deshalb wird der
Transistor Q₅ abgeschaltet, wenn das Ausgangssignal des
Oszillators 25 niedrig ist, wie es in Fig. 4B dargestellt
ist, und es wird eine Reihenschaltung gebildet,
die aus den Widerständen R₉ und R₁₀ besteht. Demgemäß
wird die Bezugsspannung VI′′ an die invertierende Eingangsklemme
des Komparators Q₃ anstelle der bisher verwendeten
Bezugsspannung VI′ angelegt. Die Bezugsspannung VI′′ wird
auf einen Wert gesetzt, der vom Widerstandswert des
Thermistors 14 bestimmt wird, wenn er den logischen
Zustand des Komparators Q₃ umkehrt. Aus diesem Grunde
gibt der Komparator Q₃, wenn die Abgabe des Oszillators
25 ein niedriges Signal ist, nur dann ein hohes Signal
ab, wenn die Temperatur der Heizwalze 5 niedriger als
150°C ist. Solange die Energiezuführung nicht abgeschaltet
wird, ist der einzige mögliche Grund für ein Abfallen
der Temperatur der Heizwalze eine Unterbrechung an der
Heizvorrichtung 6. Sogar wenn das Papier 9 durch die
Fixiervorrichtung hindurchgeht, wie es aus der Zeitdauer T
in Fig. 14A ersichtlich ist, wird die Temperatur der
Heizwalze nicht unter 150°C fallen. Diese 150°C ist die
niedrigste Temperatur, bei der die Fixiervorrichtung den
Toner thermisch fixieren kann. Im allgemeinen ist eine
Temperatur von 180°C für die thermische Fixierung des
Toners erwünscht, jedoch solange die Temperatur oberhalb
von 150°C bleibt, werden keine Fixierprobleme auftreten.
Das hohe oder niedrige Signal des Komparators Q₃ zusammen
mit den Impulssignalen (0,2 Sek./10 Sek.) vom Oszillator
25 ist die Eingabe an das UND-Gatter 20 über die Umkehrstufe
26, wie es zuvor beschrieben wurde. Dann erzeugt
das UND-Gatter 20 eine Signalabgabe auf das hohe Signal von der
Umkehrstufe 26 hin und zeigt durch diese Signalabgabe an, daß eine
Signalabgabe vom Komparator Q₃ vorlag. Zu dieser Zeit wird das
Signal b, wenn die Abgabe des Komparators Q₃ ein
niedriges Signal ist, nämlich wenn es sich im Betriebsstadium
der Temperatursteuerschaltung am Zeitpunkt T₁ in
dem Zeitdiagramm aus Fig. 4
befindet, vom UND-Gatter 20 nicht abgegeben werden. Wenn
jedoch die Heizvorrichtung zum Zeitpunkt T₂ abgeschaltet
ist, wird die Temperatur der Heizwalze 5 fallen, wie es
von der Kurve B in Fig. 4 dargestellt wird, nachdem die
Zeiten T₂, T₃ und T₄ verstrichen sind. Bei T₄ wird die
niedrige Eingabe vom Oszillator 25 vom UND-Gatter 20 über
die Umkehrstufe 26 empfangen. Das UND-Gatter 20 tastet
den hohen Ausgangspegel Q₃ ab und gibt das Signal b, welches
die Unterbrechung an der Heizvorrichtung anzeigt, ab.
Dieses Signal b wird an eine Steuervorrichtung (in
der Zeichnung nicht dargestellt), wie beispielsweise
einen Mikrocomputer weitergegeben. Die Steuervorrichtung
empfängt dieses Signal, um einen solchen Schritt wie
einen Stop beim Weiterkopieren oder die Anzeige einer
Störung durchzuführen.
Wie bereits zuvor beschrieben, sind in der Temperatursteuervorrichtung
gemäß der vorliegenden Ausführungsform
zwei verschiedene Bezugsspannungswerte, die der tonerfixierbaren
Temperatur bzw. der üblichen Fixiertemperatur
entsprechen, festgesetzt und an den Komparator Q₃
angelegt. Eine der tonerfixierbaren Temperatur entsprechende
Spannung (beispielsweise für 150°C) wird für eine
vorbestimmte Zeitdauer (beispielsweise 10 Sekunden) an
den Komparator Q₃ angelegt. Andererseits wird durch den
Thermistor 14 eine Spannung an den Komparator Q₃ angelegt,
die auf der abgetasteten Temperatur basiert. Der
Komparator Q₃ vergleicht dann diese beiden Temperaturen.
Wenn es sich durch den Vergleich herausstellt, daß die
Temperatur der Heizwalze 5 unterhalb der vorbestimmten
Höhe liegt und wenn vom Komparator Q₃ ein hohes Signal
abgegeben wird, gibt das UND-Gatter 20 das Signal b für
die Anzeige, daß bei der Heizvorrichtung 6 eine Unterbrechung
vorliegt, ab.
Während bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform die
Erfindung mit einer Fixiervorrichtung eines abbilderzeugenden
Gerätes verwendet wird, kann die Erfindung
selbstverständlich mit jeder Art von elektrischem Gerät
einer Temperatursteuervorrichtung zum Steuern der
Heiztemperatur in Rückkopplungsart, beispielsweise einem
elektrischen Heizgerät, verwendet werden.
Bei dieser Ausführungsform werden die Spannungswerte, die
den Temperaturen der Heizwalze entsprechen, nämlich 150°C
und 180°C, wie sie vom Thermistor 14 ermittelt werden,
als Bezugsspannungen verwendet. Die Bezugsspannungen
können jedoch auch bei anderen geeigneten Werten festgelegt
werden, wenn es nötig ist.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird nun mit Bezug auf die Fig. 5 und 6 beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform hat die Fixiervorrichtung im
wesentlichen die gleiche Anordnung wie die
aus Fig. 2.
In Fig. 5 ist eine Reihenschaltung mit dem Thermistor 14
als wärmeempfindliches Element und dem Widerstand R₇
parallel mit einer Reihenschaltung, die aus den Widerständen
R₈, R₉ und R₁₀ zur Bildung eines Brückenabschnittes
besteht, verbunden. Der Verbindungspunkt des
Thermistors 14 und des Widerstandes R₇ ist mit dem
nichtinvertierten Eingang des Komparators Q₃ verbunden,
und der Verbindungspunkt der Widerstände R₈ und R₉ ist
mit dem invertierenden Eingang des Komparators Q₃ verbunden.
Der Ausgang des Komparators Q₃ ist mit dem Verbindungspunkt
von R₁₁ und R₁₂ verbunden. Der Ausgang des Komparators
Q₃ ist ebenfalls mit dem Eingang des UND-Gatters 20
und zwei Eingängen I₀ eines Mikroprozessors (MPU)
30 verbunden. Der Widerstand R₁₃ ist ebenfalls mit R₁₂
verbunden. Die Widerstände R₁₁, R₁₂ und R₁₃ bilden eine
Reihenschaltung.
Die Basisklemme des Transistors Q₄ ist mit dem Verbindungspunkt
der Widerstände R₁₂ und R₁₃ verbunden. Die
Emitterklemme von Q₄ ist geerdet und die Kollektorklemme
ist mit der Triggerschaltung 22 verbunden.
Der Triggerausgang der Triggerschaltung 22 ist mit der
Torklemme des Triacs 23 verbunden. Triac 23, Heizvorrichtung
6 und Wechselstromquelle 24 bilden eine geschlossene
Schleifenschaltung.
Ein Druckknopf 31 wird niedergedrückt, um an den Eingangsspalt
I₁ von MPU 30 einen Strom zu leiten. Der Ausgang
O₀ auf MPU 30 ist mit dem Eingang des UND-Gatters
20 über die Umkehrstufe 26 verbunden. Wenn alle Bedingungen,
wie sie später dargelegt werden, erfüllt sind, gibt
das UND-Gatter 20 ein Signal b zur Anzeige der Unterbrechung
der Heizvorrichtung 6 ab. Ausgangsspalt O₀ wird
ebenfalls mit der Basisklemme des Transistors Q₅ verbunden.
Die Kollektorklemme von Q₅ ist mit dem Verbindungspunkt
der Widerstände R₉ und R₁₀ der Brückenschaltung
verbunden und die Emitterklemme ist geerdet.
Die MPU 30 ist außerdem mit einem Ausgangsspalt O₁
versehen. Der Ausgang von O₁, als einem Antrieb, ist mit
einem Solenoid 33 verbunden. Dieses Solenoid dreht, wie
in Fig. 2 dargestellt, die Papierzuführungswalze für den
Transport von Papier von der Kassette. Die MPU 30 führt
die Steuerung des gesamten Kopiergerätes durch. Die MPU
30 weist noch weitere Anschlußklemmen auf, jedoch ist
deren Erläuterung für die Beschreibung der vorliegenden
Erfindung nicht notwendig.
Es wird nun der Betrieb der Fixiervorrichtung mit der
zuvor beschriebenen Schaltungsanordnung beschrieben.
Zuerst wird ein (nicht dargestellter) Schalter eingeschaltet,
um die Anschlußklemmen 27 und 28 mit Strom zu
versorgen und diese Schaltung ist funktionsfähig. Wenn
der Schalter eingeschaltet ist, ist die Oberfläche der
Heizwalze 5 auf Raumtemperatur. Der Widerstandswert des
Thermistors 14 ist hoch und die Spannung VN′ am Verbindungspunkt
von R₇ und R₉ ist höher als die Spannung VI′
am Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R₈ und R₉.
Aus diesem Grunde geht die Abgabe vom Komparator Q₃ hoch,
der Transistor Q₄ wird eingeschaltet, die Triggerschaltung
22 wird eingeschaltet und ein hohes Signal wird an
das Tor des Triacs 23 abgegeben. Durch diese Folge von
Vorgängen wird das Triac 23 leitend und ein Wechselstrom
fließt in die geschlossene Schleifenschaltung, die aus
der Wechselstromquelle 24, der Heizvorrichtung 6 und dem
Triac 23 besteht. Die Heizwalze 5 wird über die Heizvorrichtung 6
angeheizt und deren Oberflächentemperatur
steigt allmählich an.
Durch dieses Anheizen wird die Heizwalze 5 allmählich
erhitzt und der Thermistor 14 erfühlt die tonerfixierbare
Temperatur (annähernd 180°C). Die Spannung VI′, die der
Temperatur von 180°C entspricht, und vom Verhältnis der
Widerstandswerte von R₈ zu R₉ entspricht, wird an die
invertierende Eingangsklemme des Komparators Q₃ angelegt. Zu
diesem Zeitpunkt ist der Transistor Q₅ eingeschaltet,
wie später beschrieben wird, und das Potential am einen
Ende des Widerstands R₉ ist fast gleich dem (Masse-)
Erdpotential. Wenn die Eingangsspannung VI′ höher
als VN′ wird, wird die Abgabe des Komparators Q₃ niedrig.
Daher wird der Transistor Q₄ abgeschaltet, die
Triggerschaltung 22 wird ebenfalls abgeschaltet und der
Wechselstromfluß durch die geschlossene Schleife des
Triacs 23 wird abgestoppt.
Als Ergebnis des obigen Schaltvorganges hört die
Heizvorrichtung 6 zu heizen auf. Wenn die Heizvorrichtung
6 nicht mehr heizt und die vom Thermistor 14 erfühlte
Temperatur niedriger wird, wird der Ausgang vom Komparator
Q₃ wiederum umgekehrt. Durch Wiederholen der obengenannten
Vorgänge wird die Temperatursteuerung durchgeführt,
so daß eine vorbestimmte Temperatur (180°C)
erreicht wird.
Der Schaltvorgang aus Fig. 5 wird nun mit Bezug auf
Fig. 6
beschrieben. Wenn sich die Eingangsspannung am Eingangsspalt
I₀ der MPU 30 auf niedrige Höhe ändert, wird von
der MPU 30 zu einem Zeitpunkt T₁ entschieden, daß die
Fixiervorrichtung das "betriebsbereite" Stadium erreicht
hat. Nachdem T₁ verstrichen ist, wie in Fig. 6B dargestellt
ist, sinkt die Abgabe am Spalt O₀, wenn der
Druckknopf 31 niedergedrückt wird, für etwa 0,1 Sekunden
ab (Fig. 6C). Aus diesem Grund wird der Transistor Q₅
abgeschaltet und die Widerstände R₉ und R₁₀ bilden eine
Reihenschaltung. Die Bezugsspannung VI′ an der invertierenden
Eingangsklemme des Komparators Q₃ wird durch die
Bezugsspannung VI′′ ersetzt. Die Bezugsspannung VI′′ wird
auf einen Wert eingestellt, der durch den Widerstandswert
des Thermistors 14 bestimmt wird, wenn dieser den
logischen Zustand des Komparators Q₃ umkehrt. Wenn die
Abgabe am Ausgangsspalt O₀ ein niedriges Signal ist, gibt
der Komparator Q₃ im Ergebnis nur ein hohes Signal ab,
wenn die Temperatur der Heizwalze 5 unterhalb 150°C
liegt. Solange die Energiezufuhr nicht abgeschaltet wird,
ist der einzig mögliche Grund für einen Temperaturabfall
der Heizwalze unterhalb von 150°C eine Unterbrechung an
der Heizvorrichtung 6. Sogar wenn das Papier durch die
Fixiervorrichtung hindurchgeht, fällt die Temperatur der
Heizwalze, wie es aus dem Intervall T in Fig. 6 ersichtlich
ist, nicht unterhalb 150°C. Die Temperatur von 150°C
ist die niedrigste Temperatur, bei der die Fixiervorrichtung
den Toner thermisch fixieren kann. Im allgemeinen
ist für das thermische Fixieren des Toners eine
Temperatur von etwa 180°C erwünscht, jedoch solange die
Temperatur oberhalb von 150°C liegt, werden keine
Fixierprobleme auftreten.
Das hohe oder niedrige Signal des Komparators Q₃ wird
zusammen mit den Impulssignalen vom Ausgangsspalt O₀ an
das UND-Gatter 20 über die Umkehrstufe 26 weitergeleitet.
Dann erzeugt das UND-Gatter 20 in Erwiderung auf das hohe
Signal von der Umkehrstufe 26 eine Abgabe und zeigt durch
diese Abgabe an, daß eine Abgabe vom Komparator Q₃
vorlag. Zu dieser Zeit wird, wenn die Abgabe des Komparators
Q₃ ein niedriges Signal ist, nämlich wenn es im
Betriebsstadium der Temperatursteuervorrichtung während
der Zeit von T₁ bis T₃ des Zeitdiagramms
aus Fig. 6 liegt, das Unterbrechungssignal b vom
Ausgang des UND-Gatters 20 nicht abgegeben werden. Wenn
zu dem Zeitpunkt, an dem die Abgabe des Ausgangsspaltes
O₀ auf einen hohen Wert ansteigt, das Signal b, wie es in
Fig. 6E dargestellt wird, nicht abgegeben wird, wird das
Solenoid 33 mit Strom versorgt, wie es in Fig. 6D
dargestellt ist, die Papierzuführungswalzen drehen sich,
wie es in Fig. 2 dargestellt ist, und der Kopiervorgang
beginnt. Jedes Mal, wenn ein Kopierzyklus vollendet ist,
ändert sich die Abgabe am Ausgangsspalt O₀ für etwa 0,1
Sekunden auf einen niedrigen Wert, und es wird eine
Überprüfung durchgeführt, ob die Heizvorrichtung 6
unterbrochen worden ist. Dieser Kopierzyklus dauert etwa
8 Sekunden und deshalb wird alle 8 Sekunden eine Überprüfung
durchgeführt. Wenn sich dabei keine Störung herausstellt,
wird das Kopieren der eingestellten Anzahl von
Kopien bis zum Ende fortgesetzt, worauf der Kopierzyklus
abgeschlossen ist. Wenn jedoch, wie aus der Temperaturverlaufskurve B
zu ersehen ist, die Stromzufuhr zur Heizvorrichtung
6 zur Zeit T₂ unterbrochen ist, fällt die Temperatur der
Heizwalze 5 beim Verstreichen der Zeiten T₂, T₃ und T₄.
Wenn zum Zeitpunkt T₄ ein hohes Signal vom Komparator Q₃
abgegeben wird, empfängt das UND-Gatter 20 dieses Signal
und gibt das Signal b ab. Das Signal b wird an den
Eingangsspalt I₂ der MPU 30 weitergeleitet und dieser
veranlaßt einen Kopierstop und eine Störanzeige.
Wie zuvor beschrieben wurde, sind in der Temperatursteuerungsvorrichtung
gemäß dieser Ausführungsform zwei
verschiedene Bezugsspannungswerte, die der tonerfixierbaren
Temperatur bzw. der normalen Fixiertemperatur
entsprechen, festgesetzt und an den Komparator Q₃
angelegt. Eine der der tonerfixierbaren Temperatur
entsprechende Spannung (beispielsweise 180°C) wird in
einem vorbestimmten Timing an den Komparator Q₃ angelegt.
Andererseits wird vom Thermistor 14 eine Spannung an den
Komparator Q₃ angelegt, die auf der abgetasteten Temperatur
basiert. Der Komparator Q₃ vergleicht dann diese
beiden Temperaturen. Wenn durch diesen Vergleich festgestellt
wird, daß die Temperatur der Heizwalze 5 unterhalb
der vorbestimmten Höhe liegt und wenn vom Komparator Q₃
ein hohes Signal ausgegeben wird, gibt das UND-Gatter 20
das Signal b ab, um anzuzeigen, daß die Unterbrechungsbedingungen
an der Heizvorrichtung 6 ermittelt worden
sind.
Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform sind zwei
Temperaturen, nämlich 180°C und 150°C, als Bezugstemperaturen
für die Heizwalze 5 ausgewählt worden.
Diese Temperaturen stellen
die vom Komparator Q₃ zu vergleichenden Bezugsspannungen
dar. Es ist jedoch selbstverständlich, daß die Wahltemperatur
nicht auf diese Werte beschränkt ist.
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen wird die
Temperatur gemessen, bevor das Papier 9 der Heizwalze 5
und der Druckwalze 7 zugeführt wird. Bei den Ausführungsformen
aus Fig. 5 wird beispielsweise die
Temperatur ermittelt, bevor das Solenoid 33 eingeschaltet
wird. Statt dessen kann die Temperatur einmal während
jedes Kopierzyklusses ermittelt werden, beispielsweise
wenn das optische System mit dem Abtasten beginnt oder
wenn ein Schalter zur Papierabgabe eingeschaltet wird.
Claims (8)
1. Fixiervorrichtung für Tonerbilder mit einer Vorrichtung
zum Feststellen einer Störung
- - mit einem beheizten Teil, der von einer Heizvorrichtung beheizt wird, die in einem durch eine Wechselspannungsquelle gespeisten Stromkreis enthalten ist,
- - mit einer Abtastvorrichtung für die Ermittlung der Temperatur des beheizten Teils, welche mit einem Abschnitt einer zur Aufnahme einer Niederspannung verkoppelten Brückenschaltung verbunden ist,
- - mit einer Steuervorrichtung für die Steuerung der Stromzuführung an die Heizvorrichtung durch Vergleich des Ausgangssignals der Temperaturermittlungsvorrichtung mit einem Bezugspotential, das an der Ausgangsklemme der Brückenschaltung auftritt, zum Einstellen der Temperatur des beheizten Teils, wobei bei Unterbrechung des Stromflusses im Stromkreis eine Anzeige erfolgt,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß eine Vorrichtung (21, 25 und Q₅ in Fig. 3 oder 30, Q₅ in Fig. 5) zur Änderung des an der Ausgangsklemme der Brückenschaltung (R₇, R₈, R₉, R₁₀, 14) auftretenden Bezugspotentiales (VI′, VI′′) gemäß dem Ausgangssignal der Steuervorrichtung (Q₃) vorgesehen ist und
- - daß eine Vorrichtung (20) in Erwiderung auf die Ausgangssignale der Steuervorrichtung (Q₃) und der Vorrichtung (21, 25 und Q₅ in Fig. 3 oder 30, Q₅ in Fig. 5) zur Änderung des Bezugspotentials (VI′, VI′′) ein Anzeigesignal (b) bei Unterbrechung des Stromflusses erzeugt.
2. Fixiervorrichtung gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (21, 25, Q₅,
30) zur Änderung des Bezugspotentiales (VI′, VI′′) das Bezugspotential
(VI′, VI′′) in vorbestimmten Zeitperioden
ändert.
3. Fixiervorrichtung gemäß Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (21, 25, Q₅,
30) zur Änderung des Bezugspotentiales (VI′, VI′′) in vorbestimmten
Zeitperioden einen Oszillator (25) aufweist,
welcher von der Steuervorrichtung (Q₃) ein Signal erhält
und das Bezugspotential (VI′, VI′′) auf der Basis seines
in vorbestimmten Zeitperioden erzeugten Ausgangssignals
ändert.
4. Fixiervorrichtung gemäß Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (21, 25, Q₅,
30) zur Änderung des Bezugspotentiales (VI′, VI′′) in vorbestimmten
Zeitperioden eine Mikroprozessoreinheit (30)
enthält, welche ein Signal von der Steuervorrichtung
(Q₃) empfängt und das Bezugspotential (VI′, VI′′) durch
ihr in bestimmten Zeitperioden erzeugtes Ausgangssignal
ändert.
5. Fixiervorrichtung gemäß Anspruch 4,
dadurch gekennzeichne, daß das Signal, welches an die
Mikroprozessoreinheit (30) zur Änderung des Bezugspotentiales
(VI′, VI′′) abgegeben wird, synchron mit dem
Papierzuführungsvorgang erzeugt wird.
6. Fixiervorrichtung gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (21, 25, Q₅,
30) zur Änderung des Bezugspotentiales (VI′, VI′′) das Bezugspotential
(VI′, VI′′) ändert, nachdem die Steuervorrichtung
(Q₃) ein Signal empfängt, das von der Abtastvorrichtung
abgeleitet wird und anzeigt, daß eine vorbestimmte
Temperatur erreicht worden ist, und ein Signal
für die Stromzuführungssteuerung erzeugt.
7. Fixiervorrichtung gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (21, 25, Q₅,
30) zur Änderung des Bezugspotentiales (VI′, VI′′) das Bezugspotential
(VI′, VI′′) so ändert, daß das Bezugspotential
(VI′, VI′′), nachdem es geändert worden ist, höher
ist, als bevor es geändert wurde.
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