DE68917688T2

DE68917688T2 - Bildfixiergerät.

Info

Publication number: DE68917688T2
Application number: DE68917688T
Authority: DE
Inventors: Shokyo Canon-Ryo Koh; Yoshihiko Suzuki
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-11-25
Filing date: 1989-11-24
Publication date: 1995-01-05
Anticipated expiration: 2009-11-25
Also published as: EP0370520B1; EP0370520A2; US5225874A; EP0370520A3; DE68917688D1

Description

Gebiet der Erfindung und verwandter Stand der Technik

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bildfixiergerät zum Fixieren eines Tonerbildes auf einem Aufzeichnungsmaterial und insbesondere auf ein Bildfixiergerät zum Wärmefixieren eines Tonerbildes durch einen Film hindurch.
Bei einem herkömmlichen Bildfixiergerät, bei dem das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmaterial fixiert wird, wird das Aufzeichnungsmaterial durch eine Klemmstelle geführt, die zwischen einer auf einer vorbestimmten Temperatur gehaltenen Heizwalze und einer an die Heizwalze angedrückten Andrück- oder Aushilfswalze mit einer elastischen Schicht angeordnet ist, wobei das Aufzeichnungsmedium ein unfixiertes Tonerbild trägt.
Bei dem herkömmlichen Bildfixiergerät dieser Art muß die Heizwalze zum Verhindern eines Tonerversatzes aufgrund einer zu hohen oder einer zu niedrigen Temperatur ständig auf einer optimalen Temperatur gehalten werden. Zum Erfüllen dieser Forderung ist die Wärmekapazität der Heizwalze groß, wodurch sich eine längere Aufwärmdauer zum Erwärmen der Heizwalze auf die Fixiertemperatur ergibt. Dünnfilme, die sich mit dem Aufzeichnungsmaterial durch das Fixiergerät bewegen, sind aus der US-A-3 811 828 und der US-A-4 566 779 bekannt. Eine ältere europäische Patentanmeldung, die als EP-A-0 295 901 offengelegt wurde und von der Anmelderin dieser Anmeldung stammt, schlägt ein Bildfixiergerät mit einer festen Heizvorrichtung mit einer geringen Wärmekapazität und einem Dünnfilm vor. Bei diesem Gerät wird eine Heizschicht mit einer geringen Wärmekapazität auf gepulste Weise gespeist, wodurch sie sofort auf eine hohe Temperatur erwärmt wird. Außerdem wird bei der Erwärmung die Impulsbreite gesteuert, um die Veränderung der Heiztemperatur zu verhindern. Falls sich bei diesem Gerät jedoch die Eingangsspannung verändert, verändert sich die von der Heizschicht aufgenommene elektrische Leistung, so daß dieselbe Steuerung vor der Veränderung der Eingangsspannung nicht ordnungsgemäß ist. Darüber hinaus verändert sich der Widerstand der Heizschicht von Fall zu Fall, was das Durchführen der Steuerung erschwert. Weiterhin wird mit dem Anstieg des Einschaltverhältnisses des Einschaltimpulses infolge fehlerhafter Arbeitsweise der Steuerschaltstufe die Situation dieselbe, als ob die Heizschicht ständig gespeist wird, so daß ein Überhitzen des Widerstands nicht verhindert werden kann. Tritt dies auf, wird das Widerstandsmaterial beschädigt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Bildfixiergerät zu schaffen, bei dem der Bildfixiervorgang selbst bei sich ändernder Eingangsspannung beständig durchgeführt werden kann.
Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, ein Bildfixiergerät zu schaffen, bei dem der Bildfixiervorgang unabhängig von der Veränderung des Widerstands der Heizschicht beständig durchgeführt werden kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Bildfixiergerät zu schaffen, bei dem die Speisung gemäß dem Speisungszeitpunkt und der Speisungsdauer unterbrochen werden kann.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines bei einem Ausführungsbeispiel verwendeten Regelsystems.
Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht eines Bildfixiergeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Fig. 3 stellt eine Impuls-Speiseschaltstufe gemäß Fig. 1 genau dar.
Fig. 4 veranschaulicht die Speise-Steuerung bei dem System gemäß Fig. 1.
Fig. 5 veranschaulicht ein Prinzip der Korrektur der Spannungsschwankung.
Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild eines Regelsystems für ein Bildfixiergerät gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel.
Fig. 7 stellt einen Hauptteil des Systems gemäß Fig. 6 genau dar.
Fig. 8 veranschaulicht dessen Arbeitsweise.
Fig. 9 zeigt eine Impulssignal-Erzeugungseinrichtung und eine bei einem anderen Ausführungsbeispiel verwendete Impulsbreiten-Begrenzungs- und Sicherheits-Schaltstufe.
Fig. 10 zeigt ein Blockschaltbild eines Steuersystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Nachstehend werden die Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, wobei Bauteile mit entsprechenden Funktionen mit denselben Bezugszeichen versehen sind.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines bei einem Bildfixiergerät gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel verwendeten Regelsystems und Fig. 2 eine Schnittansicht eines Bildfixiergeräts nach dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
Gemäß Fig. 2 weist ein Bildfixiergerät 20 eine fest angebaute Heizvorrichtung 21 auf, die ein Sockelteil, das aus einem elektrisch isolierenden und wärmebeständigen Material wie Aluminium oder dergleichen oder einem zusammengesetzten, dieses enthaltenden Material hergestellt ist, eine linien- oder streifenförmige Heizwiderstandsschicht 28 aus Ta&sub2;N oder dergleichen und eine Oberflächen-Schutzschicht enthält, die widerstandsfähig gegen Gleitbewegungen und aus Ta&sub2;O&sub5; oder dergleichen hergestellt ist. Die untere Oberfläche der Heizvorrichtung 21 ist glatt und deren Vorder- und Endabschnitte sind abgerundet, wodurch ein ruhiges Gleiten eines wärmebeständigen Filmes 23 ermöglicht wird. Der Fixierfilm 23 ist beispielsweise aus zur Wärmebeständigkeit behandeltem PET (Polyethylen) mit einer Dicke von ungefähr 6 µm hergestellt. Er ist um eine Filmzuführwelle 24 gewickelt. Der Film wird in der durch einen Pfeil c angegebenen Richtung abgewickelt. Der bzw. das wärmebeständige Film oder Blatt 23 berührt die Oberfläche der Heizvorrichtung 21 und wird von einer Filmaufnahmewelle 27 durch eine Ablösewalze 26 mit einer starken Krümmung aufgenommen.
Die Heizschicht 28 der Heizvorrichtung 21 weist eine geringe Wärmekapazität auf und wird impulsweise gespeist. Die Vorder- und Hinterränder eines Übertragungsmaterials P werden von einem Übertragungsmaterial-Erfassungshebel 25 und einem Übertragungsmaterial-Erfassungssensor 29 erfaßt. Im Ansprechen auf die Erfassungen wird die Heizschicht 28 nötigenfalls gespeist. Die Speisung der Heizvorrichtung 21 kann gemäß der Lageerfassung des Übertragungsmaterials P unter Verwendung eines Blattzufuhrsensors eines Bilderzeugungsgerätes gesteuert werden, in dem das Bildfixiergerät verwendet wird. Demgegenüber enthält eine Aushilfswalze 22 einen aus Metall oder dergleichen hergestellten Kern und eine aus Silikongummi oder dergleichen hergestellte elastische Schicht. Sie wird von einer nicht dargestellten Antriebsquelle angetrieben und an die Heizvorrichtung 21 durch den wärmebeständigen Film 23 hindurch angedrückt, der sich mit derselben Geschwindigkeit wie das entlang einer Transportführung 10 vorwärts bewegte und ein unfixiertes Tonerbild T aufweisende Übertragungsmaterial P bewegt. Die Transportgeschwindigkeit der Andrückwalze 22 ist vorzugsweise im wesentlichen mit der Transportgeschwindigkeit des Blattes während der Erzeugung des unfixierten Tonerbildes auf dem Übertragungsmaterial identisch. Die Geschwindigkeit des wärmebeständigen Blattes 23 wird auf diese Geschwindigkeit eingestellt. Bezugszeichen 30 und 32 bezeichnen jeweils einen Sensor und eine Führung für das wärmebeständige Blatt.
Bei dem Bildfixiergerät 20 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird das aus wärmeschmelzbarem Toner auf dem Aufzeichnungsblatt P erzeugte Tonerbild T zunächst erhitzt und von der Heizvorrichtung 21 durch das wärmebeständige Blatt hindurch eingeschmolzen. Gleichzeitig bewirkt die Aushilfswalze 22 eine feste Berührung zwischen der Heizvorrichtung 21, dem wärmebeständigen Blatt 23, dem Tonerbild T und dem Aufzeichnungsblatt P, so daß eine wirkungsvolle Wärmeübertragung ermöglicht wird.
Danach bewegt sich das Aufzeichnungsblatt P ununterbrochen vorwärts und wird von der Heizvorrichtung 21 getrennt, wodurch die Wärme des Tonerbildes T Wärme abgestrahlt wird, so daß es sich abkühlt und verfestigt. Dann wird das wärmebeständige Blatt 23 von dem Aufzeichnungsblatt P durch die stark gekrümmte Ablösewalze 26 abgelöst.
Da das Tonerbild T einmal vollständig aufgeweicht, geschmolzen und danach verfestigt wird, ist die Verfestigungskraft des Toners sehr groß und der Toner verhält sich wie eine Masse. Außerdem wird durch den Andruck des Toners mittels der Aushilfs- oder Andrückwalze 22, während er durch Wärme erweicht und geschmolzen wird, die Oberflächenschicht des Aufzeichnungsblattes P zumindest mit einem Teil des Tonerbildes T getränkt, das sich dann abkühlt und verfestigt. Dies gestattet die Fixierung des Tonerbilds T auf dem Aufzeichnungsblatt P ohne Tonerablagerung auf dem wärmebeständigen Blatt 23.
Gemäß Fig. 1 enthält das Regelsystem einen Temperaturerfassungs-Thermistor zum Erfassen der Temperatur der Heizschicht 28. Ein Ausgangssignal des Thermistors 2 wird zu einer Impulssignal-Erzeugungseinrichtung 4 übertragen, die das Impulssignal zum Erhalten einer konstanten Temperatur der Heizschicht 28 steuert. Eine Speiseschaltstufe 3 führt impulsförmigen Strom zu und ist an eine Vielzweck-Wechselspannungsquelle 5 angeschlossen, deren Spannung gleichgerichtet und an die Heizschicht 28 angelegt wird. Gemäß dem Anstieg des durch die Impulssignal-Erzeugungseinrichtung 4 erzeugten Impulssignals wird die Heizschicht 28 während einer vorgegebenen, durch die Schaltstufe bestimmten Impulsdauer gespeist. Mit anderen Worten verändert die Impulssignal-Erzeugungseinrichtung 4 die Dauer des Ausgangs-Impulssignals zum Steuern der der Heizschicht 28 zuzuführenden Leistung, damit eine konstante Temperatur der Heizvorrichtung 21 beibehalten wird. Zu diesem Zeitpunkt ist die Beziehung zwischen der Periodendauer der Impulssignale und der aufgenommenen Leistung derart, daß bei Periodendauern von τ, 2τ und 4τ die aufgenommenen Leistungen Wo, Wo/2 und Wo/4 sind. Wird die Eingangsleistung durch Verändern der Periodendauer gesteuert, sollte jeder Bereich des Aufzeichnungsmaterials P durch die Heizschicht 28 von zumindest einem Impuls erwärmt werden. Zum Erfüllen dieser Forderung wird die Einschalt-Impulsdauer TON derart bestimmt, daß sie die Bedingung
(Vp)(Tmax) ≤ d
erfüllt, wobei Tmax eine maximale Energiezufuhr-Periodendauer, d.h. die Energiezufuhr-Periodendauer, bei der eine Mindest-Energie Wmin zugeführt wird, wenn die Temperatursteuerung der Heizschicht 28 ausgeführt wird, Vp eine Transportgeschwindigkeit des Aufzeichnungsblattes P und d eine Breite der Heizschicht 28 sind. d/Vp ist die Berührzeit des Aufzeichnungsblattes mit der Heizschicht.
Fig. 3 zeigt Einzelheiten der Impuls-Speiseschaltstufe gemäß Fig. 1. Die Schaltstufe enthält Widerstände R1, R2, R3, R4, R5, R7 und R8 sowie Kondensatoren C1, C2, C3, C4 und C5. Der Kondensator C1 bildet zusammen mit einer Diode D1 eine Gleichrichterschaltung. Das Signal aus der Impulssignal-Erzeugungsschaltstufe wird einem Photokoppler Q3 zugeführt.
Die Schaltstufe weist einen Schalt-FET (Feldeffekttransistor) Q2 auf, der von einem Zeitgeber (einem integrierten Schaltkreis, IC) Q1 getrieben wird. Die Widerstände R2 und R3 sowie der Kondensator C5 bilden zusammen mit einer Diode D2 eine Differenzier-Schaltung. Durch Verwendung der Differenzier- Schaltung als Eingabeeinrichtung wird die Speisung über eine vorgegebene Impulsbreite hinaus selbst dann verhindert, wenn das "Ein-"Signal ständig an die Impulssignal-Erzeugungseinrichtung 4 angelegt wird. Der Zeitgeber (IC) Q1 wird durch eine monostabile Kippstufe gebildet. Die Impulsbreite von deren Ausgangssignal wird durch die Widerstände R5 und R6, einen Widerstand VR1 und einen Kondensator C4 bestimmt. Die Ladeeigenschaften der Kombination aus den Widerständen und dem Kondensator sowie die Referenzspannungsquelle ZD1 bestimmen die Einschalt-Impulsbreite.
Unter Bezug auf Fig. 4 wird die Arbeitsweise dieser Schaltstufe unter Verwendung eines Eingangs-Impulssignals und Spannungen an Punkten A und B der Schaltstufe gemäß Fig. 3 beschrieben. Wird gemäß Fig. 4 ein Impulssignal eingegeben, wechselt die Spannung am Punkt B zum Zeitpunkt der ansteigenden Flanke auf hohen Pegel und der Kondensator C4 beginnt, mit einer Zeitkonstante τ&sub1; aufgeladen zu werden, die durch die Widerstände R5, R6 und VR1 sowie den Kondensator C4 bestimmt ist. Wenn die Spannung am Punkt A bis auf einen Schwellspannungspegel Vs angestiegen ist, der durch die Referenzspannungsquelle ZD1 festgelegt ist, wechselt die Spannung am Punkt B auf niedrigen Pegel und der Kondensator C4 wird entladen. Der Zeitpunkt, zu dem die Spannung am Punkt B auf hohen Pegel wechselt, ist durch die Impuls-Speiseschaltstufe 3 unabhängig von den Ausgangsimpulsen der Impulssignal-Erzeugungsschaltstufe bestimmt. Die Steuerung der Speisung der Heizschicht 28 wird durch Verändern der Periodendauern der Impulssignale (X und Y in Fig. 4) durchgeführt.
Wie das Impulssignal Z in Fig. 4 zeigt, ist selbst dann, wenn das "Ein"-Impulssignal länger als erforderlich oder infolge fehlerhafter Arbeitsweise der Impulssignal-Erzeugungsschaltstufe ständig erzeugt wird, die Einschaltdauer dieselbe wie im Normalzustand. Das bedeutet, daß die Impuls-Speiseschaltstufe 3 auch als eine Sicherheits-Schaltstufe zum Begrenzen der Einschalt-Impulsbreite dient.
Die nachstehende Beschreibung bezieht sich auf die Einschalt- Impulsbreite der Impuls-Speiseschaltstufe 3 bei Veränderung der Spannung der Vielzweck- oder handelsüblichen Spannungsquelle 5. Verändert sich die Spannung der Spannungsquelle 5, so verändert sich auch die Spannung Vc am Gleichrichtungs- Glättungskondensator C1. Die Spannungsveränderung am Punkt A zu diesem Zeitpunkt ist in Fig. 5 abgebildet.
Wie aus Fig. 5 hervorgeht, ist, wenn die Eingangsspannung auf hohem Pegel ist, die zum Erreichen der Schwellspannung Vs erforderliche Zeit kurz, während andererseits dann, wenn sie auf niedrigem Pegel ist, die dafür erforderliche Zeit lang ist. Die Heizvorrichtung 21 wird solange gespeist, bis die Spannung am Punkt A von Null auf den Pegel Vs steigt, weshalb die Einschaltdauer bei hoher Eingangsspannung kurz ist, während die Einschaltdauer bei niedriger Eingangsspannung lang ist. Werden die Schwellspannung Vs sowie die die Einschaltdauer beeinflussenden Widerstände und der Kondensator derart gewählt, daß die von der Heizvorrichtung 21 aufgenommene Leistung selbst bei Veränderung der Spannung Vc konstant ist, kann die Impulssignal-Erzeugungsschaltstufe unter der Bedingung, daß die Impulssignal-Erzeugungseinrichtung 4 periodische Impulse konstanter Dauer erzeugt, die Konstantleistungs-Regelung unabhängig von der Veränderung der Eingangs- Wechselspannung durchführen.
Verändern sich die Widerstände der Heizschichten 28 infolge einer Veränderung der Herstellungstoleranzen der Heizwiderstände 28, verändert sich die Leistungsaufnahme der Heizschicht 28 selbst dann, wenn dieselbe Impuls-Speisung durch die Impuls-Speiseschaltstufe 3 durchgeführt wird. Die Impulssignal-Erzeugungsschaltstufe kann jedoch die Konstantleistungs-Regelung selbst dann durchführen, wenn die Heizschicht 28 einen unterschiedlichen Widerstand aufweist, indem der Widerstand VR1 entsprechend dem Widerstand der Heizschicht 28 zum Verändern der Zeitkonstante τ&sub1; der Ladeschaltstufe derart abgeglichen wird, daß bei großem Widerstand der Heizschicht 28 die für das Erreichen des Schwellenpegels Vs erforderliche Zeit lang und bei kleinem Widerstand der Heizschicht 28 die dafür erforderliche Zeit kurz ist.
Wie vorstehend beschrieben verändert sich bei der Impuls- Speiseschaltstufe 3 dieses Ausführungsbeispiels die Einschalt-Impulsbreite, so daß die von der Heizschicht 28 aufgenommene Leistung konstant ist. Da die Einschalt-Impulsbreite jedoch nicht über 100 % des Impuls-Einschaltverhältnisses Dp hinaus erhöht werden kann, können die Eingangsspannung und der Widerstand der Heizschicht 28 unter Umständen nicht korrigiert werden, weshalb die gewünschte Energie nicht zugeführt werden kann. In Anbetracht dessen wird ein Mittelwert RLO des Widerstands der Heizschicht 28 auf die folgende Art und Weise begrenzt.
Eine maximal erforderliche Leistung Wmax während der Temperaturregelung der Heizschicht 28, eine Spannung Vco, die gleich der Spannung Vc ist, die sich bei einer Spannung der Vielzweck-Wechselspannungsquelle entsprechend dem Bezugspegel bzw. Nennwert ergibt, eine Spannung Vcmin, die gleich der Spannung Vc ist, die sich ergibt, wenn die Wechselspannung sich auf einem Tiefstwert befindet, der Mittelwert RLO des Widerstands der Heizschicht, ein Höchstwert RLmax des Widerstands der Heizschicht 28 infolge von Herstellungstoleranzen, ein Impuls-Einschaltverhältnis Dpo, das dann, wenn die Spannung Vco und der Mittelwert RLO beträgt, die maximale Leistung Wmax erzeugt, und ein Impuls-Einschaltverhältnis Dpmax, das dann, wenn die Spannung Vcmin und der Mittelwert RLmax beträgt, die maximale Leistung Wmax erzeugt, müssen folgende Bedingung erfüllen:
(Vcmin)²/RLmax ≥ (Vcmin)² Dpmax/RLmax = (Vco)² Dpo/RLO
Dies ist dadurch bedingt, daß der Regelbereich durch Dpmax ≤ 100 % festgelegt ist.
Daraus ergibt sich folgendes:
(Vcmin/Vco)²(RLO/RLmax) ≥ Dpo
Ist das Impuls-Einschaltverhältnis Dpo bestimmt, dann beträgt der Mittelwert RLO des Widerstands der Heizschicht 28:
RLO = [(Vo)² Dpo]/Wmax
Daher wird der Mittelwert der Heizschicht 28 auf Grundlage des Impuls-Einschaltverhältnisses Dpo und der maximal erforderlichen Leistung Wmax bestimmt. Bei den Experimenten betrugen
Vcmin = 106 V
und
Vco = 128 V.
Wenn der Bezugspegel bzw. Nennwert der Eingangs-Wechselspannung 100 V betrug, war deren Tiefstwert 85 V, lag die Veränderung des Widerstands unter 10 % und die maximal erforderliche Leistung Wmax betrug 400 W.
Deshalb galt Dpo ≥ 62 %.
Zu diesem Zeitpunkt war RLO ≤ 25,39 X.
Bei diesem Ausführungsbeispiel speist die Speiseschaltstufe einen impulsförmigen Strom synchron zu einem Ausgangssignal aus der Steuerschaltstufe, ist eine Ladeschaltstufe, die einen Kondensator und Widerstände enthält, in der Speiseschaltstufe angeordnet, verändern sich, wenn sich die Eingangs- Wechselspannung verändert, die Ladeeigenschaften der Ladeschaltstufe, verändert sich die Impuls-Einschaltdauer entsprechend der Veränderung der Ladeeeigenschaften und wird in der Steuerschaltstufe die Ausgangs-Impulsdauer zum Steuern der Temperatur der Heizvorrichtung verändert. Daher kann selbst dann, wenn sich die Eingangsspannung verändert, die Veränderung durch dieselbe Regeleinrichtung auf einfache Weise kompensiert werden.
Darüber hinaus ist die Einschaltdauer der Speiseschaltstufe für die impulsweise Speisung synchron zu einem Ausgangssignal aus der Impulssignal-Erzeugungseinrichtung 4 entsprechend dem Widerstand der Heizschicht 28 abgleichbar, wobei die Regelung durch Verändern der Ausgangs-Impulsperiodendauer der Impulssignal-Erzeugungseinrichtung 4 durchgeführt wird. Daher kann die Veränderung des Widerstands der Heizschichten 28 auf einfache Weise kompensiert werden.
Nachstehend wird unter Bezug auf Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel beschrieben. Gemäß dieser Figur weist das Fixiergerät eine Heizvorrichtung 21 auf, die einen Heizwiderstand 28 und eine Elektrode 28b auf einer (aus Aluminium oder Glas hergestellten) Sockelplatte enthält. Die Heizvorrichtung 21 wird von einer Stromquelle 12 mit elektrischem Strom gespeist. Das Gerät weist weiterhin eine Impulssignal-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen von Steuersignalen zum impulsweisen Speisen der Heizvorrichtung 21 gemäß der Temperatur der Sockelplatte der Heizvorrichtung 21, eine Sicherheits- Schaltstufe 14 zum Unterbrechen der Speisung gemäß der Periodendauer der impulsweisen Speisung und der impulsweisen Energiezufuhr-Periodendauer sowie einen Thermistor 2 zum Messen der Temperatur der Sockelplatte und zum Zuführen der Temperaturinformationen zu der Impulssignal-Erzeugungseinrichtung 13 auf.
Fig. 7 zeigt die Speiseschaltstufe 12 genau, die die Sicherheits-Schaltstufe 14 gemäß Fig. 6 enthält. Bei diesem Ausführungsbeispiel enthält die Sicherheits-Schaltstufe 14 eine Schmelzsicherung FU1.
Die Eingangs-Wechselspannung wird durch eine Dioden-Brückenschaltung D1 gleichgerichtet und durch den Kondensator C1 geglättet. Das Ausgangssignal der Impulssignal-Erzeugungseinrichtung 13 wird einem Photokoppler Q3 in der Speiseschaltstufe 12 zugeführt. Im Ansprechen auf das Signal treibt eine Treiber-Schaltstufe Q1 ein Speisesteuer-Schaltelement Q2 zum Speisen des Heizwiderstands 28 der Heizvorrichtung 21. Die Impulssignal-Erzeugungseinrichtung 13 verändert das Impulssignal gemäß dem Ausgangspegel des Thermistors 2, der zum Steuern der Speisung des Widerstands 28 in der Nähe der Heizvorrichtung 21 angeordnet ist.
Wird die impulsweise Speisung durchgeführt, ist der durch den Widerstand 28 fließende durchschnittliche Strom I einem Verhältnis der Impulsbreite (Einschaltdauer) zur Impulsperiode (Impuls-Einschaltverhältnis) proportional. Der Höchstwert Imax des Stroms I ist durch einen Widerstand RH des Widerstands 28, eine Spannung Vc1 an dem Kondensator C1 und eine Einschalt-Spannung VDS des Schaltelements Q2 wie folgt bestimmt:
Imax = (Vc1-VDS)/RH
Mit dem Impuls-Einschaltverhältnis Dp beträgt der Strom I:
I = Imax Dp = (Vc1-VDS) Dp/RH
Fig. 8 veranschaulicht die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Sicherheits-Schaltstufe 14. In Fig. 8 bezeichnen Bezugszeichen A, B und C die Speisung der Heizvorrichtung, wobei die Impulssignale ein Einschaltverhältnis von jeweils 20 %, 30 % und 60 % aufweisen. Bezugszeichen D bezeichnet den Fall, bei dem die Heizvorrichtung infolge fehlerhafter Arbeitsweise der Impulssignal-Erzeugungseinrichtung 13 oder dergleichen ständig gespeist wird. Wie durch den durchschnittlichen Strom I in dieser Figur dargestellt nimmt, falls die Sicherheits-Schaltstufe 14 nicht verwendet wird, der Strom I in der Reihenfolge A, B, C zu und der Höchstwert des Stroms Imax wird beim Zustand D erreicht. Wird andererseits die Sicherheits-Schaltstufe 14 dieses Ausführungsbeispiels verwendet, wird die Speisung der Heizvorrichtung 21 unterbrochen, wie durch den durchschnittlichen Strom II gemäß Fig. 8 angedeutet wird. Die Schmelzsicherung FU1 brennt durch, wenn der Strom Ishut beträgt.
Der Strom Ip zur Zeit des erforderlichen maximalen Einschaltverhältnisses Dpmax während der Impulsspeise-Temperaturregelung sollte kleiner als der Strom Ishut sein. Dadurch kann die Speisung des Widerstands 28 an die des herkömmlichen Geräts im Normalzustand angeglichen werden, wenn aber das Impuls-Einschaltverhältnis infolge einer fehlerhaften Arbeitsweise oder dergleichen groß wird, schaltet die Schmelzsicherung FU1 die Speiseschaltstufe aus und verhindert dadurch ein Überhitzen und eine Beschädigung des Heizwiderstands 28 der Heizvorrichtung 21.
Fig. 9 zeigt eine Impulsbreitenbegrenzungs-Sicherheitsschaltstufe 11, die bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet werden kann. Wird diese bei diesem Ausführungsbeispiel eingesetzt, begrenzt die Impulsbreitenbegrenzungs-Sicherheitsschaltstufe 11 die Impulsbreite in dem Fall der ständigen Speisung (D in Fig. 8), weshalb die Schmelzsicherung FU1 nicht durchbrennt.
Fig. 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem anstelle der Schmelzsicherung FU1 ein Frequenz-Spannungs-Wandler (f-V-Wandler) 31, ein Schaltelement 32, ein Vergleicher 33 und andere Bauteile verwendet werden, durch die dann, wenn die Spannung einen vorgegebenen Pegel überschreitet, das Schaltelement 32 ausgeschaltet wird. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel verwendet die Unterbrechungs-Schaltstufe ein Schaltelement 32 wie z.B. ein Halbleiter-Schaltelement, ein Relais oder dergleichen, weshalb ein Auswechseln von einem Teil oder von Teilen selbst nach dem Auftreten von fehlerhaften Impulsen nicht mehr nötig ist.
Obwohl die Erfindung unter Bezug auf die vorstehend offenbarten Anordnungen beschrieben worden ist, ist sie nicht auf die vorstehend erwähnten Einzelheiten beschränkt und diese Anmeldung soll solche Ab- und Veränderungen umfassen, die im Rahmen der nachstehenden Ansprüche gemacht werden.

Claims

1. Bildfixiergerät mit

einer Heizvorrichtung (21) mit einer linearen Heizschicht (28),

einem Film (23), der zusammen mit einem Aufzeichnungsmaterial (P) bewegbar ist, das ein Tonerbild (T) trägt, welches durch von der Heizschicht erzeugte Wärme durch den Film hindurch erwärmt wird,

einer Speise-Einrichtung (3, 4) zum impulsweisen Speisen der Heizschicht (28) und zum Steuern der Impulsbreite der impulsweisen Speisung gemäß dem Pegel der der Speise-Einrichtung zugeführten Speisepannung derart, daß die durch die Heizschicht (28) aufgenommene Leistung unabängig von dem Spannungspegel im wesentlichen konstant ist.

2. Bildfixiergerät mit

einer Heizvorrichtung (21) mit einer linearen Heizschicht (28),

einem Film (23), der zusammen mit einem Aufzeichnungsmaterial (P) bewegbar ist, das ein Tonerbild (T) trägt, welches durch von der Heizschicht (28) erzeugte Wärme durch den Film (23) hindurch erwärmt wird,

einer Speise-Einrichtung (3, 4) zum impulsweisen Speisen der Heizschicht (28),

einer Temperatur-Erfassungseinrichtung (2) zum Erfassen der Temperatur der Heizvorrichtung (21),

wobei die Speise-Einrichtung (3, 4) ein Einschaltverhältnis als Verhältnis der Impulsbreite zur Impulsperiode gemäß einem Ausgangssignal aus der Temperatur-Erfassungseinrichtung (2) regelt, und

wobei eine Transportgeschwindigkeit Vp des Aufzeichnungsmaterials (P), eine Breite d der Heizschicht (28) und eine Einschaltdauer Tmax, in der eine Mindestenergie zugeführt wird, folgende Bedingung erfüllen:

Vp Tmax ≤ d.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2 mit einer Andrückvorrichtung (22) zum Ausüben einer Andrückkraft auf die Heizvorrichtung (21), den Film (23) und das Aufzeichnungsmaterial (P).

4. Gerät nach Anspruch 3, wobei die Heizschicht (28) sich in eine Richtung erstreckt, die im wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsmaterials (P) ist.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Speise- Einrichtung (3, 4) eine Begrenzungseinrichtung (R2, R3, C5, D2) zum Begrenzen der lmpulsbreite der impulsweisen Speisung enthält.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Impulsbreite durch einen Widerstand (R5, R6), einen Kondensator (C4) und eine Referenzspannungsquelle (ZD1) gemäß einem Impulssignal bestimmt ist.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Heizvorrichtung (21) während ihres Fixiervorgangs fest ist und der Film (23) an der Heizvorrichtung (21) vorbeigleitet.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, das derart angeordnet ist, daß sich während eines Fixiervorgangs keine Luftschicht zwischen der Heizschicht (28) und dem Tonerbild (T) befindet.

9. Gerät nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 8, das derart angeordnet ist, daß die Impulsbreite während des Fixiervorgangs konstant ist.