DE2634002B2

DE2634002B2 - Wärmefixiereinrichtung für elektrostatische Kopiergeräte

Info

Publication number: DE2634002B2
Application number: DE2634002A
Authority: DE
Inventors: Kitamura; Yutaka Seto; Mamoru Watanabe; Yojiro Watanabe
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1975-07-30
Filing date: 1976-07-29
Publication date: 1979-04-26
Also published as: DE2634002A1; GB1521157A; JPS5217028A; US4075455A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Wärmefixiereinrichtung für elektrostatische Kopiergeräte zum Verarbeiten unterschiedlicher Formatbreiten mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruches.

Derartige Einrichtungen werden zum Fixieren der auf den Kopien befindlichen Tonerbilder benutzt. Als Wärmequelle wird eine von elektrischem Heizdraht beheizte Platte benutzt, die sich über die gesamte Breite der Fixiereinrichtung erstreckt. Auch wenn Kopien mit kleineren Formatbreiten fixiert werden sollen, ist die Platte auf der gesamten Breite erhitzt, wobei innerhalb der durchgehenden Platte stets ein Temperaturausgleich erfolgt, wenn an einzelnen Stellen stärker als an anderen Wärme abgestrahlt wird, beispielsweise im Bereich von durchlaufenden Kopien und in den Randbereichen. Besonders wegen dieses schnellen Wärmeausgleichs innerhalb der Platte und der Gefahr der verstärkten Wärmeabstrahlung in den Randbereichen der Fixiereinrichtung hat diese bekannte Fixiereinrichtung einen verhältnismäßig hohen Energieverbrauch. Auch ist die mit hohem Energieverbrauch verbundene Aufheizzeit der Platte lang und beträgt

etwa fünf Minuten.

Um den Energieverbrauch einer Wärmefixiereinrichtung für elektrostatische Kopiergeräte zu reduzieren, ist es bekannt, die Heizeinrichtung in eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Heizabschnitten, die in ihrer Länge auf unterschiedliche Formatbreiten abgestimmt und unabhängig voneinander mit Energie versorgbar sind, zu unterteilen, wobei die Energieversorgung der einzelnen Heizabschnitte mit einer Steuereinrichtung gesteuert wird, so daß nur solche Heizabschnitte mit Energie versorgt zu werden brauchen, die für die jeweils zu kopierende Formatbreite benötigt werden (DE-OS 23 42 360). Auf die.se Weise wird die Temperatur der Heizeinrichtung entsprechend der jeweils verarbeiteten Formatbreite über die Breite der Wärmefixiereinrichtung unterschiedlich, ohne daß die Probleme des Temperaturabfalles in den Seitenbereichen der beheizten Heizabschnitte behoben wären. Beim Übergang auf die Verarbeitung größerer Formatbreiten müssen zunächst zusätzliche Heizabschnitte auf die Betriebstemperatur aufgeheizt werden, was entsprechende Wartezeiten bedingt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine stets über die gesamte Breite gleichförmig erwärmte Wärmefixiereinrichtung für elektrostatische Kopiergeräte zu schaffen, die ohne übermäßigen Energieverbrauch einen Wärmeabfall in den Randbereichen vermeidet und ohne Unterbrechungszeiten nacheinander Kopien unterschiedlicher Formatbreiten verarbeiten kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Wärmefixiereinrichtung der eingangs genannten Gattung mit den Merkmalen des Kennzeichens des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Dadurch, daß die Temperatursteuerung der einzelnen Heizabschnitte individuell über jeweils einen eigenen Temperaturfühler erfolgt, läßt sich bei geringstem Energieverbrauch die Temperaturverteilung über die gesamte Breite der Wärmefixiereinrichtung auf einem einheitlichen Wert konstant halten, insbesondere ein unerwünschter Wärmeabfall an den Seiten der Wärmefixiereinrichtung mit geringstem Energieverbrauch verhindern. Dort, wo eine erhöhte Wärmeabstrahlung erfolgt, beispielsweise in den Randbereichen und in Abschnitten, durch die zu fixierende Kopien hindurchlaufen, wird automatisch die erforderliche zusätzliche Heizenergie zugeführt, ohne daß Wartezeiten beim Übergang auf größere Formatbreiten notwendig wären. Die Temperatur der einzelnen Heizabschnitte wird so gesteuert, daß sie stets in dem erforderlichen Bereich liegt und über die gesamte Breite der Vorrichtung konstant ist. Dementsprechend werden die Kopien unabhängig von der jeweiligen Formatbreite stets zufriedenstellend fixiert.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Wärmefixiereinrichtung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Ausführungsform der Wärmefixiereinrichtung,

F i g. 2 ein Schaltdiagramm einer Schaltung zum Regeln der Temperatur der Heizabschnitte,

F i g. 3 einen schematischen Längsschnitt der Wärmefixiereinrichtung,

Fig.4 eine Vorderansicht einer anderen Ausführungsform der Wärmefixiereinrichtung und

Fig. 5 ein Schaltdiagramm einer Steuerschaltung anderer Ausführungsform.

Gemäß Fig. 1 ist in einem Rahmen 1, dessen Breite der maximalen Breite der zu fixierenden Kopien entspricht, ein erster Heizabschnitt angeordnet der aus elektrischem Heizdraht 3 besteht welcher von wärmebeständigen Glasröhrchen 2 bedeckt und in Zickzackform in einer zentralen Zone des Rahmens 1 angeordnet ist wobei die Breite des Heizabschnitts der Breite A der schmälsten verarbeiteten Kopien entspricht. Im Rahmen 1 befindet sich Femer ein zweiter Heizabschnitt der aus elektrischen Heizdrähten 3a, 3a besteht die in ähnlicher Weise mit wärmebeständigen Röhrchen 2a bedeckt und außerhalb des ersten Heizabschnitts in Zickzackform angeordnet sind. Die Breite entspricht der Breite B einer breiteren zu fixierenden Kopie. Die elektrischen Heizdrähte 3a, 3a sind in Reihe geschaltet Der zentralen Zone der Wärmefixiereinrichtung benachbart sind Temperaturfühler 4 und 5 vorgesehen, um die von den ersten und zweiten Heizabschnitten erzeugte Wärme zu erfassen, wenn die elektrischen Heizdrähte 3 und 3a erregt werden.

Unter Bezug auf F i g. 2 wird nunmehr die Schaltung zum Regeln der Temperatur der Heizabschnitte erläutert. Die Schaltung ist dergestalt daß die zu fixierenden Kopien von oben und unten mittels einer oberen Fixierplatte 6 und einer unteren Fixierplatte 7, die die zuvor erwähnten ersten und zweiten Heizabschnitte enthalten, beheizt werden. Bei der unteren Fixierplatte 7 ist ein Ende des elektrischen Heizdrahtes 3 und ein Ende der elektrischen Heizdrähte 3a, 3a mit einem gemeinsamen Wahlschalter 8 verbunden. Ferner ist ein gemeinsamer Schalter 9 mit den elektrischen Heizdrähten 3 beider Fixierplatten 6 und 7 verbunden. Der Schalter 9 wird bezüglich seiner Ein-Aus-Stellung von einem Steuergerät 10 gesteuert, das in Abhängigkeit von den Signalen des die Temperatur des elektrischen Heizdrahtes 3 der unteren Fixierplatte 7 ermittelnden Temperaturfühlers 4 betrieben wird. Den elektrischen Heizdrähten 3a beider Fixierplatten 6 und 7 ist ein gemeinsamer anderer Schalter 11 zugeordnet, der von einem Steuergerät 12 gesteuert wird, das in Abhängigkeit von den Signalen des dem elektrischen Heizdraht 3a der unteren Fixierplatte 7 zugeordneten Temperaturfühlers 5 betrieben wird. Der Wahlschalter 8 wird dann betätigt wenn eine Lampe (nicht dargestellt) eingeschaltet wird, und einer der Kontakte des Wahlschalters 8 ist mit einer variablen Energiespeiseeinrichtung 13 verbunden, wodurch die der unteren Fixierplatte 7 zugeführte elektrische Energie gesteuert werden kann. Die elektrische Energie kommt von einer Energiequelle 14. Statt der Kontaktschalter 9 und 11 können auch kontaktlose Schalter, wie siliziumgesteuerte Gleichrichter (SCR) verwendet werden.

Wenn Strom in den Heizabschnitten der oberen und unteren Fixierplatten 6 und 7 fließt, steigt deren Temperatur schnell an. Ist die Fixiertemperatur ^r>; überschritten, öffnen die Steuergeräte 10 und 12 aufgrund von den Temperaturfühlern 4 und 5 ausgehenden Signalen die Schalter 9 und U, so daß die Temperatur der beiden Fixierplatten 6 und 7 auf der Fixiertemperatur gehalten wird.

Nunmehr wird angenommen, daß eine schmale Kopie der Breite A zum Fixieren in den Spalt zwischen den beiden Fixierplatten 6 und 7 gemäß F i g. 3 eingeführt wird. Hierbei durchläuft die Kopie den ersten Heizabschnitt der Fixierplatten. Wenn nur einige derart schmale Kopien den Bereich des ersten Heizabschnitles passieren, wird jeweils nur eine kleine Menge der vom elektrischen Heizdraht 3 erzeugten Wärme absorbiert, und es ergibt sich ein nur kleiner Temperaturabfall. Wenn jedoch eine große Anzahl von Kopien fixiert wird, ist der Temperaturabfall über die Breite A der schmalen Kopien größer, das heißt über die Fläche des ersten Heizabschnittes der unteren Fixierplatte 7. In diesem Fall wird der Schalter 9 durch das Steuergerät 10 entsprechend der vom Temperaturfühler 4 ermittelten Temperatur ständig geschlossen gehalten. Daher wird dem ersten Heizabschnitt bzw. dem elektrischen Heizdraht 3 elektrische Energie zugeführt und dadurch die Fixiertemperatur aufrechterhalten. Da keine Kopien der Breite B den Bereich des zweiten Heizabschnittes bzw. der elektrischen Heizdrähte 3a, 3a passieren, könnte hier ein plötzlicher Temperaturanstieg stattfinden, was jedoch mittels des Steuergerätes 12 verhindert wird, das zuvor entsprechend eingestellt wurde, damit die Temperatur des zweiten Heizabschnittes nicht einen vorbestimmten Wert übersteigt beispielsweise die Temperatur, bei der die Kopien durch Überhitzen brennen können. Diese Temperaturbegrenzung erfolgt in Abhängigkeit von der vom Temperaturfühler 5 festgestellten Temperatur. Wenn nun eine Kopie der Breite B durchläuft, wird eine zufriedenstellende Fixierung erzielt, da der zweite Heizabschnitt an den Außenseiten des ersten Heizabschnittes ständig auf einer für die Fixierung geeigneten Temperatur gehalten wird. In diesem Fall erfolgt in den ersten und zweiten Heizabschnitten eine Wärmeabsorption, jedoch werden die Steuergeräte 10 und 12 durch die Temperaturfühler 4 und 5 entsprechend gesteuert um die Schalter 9 und 11 zum Aufrechterhalten der Fixiertemperatur zu schließen. Eine Halogenbelichtungslampe erfordert eine große Einschaltleistung, und dann wird der Schalter 8 versuchsweise bzw. vorübergehend umgelegt, um die den elektrischen Heizdrähten 3 und 3a der unteren Fixierplatte 7 zugeführte Energie zu reduzieren. Somit wird die untere Fixierplatte 7 durch die variable Energiespeiseeinrichtung 13 mit gesteuerter Energie versorgt. Das Ausmaß der Steuerung der Energieversorgung wird entsprechend der für das Kopiergerät zulässigen Leistung eingestellt

F i g. 4 zeigt eine andere Anordnung der elektrischen Heizdrähte 3 und 3a für ein abweichendes Durchlaufen der Kopien, beispielsweise für einen seitlich versetzten Durchlauf. Dabei ist der erste Heizabschnitt bzw. sein elektrischer Heizdraht 3 im Innenbereich des Rahmens 1 angeordnet, d. h. an einer Seite der Fixierplatte, wobei dieser Bereich für den Durchgang schmaler Kopien der Breite A bestimmt ist. Der zweite Heizabschnitt bzw. dessen elektrischer Heizdraht 3a ist in dem an die andere Seite der Fixierplatte angrenzenden Bereich angeordnet. Die elektrischen Heizdrähte 3 und 3a überdecken zusammen die Breite B der breiteren Kopien. Die Temperaturfühler 4 und 5 sind wie bei der ersten Ausführungsform jeweils im Zentrum der elektrischen Heizdrähte 3 und 3a angeordnet.

Während bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform die Temperaturfühler 4 und 5 den elektrischen Heizdrähten 3 und 3a der unteren Fixierplatte 7 zugeordnet sind, um die Temperatur des gesamten Systems mittels der Steuergeräte 10 und 12 zu steuern, sind gemäß F i g. 5 zusätzliche Temperaturfühler 4a und 5a vorgesehen und den elektrischen Heizdrähten 3 und 3a der oberen Fixierplatte 6 zugeordnet. Den Temperaturfühlern 4a und 5a sind zusätzliche Steuergeräte 10a und 12a zugeordnet, um die Temperatur der elektrischen Heizdrähte 3 und 3a der oberen Fixierplatte 6 zu steuern. Mit diesen zusätzlichen Temperaturfühlern 4a

sowie 5a und Steuergeräten 10a sowie 12a kann sichergestellt werden, daß bei einem Fehlverhalten bzw. Ausfallen einiger der Temperaturfühler oder der Steuergeräte keine plötzliche Temperaturänderung eintritt. Es ist somit ein sicherer Betrieb gewährleistet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wärmefixiereinrichtung für elektrostatische Kopiergeräte zum Verarbeiten unterschiedlicher Formatbreiten, mit einer über die maximale Formatbreite reichenden Heizeinrichtung aus einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter Heizabschnitte, die in ihrer Länge auf unterschiedliche Formatbreiten abgestimmt und unabhängig voneinander mit Energie versorgbar sind, und mit einer Steuereinrichtung zum Steuern der Energieversorgung der Heizabschnitte, dadurch gekennzeichnet, daß zum Konstanthalten der örtlichen Temperaturverteilung auf einem einheitlichen Wert, unabhängig von den jeweils fixierten Formaten, jeder Hefcabschnitt (3; 3a) über einen ihm zugeordneten Temperaturfühler (4; 5; 4a, 5a) vermittels der Steuereinrichtung auf Einhaltung eines konstanten Temperaturwertes geregelt ist

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein der minimalen Formatbreite entsprechender Heizabschnitt (3) in der zentralen Zone der Einrichtung angeordnet ist

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein der minimalen Formatbreite entsprechender Heizabschnitt (3) an einer Seite der Einrichtung angeordnet ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Heizabschnitt (3; 3a) ein Paar von Fixierplatten (6; 7), zwischen denen die zu fixierenden Kopien (A, B) hindurchlaufen, aufweist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Paar von Fixierplatten (6; 7) ein Temperaturfühler (4;5;5a^zugeordnet ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Heizabschnitte (3; 3a) jeweils von einer Mehrzahl von nebeneinanderliegenden und sich etwa in Vorschubrichtung der zu fixierenden Kopien (A, B) erstrekkenden Heizstäben (2) gebildet sind.