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Elektrofotografisches Kopiergerät Die Erfindung betrifft ein elektrofotografisches
Kopiergerät, bei welchem ein elektrostatisches, latentes Bild mittels eines elektrostatisch
anziehbaren, auf den Kopieträger aufschmelzbaren Tonerpulvers eingefärbt und anschließend
auf den endgültigen Kopie träger übertragen wird, mit einer in geeignetem zeitlichen
Abstand wiederholt gezündeten Blitzlampe zum aufeinanderfolgenden, partiellen Fixieren
der ganzen Kopie mittels der Strahlung der Blitzlampe.
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Bei bekannten Geräten dieser Art hat sich gezeigt, daß mittels der
Energie einer Blitzlampe, etwa einer Xenonlampe, die Kopie mit besonders geringem
Energieaufwand fixiert werden kann. Aus Gründen der Raumersparnis empfiehlt es sich
hierbei, die Fixierung in mehreren Schritten vorzunehmen. Dazu muß die Blitzlampe
innerhalb kurzer
Zeit mehrmals betätigt werden, wobei die maximal
erzielbare Durchlaufgeschwindigkeit des Kopieträgers von der Zeitspanne abhängt,
die zum Nachladen der Ladekondensatoren benötigt wird.
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Es ist das Ziel der Erfindung, eine betriebssichere, raumsparende
und einfache Stromversorgung zu schaffen, welche in der Lage ist, Ladekondensatoren
mit ausreichend hohem Energiespeichervermögen in rascher Folge nachzuladen. Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich der Ladekondensator der Blitzlampe
in einem niederohmigen Ladekreis befindet, daß ein die Blitzlampe im Moment des
Nulldurchgangs der Netzspannung triggernder Nullspannungsschalter vorgesehen ist,
und daß ein Schaltelement vorhanden ist, welches das Versorgungsnetz spätestens
in dem Augenblick abschaltet, in welchem die Momentanspannung der dem Auslösevorgang
folgenden Halbwelle der Versorgungsspannung die Höhe der am Ladekondensator anliegenden
Momentanspannung erreicht hat.
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Infolge des niederohmigen Ladewiderstandes wird hierbei der Ladekondensator
in kürzester Zeit aufgeladen.
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Damit sich trotz des niedrigen Gesamtwiderstandes des Ladestromkreises
über das Netz kein Kurzschluß ausbilden kann, wird das Netz kurz nach der Einleitung
des Blitzvorgangs automatisch mittels eines Schalters abgetrennt. Weiterhin ist
durch den Nullspannungsschalter gewährleistet, daß bis zum Zeitpunkt der Netzabtrennung
der absolute Betrag der Netzspannung nicht ausreicht, um die Blitzentladung unnötig
zu verlängern.
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Zweckmäßig ist das das Versorgungsnetz abtrennende Schaltelement mittels
eines auf den Stromfluß im Versorgerkreis der Blitzanlage ansprechenden Relais gesteuert.
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An das Relais läßt sich ohne weiteres eine Verzögerungselektronik
ankoppeln, welche das Einschalten des Netzes solange verhindert, bis die ein weiteres
Durchzünden der Entladung ermöglichenden Ionen in der Blitzröhre rekombiniert sind.
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Eine besonders schnelle Abtrennung des Netzes läßt sicherreichen,
wenn das Schaltelement mittels eines auf die Strahlung der Blitzlampe ansprechenden
optischen Kopplers gesteuert ist.
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Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung findet eine
Spannungsverdopplung Verwendung, die aus zwei in Reihe geschalteten Ladekondensatoren
mit je einer in Serie davorgeschalteten, in ihrer Durchlaßrichtung sich jeweils
von der anderen unterscheidenden Diode besteht. Dadurch werden beide Phasen des
Stromes ausgenutzt und den Kondensatoren in kurzer Zeit möglichst viel Energie zugeführt.
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In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise
dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch die Fixiereinrichtung eines erfindungsgemäßen
Gerätes in halb schematischer Darstellung, Fig. 2 das Schaltschema des Ladestromkreises
der die Fixierung bewirkenden Blitzlampe, Fig. 3 das Schaltschema eines Steuerstromkreises,
und Fig. 4 das Schaltschema für eine optische Kopplung.
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Gemäß Figur 1 ist in einem Gehäuse 31 ein Kopierzylinder 32 gelagert,
welcher in Pfeilrichtung A umläuft. Dem Kopierzylinder 32 werden in bekannter, nicht
näher dargestellter Weise von einem Stapel 33 mittels einer Anlegerolle 34 einzelne
Kopieträger 35 zugeführt. Zum Transport des Kopieträgers durch das Gerät sind Transportrollenpaare
36 bis 39 vorgesehen. Dem Kopierzylinder 32 sind in bekannter Weise die nicht näher
dargestellten Behandlungsstationen eines elektrofotografischen Kopiergerätes zugeordnet,
welche für eine gleichmäßige Aufladung der Oberfläche des Kopierzylinders, eine
bildmäßige Entladung dieser Oberfläche und eine Entsicklung des solchermaßen entstandenen
elektrostatischen, latenten Bildes mittels eines elektrostatisch anziehbaren, schmelzbaren
Tonerpulvers sorgen. Das von der Entwicklungsvorrichtung 42 auf der Oberfläche des
Kopierzylinders 32 erzeugte Pulverbild wird dann in ebenfalls bekannter Weise mittels
einer tbertragungskorona 43 auf den blattförmigen Kopieträgers 75 übertragen. Mit
44 ist eine Abnahmekorona, mit 47 ein Abstreifer für die von der Abnahmekorona 44
nicht ordnungsgemäß abgenommenen Kopieträger und mit 45 eine Reinigungskorona bezeichnet.
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Zum Fixieren des auf dem Kopie träger befindlichen losen Pulverbildes
durch Schmelzen des Tonerpulvers ist eine Blitzlampe L, beispielsweise eine Xenonlampe,
vorgesehen. Die Blitzlampe L ist von einem parabolischen Reflektor 46 umgeben. Über
die offene Seite des Reflektors 46 sind Drähte 48 gespannt, welche ein Eindringen
des Kopieträgers 35 in das Innere des Reflektors bzw.
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eine Beruhrung der heißen Blitzlampe mit dem Kopieträger verhindern.
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An der der Blitzlampe abgewandten Seite der Führungsbahn für den Kopieträger
35 ist schließlich noch ein Leitblech 49 angeordnet, welches ebenso wie Leitblech
50 für die Führung des Kopieträgers im Raum zwischen den Walzenpaaren sorgt. Das
Führungsblech 49 ist, ebenso wie das Innere des Reflektors 46, an seiner dem Kopieträger
bzw. der EEtzlampe L zugewandten Seite mit einem reflektierenden Belag versehen
und verhindert somit auch das Eindringen der von der Lampe L herkommenden Strahlung
in das Innere des Gerätegehäuses. Vorzugsweise wird die reflektierende Schicht dadurch
gebildet, daß der Reflektor 46 bzw. das Leitblech 49 aus Aluminiumblech gefertigt
sind,
dessen blanke Oberfläche mit einem schützenden Belag aus Quarz versehen ist. Im
Falle des Reflektors empfiehlt es sich, der reflektierenden Oberfläche durch vorheriges
Sandstrahlen oder dergleichen eine diffuse Reflektionscharakteristik zu verleihen.
Dadurch wird eine besonders gleichmäßige Fixierung der Kopie erreicht.
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Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, erstreckt sich der Reflektor 46 der
Blitzlampe L nur über eine Strecke b, welche lediglich einen Bruchteil der Länge
c des gesamten Kopieträgers ausmacht. Es ist daher erforderlich, zum Anschmelzen
des gesamten auf dem Kopieträger 35 befindlichen Pulverbildes die Blitzlampe L während
des Durchlaufens des Kopieträgers mittels der im folgenden noch näher beschriebenen
Schaltung mehrmals zu betätigen. Im Anschluß an den Kopiervorgang wird dann der
Kopieträger 35 in Pfeilrichtung B auf einen Ablagestapel 51 abgelegt.
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In Figur 2 ist an einen Netzleiter 1 über einen niederohmigen Ladewiderstand
R2, eine Diode D1 und ein
Leiterstück 2 ein Ladekondensator LK1
angeschlossen.
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Über einen Leiter 3 ist dieser Ladekondensator mit dem zweiten Netzleiter
4 verbunden. Ein zweiter Ladekondensator LK2 liegt einerseits über eine Leitung
5 am Netzleiter 4 und andererseits über Leitungen 6 und 7 unter Zwischenschaltung
einer Diode D2 am Netzleiter 1.
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Zwischen dem Ladewiderstand R2 und einem Verzweigungspunkt 8 ist in
das Leiterstück 1 ein Triac TR1 eingeschaltet. Parallel zu diesem sind auf einer
Leiterschleife 22, 23 und 24 ein Kondensator C1 und dessen Ladewiderstand R3 angeordnet.
Vom Verzwei,ungspunkt 26 führt über eine Triggerdiode TD ein Leiterstück 25 zur
Steuerelektrode des Triac TR1. Ein Schalter a verbindet das Leiterstück 23 mit dem
Leiterstück 22. Der Ladekondensator C1, der Ladewiderstand R3, die Triggerdiode
TD und der Schalter a bilden einen Steuerkreis zum Zünden des Triac TR1.
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Der normalerweise etwa 1 kQbetragende Ladewiderstand R2 ist beim Gegenstand
der Erfindung wesentlich niedriger gewählt. Sein Widerstand beträgt ca. 55L
Zum
Laden der Kondensatoren LK1 und SK2 wird bei geöffnetem Schalter a der Triac TR1
durchgeschaltet, indem nach Aufladen des Kondensators C1 über den Kreis 22 - 24
dieser Kondensator über den Diac TD und das Gifte des Triac TR1 entladen wird. Über
den Netzleiter 1 und die Diode D1 wird der Ladekondensator IK1 durch positive Netzhalbwellen,
über D2 der Ladekondensator LK2 durch negative Netzhalbwellen aufgeladen, wobei
der Netzleiter 4 als Rückleiter wirkt. Diese Aufladung erfolgt infolge des niederohmigen
Widerstandes R2 in sehr kurzer Zeit.
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Die Ladekondensatoren LK1 und LK2 sind über Leitungsstücke 2 und 9
bzw. 6, 10, 11 und den Widerstand R5 mit der Anode 27 bzw. der Kathode 28 der Blitzlampe
L verbunden. Parallel zum Widerstand R5 sind auf einer Leiterschleife 12 in Serienschaltung
eine Diode D3, ein Bxiderstand R7 und ein Kondensator C3 angebracht. Parallel zu
Vorwiderstand R7 und Kondensator C3 liegen auf einem Leiterstück 13 ein Vorwiderstand
R6 für eine Zenerdiode ZD und ein Relais A in Serie. Die Zenerdiode ZD ist parallel
zum Relais A geschaltet . Eine weitere
Diode D4 verbindet das
Leiterstück 12 zwischen Vorwiderstand R7 und Kondensator C3 mit dem Leiterstück
13 zwischen Vorwiderstand R6 und Relais A.
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Zur Zündung der Blitzlampe L ist ein Zündkondensator C2 vorgesehen,
welcher unter Zwischenschaltung eines Ladewiderstandes R4 zwischen Leiterstück 9
und Netzleiter 4 liegt. Im Zündkreis 17 sind ein Triac TR2 sowie die Primärwicklung
des Zündtransformators ZT angeordnet.
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Leiterstück 20 verbindet Leiterstück 17 zwischen Primärspule des Zündtransformators
ZT und Triac TR2 über die Sekundärwicklung des Zündtransformators ZT mit der Zündelektrode
29 der Blitzlampe L.
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Vom Netzleiter 1 zweigt ein Leiterstück 21 ab, welches über einen
Vowiderstand R1 zu einem Nullspannungsschalter NSS führt. Ein Leiterstück 59 verbindet
den Ausgang des Nullspannungsschalters mit der Steuerelektrode des Triac TR2.
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Wird nun der Nullspannungsschalter NSS durch eine weiter unten noch
näher beschriebene Elektronik angetriggert,
so erzeugt er einen
Impuls, welcher den Triac TR2 durchzündet. Der Kondensator C2 kann sich somit über
cie Leiterstücke 16 und 17 entladen und erzeugt im Zündtransformator ZT die Zündspannung
für die Zündelektrode 29 der Blitzlampe L.
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Während des kurzzeitigen Entladungsvorgangs in der Blitzlampe L verursacht
der Entladungsstrom am Widerstand R5 einen Spannungsabfall, durch welchen über Diode
D3 und Vorwiderstand R6 das Relais A betätigt wird. Gleichzeitig lädt sich über
den Vorwiderstand R7 der Kondensator C3 auf. Nach Erlöschen der Blitzentladung nach
etwa einer ms bleibt das Relais A weiterhin während etwa 200 ms angezogen dadurch,
daß das Relais A über die Diode D4 durch den Energievorrat des Kondensators C3 gespeist
wird.
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Das Anziehen des Relais A bewirkt ein Sperren des Triac TR1, indem
der Schalter a durch das Relais A geschlossen wird und sich die Entladung des Kondensators
Cl über die Triggerdiode TD und den Schalter a vollzieht.
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Das Abschalten des Netzes während und eine gewisse Zeit nach der Blitzentladung
verhindert, daß sich über den im Gegensatz zu bekannten Blitzeinrichtungen sehr
niederohmigen Ladewiderstand R2 sehr schnell an den Elektroden der Blitzlampe L
über das Netz eine genügend grosse Spannung aufbaut, welche die Blitzentladung verlängern
bzw. ein erneutes Durchzünden der Blitzlampe ermöglichen würde. Der Schalter a wird
mittels der oben geschriebenen Verzögerungselektronik mindestens c lange geschlossen
gehalten, bis die Ladungsträger in der Blitzlampe rekombiniert sind.
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Vom Zeitpunkt des Zündens der Blitzlampe L bis zum Zeitpunkt des Sperrens
des Triac TR1 vergeht eine gewisse Zeit, während der ein Teil einer Netzhalbwelle
die Blitzentladung verlängern könnte. Dies wird dadurch vermieden, daß mit Hilfe
eines Nullspannungsschalters NSS, beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Nullspannungsschalter
Typ CA 3059 der Fa. RCA, die Blitzlampe immer genau während eines Nulldurchgangs
der Netzspannung gezündet wird. Dadurch ist gewährleistet,
daß
bis zum Zeitpunkt des Sperrens des Triac TR1 der Momentanwert der Spannung der jeweiligen
Netzhalbwelle kleiner ist als die zwischen dem Ladekondensator LK1 und dem Ladekondensator
LK2 bestehende momentane Spånnung, so daß die Dioden D1 und D2 die Netzspannung
abblocken.
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Fig. 3 zeigt das Schaltschema der den Zündbefehl für die Blitze erzeugenden
Elektronik.
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In einer definierten Position des Beleuchtungsschlittens eines erfindungsgemäßen
Geräts ist ein Mikroschalter ISS angeordnet, welcher vom Schlitten geöffnet wird
und dadurch das Monoflop M1 ansteuert. Nach einer durch C11 R11 vorwahlbaren Zeit
löst die positive Flanke des Monoflop M1 das Monoflop M2 aus. Die Dauer des Ausgangsimpulses
von Monoflop M2 wird mittels Kondensator 012 und Widerstand R12 festgesetzt und
ist gleich der zum vollständigen Fixieren einer Kopie benötigten Zeit. Mittels der
logischen AND-Schaltung der drei Dioden D11-D13 wird das Monoflop M3 dann getriggert,
wenn an å jeder Kathode dieser Dioden positives Potential liegt, was nach der
Triggerung
von Monoflop M2 der Fall ist. Der Q-Ausgang des Monoflop M3 liefert über Leitung
58 den Triggerimpuls für den Nullspannungsschalter NSS. Die positive Flanke des
4-Ausgangsimpulses des Monoflop M3 steuert den Monoflop H4 an, der den Takt für
die einzelnen Blitze über C14 und R14 bestimmt. Sobald die Zeit des Monoflop M2
abgelaufen ist, liegt an der Diode D13 Erdpotential und die Blitzfolge wird abgebrochen.
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Gemäß Figur 4 kann der Schalter a auch durch einen elektronischen
Schalter 60 ersetzt werden, welcher durch das Ausgangssignal eines vom ausgestrahlten
Licht der Blitzlampe L angesteuerten Fototransistors FT betätigt wird.