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Gebiet der
Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich auf das Fixieren von Toner an Druckmedien
an elektrofotografischen Drucksystemen. Insbesondere bezieht sich
die Erfindung auf die Steuerung einer Mehr-Heizelement-Fixiervorrichtung
in einem elektrofotografischen Drucksystem.
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Hintergrund
der Erfindung
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Die
Verwendung von Heizelementen, um in elektrofotografischen Drucksystemen
Toner an einem Druckmedium zu fixieren, ist gut bekannt. Eine Technologie
des Stands der Technik setzt eines oder mehrere Widerstandsheizelemente
ein, die in einem Glaskolben eingeschlossen sind, der in einen Zylinder
eingebracht ist, der aus einem thermischen leitfähigen Material gebildet ist,
wie beispielsweise Aluminium. Der Zylinder ist mit einem Material
beschichtet, wie beispielsweise TEFLON, um eine Toneranhaftung an
der Oberfläche
zu reduzieren. Dieses Ausführungsbeispiel
einer Fixiervorrichtung wird typischerweise als ein Fixierer bezeichnet.
Die Wärme, die
durch das Widerstandsheizelement erzeugt wird, wird zu der äußeren Oberfläche des
Fixierers durch Strahlung, Konvektion und Wärmeleitung durch die Wand des
Zylinders übertragen.
Häufig
ist der Glaskolben mit einem Halogengas gefüllt, um zu ermöglichen,
dass das Heizelement bei einer höheren
Temperatur betrieben wird. Eine andere Fixiervorrichtungsimplementierung
des Stands der Technik, bekannt als ein Sofort-An-Fixierer, umfasst
einen Materialstreifen, der ein Widerstandsheizelement bildet. Das
Widerstandsheizelement kann durch einen Dickfilmaufbringungsprozess
auf dem keramischen Substrat gebildet sein. Das Widerstandsheizelement
ist durch eine Beschichtung aus Glas bedeckt. Die Beschichtung aus
Glas ermöglicht eine
Drehbewegung mit geringer Reibung einer Filmhülse über dem Glas sowie ein Liefern
einer elektrischen Isolation. Bei einem Sofort-An-Fixierer ist das
Widerstandsheizelement typischerweise auf dem keramischen Substrat gefertigt,
wobei sich die elektrischen Verbindungen bei einem Ende der Längsachse
des Fixierers befinden. Mehrere Widerstandsheizelemente können bei dem
Sofort-An-Fixierer verwendet werden.
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Ein
erhebliches technisches Problem, dass bei der Verwendung von Fixiervorrichtungen
angetroffen wird, ist die Beibehaltung einer einheitlichen Temperatur über den
Abschnitt der Oberfläche
der Fixiervorrichtung, der das Druckmedium kontaktiert. Im Allgemeinen
ist ein einziger Temperatursensor nahe einem Ende der Oberfläche der
Fixiervorrichtung außerhalb
des Wegs positioniert, dem das Druckmedium folgt, wenn dasselbe über der
Fixiervorrichtung durchläuft.
Alternative Implementierungen verwenden einen Temperatursensor,
der innerhalb des Druckmedienwegs positioniert ist. Der Temperatursensor
ist Teil einer Schaltung, die den Fluss einer Leistung zu Heizelementen
innerhalb der Fixiervorrichtung steuert, in einem Versuch, ein einheitliches Temperaturprofil über die
Oberfläche
der Fixiervorrichtung zu erzeugen. Das thermische Laden des Druckmediums
auf der Oberfläche
der Fixiervorrichtung resultiert in einer Abnahme der Oberflächentemperatur
der Fixiervorrichtung bei diesen Positionen auf der Oberfläche in Kontakt
mit dem Druckmedium. Weil der Temperatursensor ein Maß der Temperatur auf
der Oberfläche
der Fixiervorrichtung außerhalb des
Druckmedienwegs in einem Bereich liefert, der nicht thermisch geladen
ist, muss eine Annahme über
den Oberflächentemperaturversatz
zwischen diesen Bereich und einen Bereich innerhalb des Druckmedienwegs
gemacht werden, um eine wirksame Steuerung des Fixiervorrichtungsoberflächentemperaturprofils über der
Breite des Druckmediums zu liefern. Wenn die Breite des Druckmediums
variiert, kann sich der Wert dieses Temperaturversatzes im Wesentlichen
als ein Ergebnis von Unterschieden bei dem thermischen Laden verändern.
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Eine
andere alternative Implementierung verwendet einen Thermistor, der
in dem Druckmedienweg positioniert ist. Bei dieser Implementierung kompensiert
die Schaltung das thermische Laden durch den Druckmedienweg. Abschnitte
der Fixiervorrichtung, die außerhalb
des Druckmedienwegs positioniert sind, sind jedoch nicht thermisch
geladen und werden folglich über
die Solltemperatur erwärmt. Hochtemperaturbereiche
an der Fixiervorrichtung können
in einem Verziehen der Druckrolle führen, die die Oberfläche der
Fixiervorrichtung kontaktiert, wodurch die Lebensdauer der Fixiervorrichtung
reduziert wird.
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Zusätzlich zu
den Zuverlässigkeitsproblemen,
die durch uneinheitliche Temperaturen erzeugt werden, können die
Uneinheitlichkeiten in einer verschlechterten Fixierqualität resultieren.
Dies tritt aus der Entwicklung von Positionen über die Breite des Druckmediums
auf, für
die die Fixiervorrichtungsoberflächentemperatur
zu hoch oder zu niedrig für
ein optimales Fixieren des Toners ist. Eine zu niedrige Fixiertemperatur
kann in Toner resultieren, der nicht ordnungsgemäß an dem Druckmedium fixiert
ist. Eine zu hohe Fixiertemperatur kann in geschmolzenen Toner resultieren,
der an der Oberfläche
der Fixiervorrichtung anhaftet, wobei der Toner von der korrekten
Position auf dem Druckmedium versetzt ist.
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Wenn
Fixiervorrichtungen mehrere Heizelemente aufweisen, werden Informationen über die Größe des Druckmediums,
auf dem ein Drucken durchgeführt
wird, verwendet, um die Anlegung einer Leistung an die mehreren
Heizelemente in der Fixiervorrichtung zu steuern. In der Vergangenheit
wurden Sensoren in die Druckmaschine eingeschlossen, um die Größe des Druckmediums
zu erfassen, auf dem ein Drucken durchgeführt wird. Diese wurden in dem Papierweg
platziert, um die Breite des Druckmediums zu erfassen, das sich
durch den Papierweg bewegt. Basierend auf der erfassenden Breite
des Druckmediums legt die Steuerung eine Leistung an eines oder
mehrere der Heizelemente in einem Versuch an, das erwünsch te Naturprofil über die
Länge der
Fixiervorrichtung zu erhalten.
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Mehrere
Heizelemente, die entlang der Länge
einer Fixiervorrichtung verteilt sind, wurden in einem Versuch eingesetzt,
ein einheitliches Oberflächentemperaturprofil
für Druckmedien
bereitzustellen, die eine Vielfalt von Breiten aufweisen. Die elektrische
Leistung zu jedem der Heizelemente in der Fixiervorrichtung ist
durch eine getrennte Steuerschaltung gesteuert. Durch ein Steuern
des Belastungszyklus der Leitungsleistung, die an jedes der Heizelemente
basierend auf der Druckmedienbreite angelegt wird, die durch den
Drucker erfasst wird, kann ein Oberflächentemperaturprofil mit einer
größeren Einheitlichkeit
für eine
gegebene Medienbreite erzeugt werden. Ein Teil der Schwierigkeit,
die bei einem Steuern der Heizelemente betroffen ist, besteht jedoch
in einem Liefern von Daten zu der Steuerung über die Breite des Druckmediums,
auf dem ein Drucken durchgeführt
wird. Für
standardmäßig proportionierte
Druckmedien werden diese Informationen aus der Ablage bestimmt,
in der das Druckmedium positioniert ist. Für kundenspezifisch proportionierte Druckmedien
wurden Sensoren in dem Druckmedienweg zum Erfassen der Druckmedienbreite
verwendet. Die Verwendung von Sensoren in dem Druckmedienweg, um
eine große
Vielzahl von Druckmedienbreiten zu erfassen, ist untragbar teuer.
Es besteht ein Bedarf für
eine Weise, auf die die Breite von Druckmedien ohne Sensoren in
dem Druckmedienweg bestimmt werden kann und diese Informationen verwendet
werden können,
um die Anlegung einer Leistung an die Fixiervorrichtung zu steuern.
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Die
EP 0 584 779 A beschreibt
eine Fixiervorrichtung für
ein Bilderzeugungsgerät,
bei dem die Heizabschnitte desselben in einer übereinstimmenden Beziehung
zu einem Tonerbild selektiv getrieben sind, das auf einem Blatt
getragen ist. Eine CPU erzeugt die notwendigen Druckinformationen
und liefert ferner Treibersignale für den Heizertreiber, die spezifizieren,
welche der Widerstände
mit Leistung versorgt werden sollen, wobei das Wärmesignal dem Bildsignal zugeordnet
ist. Dieses Wärmesignal
wird von der CPU zu der Fixiervorrichtung zum Treiben der Heizereinheit
gesendet, derart, dass lediglich die Widerstände, die über dem Tonerbild positioniert sind,
eine Wärme
erzeugen, d. h. die anderen Widerstände überhaupt nicht getrieben sind.
Es kann kein normales Temperaturprofil über den Fixierer erhalten werden,
weil eine Wärme
von dem Abschnitt des Fixierers in Kontakt mit dem Druckmedium weggeleitet wird.
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Die
JP-A-06258978 offenbart ein Verfahren zum Steuern eines Fixierheizers
auf eine herkömmliche
Weise, nämlich
durch ein Verwenden von getrennten Sensoreinheiten.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren
und eine Vorrichtung zum Steuern der Anlegung einer Leistung an
die Mehrzahl von Heizelementen eines Fixierers zum Erhalten eines
optimalen Temperaturprofils über
den Fixierer zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und durch ein
System gemäß Anspruch
4 und gemäß Anspruch
8 gelöst.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Steuern der Anlegung
einer Leistung an eine Mehrzahl von Heizelementen einer Fixiervorrichtung in
einem elektrofotografischen Drucksystem zum Drucken auf einem Druckmedium
bereit, das die Schritte eines Erzeugens von Daten aus Druckdaten, wobei
die Daten eine Abmessung eines Druckbereichs auf dem Druckmedium
in eine Richtung entsprechend einer Längsachse der Fixiervorrichtung spezifizieren,
wobei die Längsachse
senkrecht zu der Förderrichtung
des Druckmediums ist; eines Erzeugens eines Befehls aus den erzeugten
Daten, wobei der Befehl die Größe einer
Leistung spezifiziert, die an die Mehrzahl von Heizelementen angelegt werden
soll, sowohl an Heizelemente, die dem Druckbereich entsprechen,
als auch an Heizelemente, die dem Druckbereich nicht entsprechen;
und eines Steuerns der Anlegung einer Leistung an die Mehrzahl von
Heizelementen gemäß dem Befehl aufweist.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein System zum Steuern einer Fixiervorrichtung
bereit, die eine Mehrzahl von Heizelementen aufweist, in einem elektrofotografischen
Drucksystem, das einen Formatierer, um Daten aus Druckdaten zu erzeugen,
wobei die Daten eine Abmessung des Druckbereichs auf dem Druckmedium
in eine Richtung entsprechend einer Längsachse der Fixiervorrichtung
spezifizieren, wobei der Formatierer angeordnet ist, um einen Befehl
aus den erzeugten Daten zu erzeugen, wobei die Längsachse senkrecht zu der Förderrichtung
des Druckmediums ist, und eine Steuerung aufweist, die wirksam mit
dem Formatierer gekoppelt ist, um den Befehl zu empfangen, und wirksam
mit der Fixiervorrichtung gekoppelt ist, um die Größe einer Leistung
zu steuern, die an die Mehrzahl von Heizelementen angeordnet werden
soll, sowohl an Heizelemente, die dem Druckbereich entsprechen,
als auch an Heizelemente, die dem Druckbereich nicht entsprechen,
ansprechend auf den Befehl.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein elektrofotografisches Drucksystem
bereit, das eine Fixiervorrichtung, die eine Mehrzahl von Heizelementen
aufweist, einen Formatierer, um Daten aus Druckdaten zu erzeugen,
wobei die Daten eine Abmessung des Druckbereichs auf dem Druckmedium
in eine Richtung entsprechend einer Längsachse der Fixiervorrichtung
spezifizieren, wobei der Formatierer angeordnet ist, um einen Befehl
aus den erzeugten Daten zu erzeugen, wobei die Längsachse senkrecht zu der Förderrichtung
des Druckmediums ist, und eine Steuerung aufweist, die wirksam mit
dem Formatierer gekoppelt ist, um den Befehl zu empfangen, und wirksam
mit der Fixiervorrichtung gekoppelt ist, um die Größe und Anlegung
einer Leistung zu steuern, die an die Mehrzahl von Heizelementen
angelegt wird, sowohl an Heizelemente, die dem Druckbereich entsprechen,
als auch an Heizelemente, die dem Druckbereich nicht entsprechen.
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Beschreibung
der Zeichnungen
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Ein
gründlicheres
Verständnis
der Erfindung kann aus der Betrachtung der folgenden detaillierten Beschreibung
in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen
erhalten werden, bei denen:
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1 ein
vereinfachter Querschnitt eines elektrofotografischen Druckers ist,
der ein Ausführungsbeispiel
des Fixiervorrichtungssteuersystems umfasst.
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2 ein
vereinfachtes Flussdiagramm eines ersten Verfahrens zum Verwenden
des Fixiervorrichtungssteuersystems zeigt.
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3 ein
vereinfachtes Flussdiagramm eines zweiten Verfahrens zum Verwenden
des Fixiervorrichtungssteuersystems zeigt.
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4 einen
Teil eines ersten Sofort-An-Fixierers zeigt, der mit dem Fixiervorrichtungssteuersystem
verwendet werden kann.
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5 einen
Teil eines zweiten Sofort-An-Fixierers zeigt, der mit dem Fixiervorrichtungssteuersystem
verwendet werden kann.
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6 einen
Teil eines Kolbenfixierers zeigt, der mit dem Fixiervorrichtungssteuersystem
verwendet werden kann.
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Detaillierte
Beschreibung der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf spezifische exemplarische Ausführungsbeispiele
begrenzt, die hierin dargestellt sind. Obwohl die Ausführungsbeispiele
des Fixiervor richtungssteuersystems im Kontext eines elektrofotografischen
Einfarbendruckers erörtert
werden, erkennt ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet durch ein
Verstehen dieser Beschreibung, dass das Fixiervorrichtungssteuersystem
eine Anwendbarkeit bei sowohl elektrofotografischen Farb- als auch
Einfarbenbilderzeugungssystemen aufweist. Obwohl die Ausführungsbeispiele
des Fixiervorrichtungssteuersystems in dem Kontext eines elektrofotografischen
Einfarbendruckers erörtert werden,
erkennt ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet ferner durch ein
Verstehen dieser Beschreibung, dass andere Typen von elektrofotografischen Drucksystemen,
wie beispielsweise elektrofotografische Kopierer, das Fixiervorrichtungssteuersystem verwenden
könnten.
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Mit
Bezug auf 1 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht
eines elektrofotografischen Druckers 1 gezeigt, der ein
Ausführungsbeispiel
des Fixiervorrichtungssteuersystems enthält, das verwendet wird, um
eine Fixiervorrichtung zu steuern, wie beispielsweise einen Fixierer 2.
Der Fixierer 2 ist ein Sofort-An-Typ-Fixierer, der mehrere
Heizelemente aufweist. Es ist zu erkennen, dass, obwohl das offenbarte
Ausführungsbeispiel
des Fixiervorrichtungssteuersystems in dem Kontext eines elektrofotografischen
Druckers 1 erörtert
ist, der einen Sofort-An-Typ-Fixierer verwendet, der mehrere Heizelemente
aufweist, dasselbe auch auf andere Typen von Fixiervorrichtungen
angewendet werden kann, wie beispielsweise einen Halogenkolben-Typ-Fixierer, der
mehrere Halogenkolben aufweist.
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Eine
Ladungsrolle 3 wird verwendet, um die Oberfläche einer
Fotoleitertrommel 4 zu einer vorbestimmten Spannung zu
laden. Eine Laserdiode (nicht gezeigt) innerhalb einer Laserabtastvorrichtung 5 emittiert
einen Laserstrahl 6, der an- und ausgepulst wird, wenn derselbe über die
Oberfläche
der Fotoleitertrommel 4 gewobbelt wird, um die Oberfläche der Fotoleitertrommel 4 selektiv
zu entladen. Die Fotoleitertrommel 4 dreht sich in die
Richtung im Uhrzeigersinn, wie es durch den Pfeil 7 gezeigt
ist. Eine Entwicklerrolle 8 wird verwendet, um das latente
elektrostatische Bild zu entwickeln, dass auf der Oberfläche der
Fotoleitertrommel 4 liegt, nachdem die Oberflächenspannung
der Fotoleitertrommel 4 selektiv entladen wurde. Toner 9,
der in dem Tonerreservoir 10 einer elektrofotografischen
Druckkassette 11 gespeichert ist, bewegt sich von Positionen
innerhalb des Tonerreservoirs 10 zu der Entwicklerrolle 8.
Der Magnet, der innerhalb der Tonerrolle 8 positioniert
ist, zieht den Toner magnetisch an die Oberfläche der Entwicklerrolle 8 an.
Wenn sich die Entwicklerrolle 8 in die Richtung entgegen
dem Uhrzeigersinn dreht, wird der Toner auf der Oberfläche der
Entwicklerrolle 8, der gegenüber den Bereichen auf der Oberfläche der
Fotoleitertrommel 4, die entladen sind, positioniert ist, über den
Zwischenraum zwischen der Oberfläche
der Fotoleitertrommel 4 und der Oberfläche der Entwicklerrolle 8 bewegt,
um das latente elektrostatische Bild zu entwickeln.
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Ein
Druckmedium 12 wird von einer Papierablage 13 durch
eine Aufnahmerolle 14 in den Papierweg des elektrofotografischen
Druckers 1 geladen. Das Druckmedium 12 bewegt
sich durch die Antriebsrollen 15, so dass die Ankunft der
vorderen Kante des Druckmediums 12 unter der Fotoleitertrommel 4 mit
der Drehbewegung der Region auf der Oberfläche der Fotoleitertrommel 4,
die ein latentes elektrostatisches Bild aufweist, entsprechend der vorderen
Kante des Druckmediums 12 synchronisiert ist. Wenn sich
die Fotoleitertrommel 4 weiter in die Richtung im Uhrzeigersinn
dreht, kontaktiert die Oberfläche
der Fotoleitertrommel 4, die Toner aufweist, der an dieselbe
in den entladenen Bereichen anhaftet, das Druckmedium 12,
das durch eine Transferrolle 16 geladen wurde, so dass
dasselbe die Tonerpartikel weg von der Oberfläche der Fotoleitertrommel 4 und
auf die Oberfläche
des Druckmediums 12 anzieht. Der Transfer von Tonerpartikeln
von der Oberfläche
der Fotoleitertrommel 4 zu der Oberfläche des Druckmediums 12 tritt
nicht mit einhundert Prozent Effizienz auf und deshalb bleiben einige
Tonerpartikel auf der Oberfläche
der Fotoleitertrommel 4. Wenn sich die Foto leitertrommel 4 weiter
dreht, werden Tonerpartikel, die an der Oberfläche derselben angehaftet bleiben,
durch eine Reinigungsklinge 17 entfernt und in einem Tonerabfallbehälter abgelegt.
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Wenn
sich das Druckmedium 12 in dem Papierweg an der Fotoleitertrommel 4 vorbei
bewegt, liefert ein Förderriemen 19 das
Druckmedium l2 zu dem Fixierer 2. Das Druckmedium 12 läuft zwischen einer
Druckrolle 20 und der Hülse 21,
die den Fixierer 2 umgibt, durch. Die Druckrolle 20 zwingt
das Druckmedium 12 gegen die Hülse 21, wobei die
Hülse 21 verformt
wird. Die Druckrolle 20 liefert die Antriebskraft, um die
Hülse 21 um
den Fixierer 2 herumzudrehen, wenn sich die Druckrolle 20 dreht.
Bei dem Fixierer 2 wird eine Wärme an das Druckmedium 12 durch
die Hülse 21 angelegt,
so dass die Tonerpartikel an die Oberfläche des Druckmediums 12 fixiert werden.
Ausgaberollen 22 drücken
das Druckmedium 12 in die Ausgabeablage 23, nachdem
dasselbe aus dem Fixierer 2 austritt.
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Ein
Formatierer 24 empfängt
Druckdaten, wie beispielsweise eine Anzeigeliste, Vektorgrafiken oder
Rasterdruckdaten, von dem Drucktreiber, der in Verbindung mit einem
Anwendungsprogramm in einem Hostcomputer 25 wirksam ist.
Der Formatierer 24 wandelt die Druckdaten auf relativ hoher
Ebene in einen Strom von binären
Druckdaten um. Der Formatierer 24 sendet den Strom von
binären
Druckdaten zu einer Steuerung 26. Zusätzlich tauschen der Formatierer 24 und
die Steuerung 26 Daten aus, die zum Steuern des elektrofotografischen
Druckprozesses notwendig sind. Die Steuerung 26 liefert
den Strom von binären
Druckdaten zu der Laserabtastvorrichtung 5. Der binäre Druckdatenstrom,
der zu der Laserdiode in der Laserabtastvorrichtung 5 gesendet wird,
pulst die Laserdiode, um das latente elektrostatische Bild auf der
Fotoleitertrommel 4 zu erzeugen. In den Druckdaten, die
durch den Druckertreiber von der Anwendungsoperation in dem Hostcomputer 25 gesendet
werden, sind Daten enthalten, die durch den Formatierer 24 verwendet
werden, um die Größe des Bereichs
zu bestimmen, der gedruckt werden soll. Diese Daten umfassen Informationen,
die die Größe und das
Gewicht des Druckmediums 12 spezifizieren, auf dem ein
Drucken durchgeführt
wird.
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Zusätzlich zu
einem Liefern des binären Druckdatenstroms
zu der Laserabtastvorrichtung 5 steuert die Steuerung 26 eine
Hochspannungsleistungsversorgung (in 1 nicht
gezeigt), um Spannungen und Ströme
zu Komponenten zu liefern, die bei den elektrofotografischen Prozessen
verwendet werden, wie beispielsweise die Ladungsrolle 3,
die Entwicklerrolle 8 und die Transferrolle 16.
Ferner steuert die Steuerung 26 den Antriebsmotor (in 1 nicht
gezeigt), der eine Leistung zu dem Druckergetriebezug liefert, und
die Steuerung 26 steuert die verschiedenen Kupplungen und
Papierzufuhrrollen, die notwendig sind, um das Druckmedium 12 durch den
Druckmedienweg des elektrofotografischen Druckers 1 zu
bewegen. Weitere Details über
elektrofotografische Prozesse sind in dem Text „The Physics and Technology
of Xerographic Processes",
von Edgar M. Williams, 1984, eine Wiley-Interscience Publication von John Wiley & Sons zu finden,
dessen Offenbarung hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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Die
Druckdaten, die Druckaufträge
bilden, die durch den Hostcomputer 25 zu dem elektrofotografischen
Drucker 1 gesendet werden, könnten Bereiche auf den Blättern des
Druckmediums 12 bedecken, die auf einen sehr kleinen Prozentsatz
des gesamten verfügbaren
Bereichs bis dem ganzen verfügbaren
druckbaren Bereich auf den Blättern
des Druckmediums 12 reichen. Zum Beispiel könnte ein Text
den gesamten verfügbaren
Bereich auf einem Blatt des Druckmediums 12 bedecken, während ein Bild
eventuell lediglich einen kleinen Abschnitt des verfügbaren Bereichs
auf einem Blatt des Druckmediums 12 bedeckt. Zusätzlich weisen
unterschiedliche Größen des
Druckmediums 12, das bei dem elektrofotografischen Drucker 1 verwendet
wird, unterschiedliche verfügbare
Gesamtbereiche zum Drucken auf. Eine Notizkarte weist zum Beispiel
einen viel kleineren verfügbaren
Druckbereich als ein Blatt der Größe Letter eines Druckmediums 12 auf.
Für sowohl
den Fall, bei dem Bereiche unterschiedlicher Größe auf das Druckmedium 12 gleicher
Größe gedruckt
werden sollen, als auch den Fall, bei dem Blätter unterschiedlicher Größe des Druckmediums 12 verwendet
werden, ist eine Abnutzung der Komponenten in der Fixiervorrichtung
durch ein Steuern einer Anlegung einer Leistung an die mehreren
Heizelemente reduziert, um das Temperaturprofil über den Fixierer 2 zum
Fixieren von Toner auf das Druckmedium 12 zu optimieren.
Ein optimales Temperaturprofil ist eines, bei dem der Fixierer 2 eine
ausreichende Wärme
zum Fixieren von Toner über
die Breite des Druckmediums 12 liefert, während die
Bereiche des Fixierers 2 außerhalb der Breite des Druckmediums 12 bei
einer möglichst
niedrigen Temperatur gehalten werden.
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Als
ein Teil der Formatieroperation, die durch den Formatierer 24 durchgeführt wird,
erzeugt eine Formatiererfirmware Daten, die den Bereich, sowohl die
Größe als auch
die Position desselben, definieren, der auf dem Druckmedium 12 gedruckt
werden soll. Der Formatierer 24 verwendet Druckdaten, die von
dem Hostcomputer 25 empfangen werden, um Daten zu erzeugen,
die den Druckbereich auf dem Druckmedium 12 definieren.
Die Erzeugung dieser Daten ist durch die Größe des Druckmediums 12,
auf dem ein Drucken durchgeführt
wird, sowie durch den Bereich des Druckmediums 12, den
die Druckdaten einnehmen, beeinflusst. Toner kann auf das Druckmedium 12 innerhalb
dieses Druckbereichs übertragen
werden. Um eine Abnutzung an der Druckrolle 20 zu reduzieren,
die aus der hohen Temperatur resultiert, die durch den Fixierer 2 erzeugt
wird, ist die Anlegung einer Leistung an die Heizelemente, die in dem
Fixierer 2 enthalten sind, gesteuert, um Toner an dem Druckmedium 12 innerhalb
des Druckbereichs zu fixieren, der durch eine Firmware in dem Formatierer 24 bestimmt
wird, während
die Temperatur des Fixierers 2 außerhalb der Tonerfixierregion
bei einer möglichst
niedrigen Temperatur gehalten wird, konsistent mit einem Beibehalten
einer angemessenen Temperatur in der Tonerfixierregion.
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Man
betrachte den Fall, bei dem ein Drucken auf dem Druckmedium 12 durchgeführt wird,
das eine geringere Breite als die Breite des Fixierers 2 aufweist.
Eine Optimierung des Temperaturprofils über den Fixierer 2 wird
vorgenommen, um eine ideale Temperatur zum Fixieren zu erreichen,
und um zu verhindern, dass sich Bereiche an dem Fixierer 2 außerhalb
der Breite des Druckmediums 12 überhitzen. Falls eine Leistung
an das Heizelement angelegt würde,
das der Breite des Druckmediums 12 entspricht, und keine
Leistung an das Heizelement außerhalb
der Breite des Druckmediums 12 angelegt würde, würde kein
optimales Temperaturprofil über den
Fixierer 2 erhalten werden. Weil eine Wärme weg von dem Abschnitt des
Fixierers 2 in Kontakt mit dem Druckmedium 12 geleitet
würde,
würde die
erwünschte
Temperatureinheitlichkeit nicht erreicht. Durch ein Anlegen einer
Leistung an das Heizelement, das außerhalb der Breite des Druckmediums 12 positioniert
ist, wird jedoch der Verlust einer Wärme von dem Abschnitt des Fixierers 2 in
Kontakt mit dem Druckmedium reduziert, wodurch die Einheitlichkeit
der Temperaturverteilung des Fixierers 2 verbessert wird.
Durch ein Steuern des Belastungszyklus einer Leistung, die an das
Heizelement angelegt ist, das außerhalb der Breite des Druckmediums 12 positioniert
ist, werden zusätzlich übermäßige Temperaturen
in diesem Abschnitt des Fixierers verhindert, wodurch eine Abnutzung
an der Druckrolle 20 reduziert wird.
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Um
die mehreren Heizelemente, die innerhalb des Fixierers 2 enthalten
sind, auf diese Weise zu steuern, erzeugt der Formatierer 24 einen
Befehl, um denselben zu der Steuerung 26 zu senden. Dieser
Befehl umfasst die Daten, die notwendig sind, um die Steuerung 26 anzuweisen,
die Anlegung einer Leistung an die mehreren Heizelemente zu steuern, um
das optimale Temperaturprofil über
den Fixierer 2 zu erreichen. Der Formatierer 24 umfasst
innerhalb des nicht flüchtigen
Speichers desselben, wie beispielsweise eines ROM, eine Tabelle,
die verwendet wird, um die Größe und Position
des Druckbereichs, der durch den Formatierer bestimmt wird, auf
die Befehle zu beziehen, die verwendet werden, um die Steuerung 26 anzuweisen,
um eine Leistung an die mehreren Heizelemente des Fixierers 2 entsprechend
dem Druckbereich anzulegen. Es ist zu erkennen, dass die Tabelle
in einem flüchtigen
Speicher gespeichert sein könnte,
der bei der Inbetriebnahme des elektrofotografischen Druckers 1 geladen
wird.
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Der
Befehl, der durch den Formatierer 24 erzeugt wird, wird
zu der Steuerung 26 gesendet. Zu der geeigneten Zeit, abhängig von
der Zeit, die erforderlich ist, damit der Fixierer 2 die
Betriebstemperatur erreicht, legt die Steuerung 26 eine
Leistung an die Heizelemente des Fixierers 2 entsprechend
dem Befehl an, der durch den Formatierer 24 gesendet wird
(der wiederum dem Druckbereich entspricht, der durch den Formatierer 24 definiert
ist). Mehrere Thermistoren, die über
den Druckmedienweg positioniert sind, werden durch die Steuerung 26 verwendet,
um das Temperaturprofil über
den Fixierer 2 bei dem Pegel zu regeln, der durch den Befehl
spezifiziert ist, der von dem Formatierer 24 gesendet wird.
Wenn das Druckmedium 12 den Fixierer 2 durchläuft, werden lediglich
die Bereiche des Druckmediums 12 erwärmt, auf die Toner übertragen
wurde. Durch ein Steuern der mehreren Heizelemente des Fixierers 2 auf
diese Weise ist die Wärmebeschädigung der Druckrolle
reduziert, wodurch die Lebensdauer dieser Komponente verlängert wird.
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Ein
Steuern der Leistung, die an die mehreren Heizelemente angelegt
wird, unter Verwendung von Befehlen, die durch den Formatierer erzeugt
werden, weist einen erheblichen Kosten- und Zuverlässigkeitsvorteil gegenüber der
Verwendung eines Sensors auf, der in dem Druckmedienweg positioniert
ist, um zu bestimmen, ob das Druckmedium 12 eine minimale
Breite aufweist. Das offenbarte Fixiervorrichtungssteuersystem muss
keine Sensoren verwenden, um die Breite des Druckmediums zu bestimmen,
wodurch der Aufwand der zusätzlichen
Komponenten vermieden wird, die zum Erfassen einer Druckmedienbreite
benötigt
werden. Weil das offenbarte Fixiervor richtungssteuersystem die existierende
Hardware in dem Drucker verwendet und keinen Druckmedienwegsensor
und zugeordnete Komponenten erfordert, ist zusätzlich eine Zuverlässigkeit gegenüber Systemen,
um die Fixiervorrichtung zu steuern, verbessert, die einen Druckmedienwegsensor
verwenden.
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Das
offenbarte Fixiervorrichtungssteuersystem liefert einen zusätzlichen
Zuverlässigkeitsvorteil gegenüber einem
System, um die Fixiervorrichtung unter Verwendung eines Druckmedienwegsensors zu
steuern. Man betrachte ein System, um die Fixiervorrichtung zu steuern,
die einen Sensor in dem Druckmedienweg verwendet, um die Anlegung
einer Leistung an die mehreren Heizelemente in dem Fixierer zu steuern.
Man nehme an, dieses System verwendet drei Heizelemente, die entlang
der Breite des Druckmedienwegs verteilt sind, wobei das mittlere Heizelement
bei der Mitte des Druckmedienwegs positioniert ist. Bei diesem System
ist der Druckmediensensor an einem Ende des mittleren Heizelements positioniert.
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Für Druckmedien,
die geringere Breiten als dieselbe aufweisen, die erforderlich ist,
um den Druckmediensensor zu aktivieren, würde lediglich das mittlere
Heizelement die angelegte Leistung aufweisen, um die Tonerfixiertemperatur
zu erreichen. Für
Druckmedien, die Breiten aufweisen, die größer als oder gleich derselben
sind, die erforderlich ist, um den Druckmediensensor zu aktivieren,
wäre die
Leistung, die an alle drei Heizelemente angelegt ist, dieselbe,
die erforderlich ist, um die Tonerfixiertemperatur zu erreichen.
Bei diesem System würde
ein Druckmedium von lediglich einer inkremental größeren Breite
als derselben, die erforderlich ist, um den Sensor zu aktivieren,
in der Anlegung der Leistung, die notwendig ist, um die Tonerfixiertemperatur
zu erreichen, an alle drei Heizelemente resultieren, obwohl ein
Druckmedium dieser speziellen Breite (anhängig von dem tatsächlichen
Bereich zum Drucken) lediglich die Anlegung einer Leistung, die
ausreichend ist, um die Toner fixiertemperatur zu erreichen, an das
mittlere Heizelement erfordert.
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Das
offenbarte Fixiervorrichtungssteuersystem wäre jedoch in der Lage, die
Anlegung einer Leistung an die mehreren Heizelemente optimal zu steuern,
so dass bei dem Druckmedium des vorhergehenden Beispiels die Leistung,
die notwendig ist, um die Tonerfixiertemperatur zu erreichen, lediglich an
das mittlere Heizelement angelegt würde, falls der Druckbereich
durch das mittlere Heizelement abgedeckt würde, wodurch ein unnötiges Erwärmen der Druckrolle 20 verhindert
wird. Die Wirkung des Erwärmens
der Druckrolle 20 auf eine Zuverlässigkeit wäre besonders ernst, falls ein
Drucken an einer großen
Anzahl von Einheiten eines Druckmediums durchgeführt würde, das eine Größe wie bei
dem vorhergehenden Beispiel aufweist.
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Eine
Implementierung des Fixiervorrichtungssteuersystems bei dem elektrofotografischen Drucker 1 erfordert,
dass der Formatierer 24 die Fähigkeit aufweist, den Befehl
für die
Steuerung 26 basierend auf dem Druckbereich, der durch
den Formatierer 24 definiert ist, zu erzeugen. Diese Fähigkeit könnte unter
Verwendung eines Mikroprozessors oder einer Mikrosteuerung implementiert
sein, die unter der Steuerung einer Firmware wirksam ist, die auf
die Befehle in der Tabelle basierend auf den Druckbereichen, die
durch den Formatierer 24 definiert sind, zugreift. Alternativ
könnte
die Fähigkeit, den
Befehl für
die Steuerung 24 zu erzeugen, mit einer zweckgebundenen
Logikschaltung implementiert sein. Die zweckgebundene Logikschaltung
könnte entworfen
sein, was die Befehle unter Verwendung der Daten, die dem Druckbereich
definieren, erzeugen würde.
Die zweckgebundene Logikschaltung könnte unter Verwendung einer
Tabelle erzielt werden, auf die basierend auf einer Adresse zugegriffen wird,
die aus den Daten berechnet wird, die den Druckbereich definieren,
oder die zweckgebundene Logikschaltung könnte den Befehl direkt aus
den Daten erzeugen, die den Druckbereich definieren.
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Die
Steuerung 26 muss die Fähigkeit
aufweisen, den Befehl zu erkennen, der durch den Formatierer 24 gesendet
wird, um die Fixiervorrichtung zu steuern. Ein Mikroprozessor oder
eine Mikrosteuerung könnte
verwendet werden, um den Befehl von dem Formatierer 24 zu
empfangen. Zusätzlich
könnte
der Mikroprozessor oder die Mikrosteuerung verwendet werden, um
elektronische Schalter oder mechanische Relais zu steuern, die eine
Leistung mit den Heizelementen der Fixiervorrichtung verbinden können. Ein
Verwenden der Steuerung 26, um die Anlegung einer Leistung
durch elektronische Schalter an die mehreren Heizelemente des Fixierers 2 selektiv
zu steuern, ist gut bekannt. Im Stand der Technik empfing jedoch
die Steuerung 26 die Daten, um zu bestimmen, wie die mehreren
Heizelemente zu steuern sind, von Sensoren in dem Druckmedienweg oder
in den Druckmedienablagen. Bei dem offenbarten Fixiervorrichtungssteuersystem
wird der Befehl, der durch die Steuerung 26 verwendet wird,
um selektiv eine Leistung an die mehreren Heizelemente des Fixierers 2 anzulegen,
durch den Formatierer 24 unter Verwendung von Druckdaten
erzeugt, die durch den Hostcomputer 25 geliefert werden.
Dieser Befehl wird von dem Formatierer 24 zu der Steuerung 26 gesendet.
Die Steuerung 26 verwendet diesen Befehl, um selektiv eine
Leistung an die mehreren Heizelemente des Fixierers 2 anzulegen.
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In 2 ist
ein Flussdiagramm auf hoher Ebene eines Verfahrens zum Verwenden
eines ersten Ausführungsbeispiels
des Fixiervorrichtungssteuersystems gezeigt, um den Fixerer 2 des
elektrofotografischen Druckers 1 zu steuern. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel
des Fixiervorrichtungssteuersystems erzeugt der Formatierer 24 Befehle,
um dieselben zu der Steuerung 26 zu senden, zum Versorgen
des Fixierers 2 mit Energie durch ein Zugreifen auf Informationen,
die in einer Tabelle gespeichert sind. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel
des Fixiervorrichtungssteuersystems erzeugt zusätzlich eine Firmware, die durch
einen Mikroprozessor in dem Formatierer 24 ausgeführt wird,
die Befehle. Zuerst bestimmt 100 der Mikroprozessor in
den Formatierer 24, den Druckbereich auf dem Druckmedium 12 unter
Verwendung der Druckdaten von dem Hostcomputer 25. Als
nächstes
bestimmt 101 der Mikroprozessor in dem Formatierer 24 die
Adresse eines Befehls für
die Steuerung 26 unter Verwendung der Größe und Position
des Druckbereichs. Dann greift der Mikroprozessor in dem Formatierer 24 unter
Verwendung der Adresse auf den Befehl zu 102. Als nächstes sendet 103 der
Formatierer 24 den Befehl zu der Steuerung 26.
Schließlich
legt die Steuerung 26 eine Leistung an die Heizelemente
des Fixierers 2 an 104, um das erwünschte Temperaturprofil
entsprechend dem Druckbereich zu erhalten, der durch den Formatierer 24 definiert
ist.
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In 3 ist
ein Flussdiagramm auf hoher Ebene eines Verfahrens zum Verwenden
eines zweiten Ausführungsbeispiels
des Fixiervorrichtungssteuersystems gezeigt, um den Fixierer 2 des
elektrofotografischen Druckers 1 zu steuern. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
des Fixiervorrichtungssteuersystems erzeugt der Formatierer 24 Befehle,
um dieselben zu der Steuerung 26 zu senden, zum Versorgen
des Fixierers 2 mit Energie durch ein Berechnen derselben
aus den Daten, die den Druckbereich definieren. Bei dem zweiten
Ausführungsbeispiel
des Fixiervorrichtungssteuersystems führt zusätzlich eine Firmware, die durch
einen Mikroprozessor ausgeführt
wird, die Berechnung der Befehle durch. Zuerst bestimmt 200 der
Mikroprozessor in dem Formatierer 24 den Druckbereich auf
dem Druckmedium 12 unter Verwendung der Druckdaten von
dem Hostcomputer 25. Als nächstes berechnet 201 der
Mikroprozessor in dem Formatierer 24 einen Befehl aus den
Daten, die die Größe und Position
des Druckbereichs spezifizieren. Dann sendet 202 der Formatierer 24 den
Befehl zu der Steuerung 26. Schließlich legt die Steuerung 26 eine
Leistung an die Heizelemente des Fixierers 2 an 203,
um das erwünschte
Temperaturprofil entsprechend dem Druckbereich zu erhalten, der durch
den Formatierer 24 definiert ist.
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In 4 ist
eine vereinfachte Darstellung eines Teils eines ersten Fixierers 300 gezeigt,
der zwei Heizelemente aufweist. Der Teil des ersten Fixierers 300,
der in 4 gezeigt ist, könnte bei dem Fixiervorrichtungssteuersystem
verwendet werden. Sowohl ein erstes Heizelement 301 als
auch ein zweites Heizelement 302 könnten aus einem Dickfilmaufbringungsprozess
auf ein keramisches Substrat 303 gebildet werden. Das erste
Heizelement 301 stellt die Fixierenergie für Druckmedien
bereit, die über
den mittleren Abschnitt durchlaufen. Das zweite Heizelement 302 umfasst
zwei in Reihe geschaltete Segmente, die an gegenüberliegenden Enden des Teils des
ersten Fixierers 300 positioniert sind. Thermistoren (in 4 nicht
gezeigt) werden durch das Fixiervorrichtungssteuersystem verwendet,
um die Temperatur entlang der Länge
des Teils des ersten Fixierers 300 zu überwachen. Diese Temperaturmessungen werden
durch das Fixiervorrichtungssteuersystem verwendet, um den Belastungszyklus
der Leistung zu steuern, die an das erste Heizelement 301 und
das zweite Heizelement 302 angelegt wird, um das optimale
Temperaturprofil entsprechend dem Druckbereich zu erreichen, der
durch den Formatierer 24 definiert ist.
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In 5 ist
eine vereinfachte Darstellung eines Teils eines zweiten Fixierers 400 gezeigt,
der zwei Heizelemente aufweist. Der Teil des zweiten Fixierers 400,
der in 5 gezeigt ist, könnte bei dem Fixiervorrichtungssteuersystem
verwendet werden. Sowohl ein erstes Heizelement 410 als
auch ein zweites Heizelement 402 könnten aus einem Dickfilmaufbringungsprozess
auf ein keramisches Substrat 403 gebildet sein. Das erste
Heizelement 401 stellt die Fixierenergie von einem Druckmedium
bereit, das über
den mittleren Abschnitt durchläuft.
Das zweite Heizelement 402 überspannt die Länge des Teils
des zweiten Fixierers 400, der in 5 gezeigt ist,
und wird für
ein Druckmedium verwendet, das eine größere Breite als das erste Heizelement 401 aufweist.
Das Fixiervorrichtungssteuersystem verhindert die simultane Anlegung
einer Leistung an das erste Heizelement 401 und das zweite
Heizelement 402. Thermistoren (in 5 nicht
gezeigt) werden durch das Fixiervorrichtungssteuersystem verwendet,
um die Temperatur entlang der Länge
des Teils des ersten Fixierers 400 zu überwachen. Diese Messungen
werden durch das Fixiervorrichtungssteuersystem verwendet, um den
Belastungszyklus der Leistung zu steuern, die an das erste Heizelement 401 und
das zweite Heizelement 402 angelegt wird, um das optimale
Temperaturprofil entsprechend dem Druckbereich zu erreichen, der
durch den Formatierer 24 definiert ist.
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In 6 ist
eine vereinfachte Darstellung eines Teils eines dritten Fixierers 500 gezeigt,
der zwei Heizelemente aufweist. Der Typ eines Fixierers, der in 6 dargestellt
ist, ist ein Halogenkolbenfixierer. Halogenkolbenfixierer könnten bei
dem Fixiervorrichtungssteuersystem verwendet werden. Der Teil des dritten
Fixierers 500 umfasst ein erstes Heizelement 501 und
ein zweites Heizelement 502. Die räumliche Verteilung des ersten
Heizelements 501 und des zweiten Heizelements 502 ermöglicht eine
Steuerung des Belastungszyklus der Leistung, die an das erste Heizelement 501 und
das zweite Heizelement 502 angelegt wird, um das optimale
Temperaturprofil entsprechend im Druckbereich zu erreichen, der durch
den Formatierer 24 definiert ist.
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Obwohl
mehrere Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt wurden und die Formen derselben beschrieben
wurden, ist es Durchschnittsfachleuten auf dem Gebiet ohne weiteres
ersichtlich, dass verschiedene Modifikationen bei denselben vorgenommen
werden können,
ohne von dem Schutzbereich der beigefügten Ansprüche abzuweichen.