DE3112002A1

DE3112002A1 - Einrichtung zur ueberwachung der konzentration eines luft-dampf-gemisches in der fixierstation eines nichtmechanischen druck- oder kopiergeraetes

Info

Publication number: DE3112002A1
Application number: DE19813112002
Authority: DE
Inventors: Eduard Mair; Holger Dipl.-Ing. 8000 München Schönewolf; Hans Dipl.-Ing. Winter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-03-26
Filing date: 1981-03-26
Publication date: 1982-10-14
Also published as: US4424703A; JPS57169670A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA ο» η 2 0 1 5 OE

Einrichtung zur Überwachung der Konzentration eines Luft-Dampf-Gemisches in der Fixierstation eines nichtmechanischen Druck- oder Kopiergerätes.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Bestimmung der Konzentration eines Luft-Dampf-Gemisches, insbesondere zur Überwachung der Konzentration von Lösungsmitteldampf in der Fixierstation eines nichtmechanischen Druck- oder Kopiergerätes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Durch die US-PS 3 049 810 ist bekannt, die auf einer Papierbahn aufgebrachten Tonerbilder in der Fixierstation einer Druck- oder Kopiervorrichtung mit Hilfe von Lösungsmitteldampf zu fixieren. Der Dampf aus Freon und Methylenchlorid löst den Toner auf, so daß er in das Papier eindringen kann. Die entsprechend ausgeführte Fixierstation kann z. B. aus einem Behälter oder Gehäuse bestehen, in der eine Verdampfungsstelle angeordnet ist, durch die das Lösungsmittel in Dampfform umgewandelt wird. Die Papierbahn wird durch das Gehäuse hindurchgeführt und innerhalb des Gehäuses dem Lösungsmitteldampf ausgesetzt. Eine vor der Behälteröffnung angebrachte Kühlfalle verhindert das Entweichen von Lösungsmitteldampf in die Umgebung.

Eine einwandfreie Fixierung der Tonerbilder auf der Papierbahn wird aber nur dann erreicht, wenn der Lösungsmittelfampf eine bestimmte Konzentration hat. Aus diesem Grunde muß mit Hilfe einer Meßanordnung die Konzentration des Lösungsmitteldampfes festgestellt werden.

Es ist ferner bekannt, daß die Laufzeit eines Ultraschallsignals von der Konzentration eines Dampfes in Luft abhängt. Eine Vorrichtung zum Messen physikalischer Eigen-She 1 Fdl/6. 3. 1981

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schaft eines Mediums mit einem elektroakustisehen Wandler, der sowohl zum Aussenden einer Ultraschallschwingung als auch zum Empfangen der an einen¹ Reflektor reflektierten Ultraschallschwingung dient, ist in der DE-AS 20 24 beschrieben. Die bekannte Vorrichtung enthält eine Schaltungsanordnung zur Rückkopplung der in ein elektrisches Signal zurückverwandelten reflektierten Ultraschallschwingung auf den Oszillator zur Erzeugung der elektrischen Schwingung mit Ultraschallfrequenz. Die Oszillatorfrequenz hängt dann von der Laufzeit des akustischen Signals und damit bei fest vorgegebenen räumlichen Bedingungen von den physikalischen Eigenschaften, z. B. von der Konzentration eines Luft-Dampf-Gemisches ab.

Es ist auch möglich, nach dem Echolotprinzip eine kurzzeitige Ultraschallschwingung auszusenden und den zeitlichen Abstand zwischen deren Beginn und dem Eintreffen des reflektierten Empfangsimpulses zu messen. Zeitmessung bedeutet, abhängig von dem gewünschten Auflösungsvermögen mehr oder weniger kleine Zeitintervalle zu definieren bzw. zu erzeugen und die Anzahl der zwischen den zwei maßgebenden Ereignissen verstrichenen Zeitintervalle zu zählen. Bei Verwendung elektronischer Mittel wird demgemäß ein Takt erzeugt und die Anzahl der innerhalb der zu messenden Zeitspanne aufgetretenen Taktimpulse mit Hilfe einer Zählschaltung, z. B. eines Binärzählers, aufaddiert.

Das dem Mischungsverhältnis des Luft-Dampf-Gemisches in der Fixierstation eines Druck- oder Kopiergerätes entsprechende Zählergebnis muß in mindestens drei Bereiche eingeordnet werden, wobei der mittlere Bereich die gewünschte Konzentration einschließlich zulässiger Toleranzen bezeichnet und die äußeren Bereiche bei einer unzulässig niedrigen bzw. hohen Konzentration erreicht werden. Eine Unterteilung in mehrere Bereiche kann zweckmäßig sein.

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Zur Aufrechterhaltung der gewünschten Dampfkonzentration ist ein rasch ansprechendes Regelsystem notwendig, das bei Bedarf die Nachförderung von flüssigen Fixiermitteln zu einer Verdampfungsstelle in Form einer erhitzten Bodenplatte veranlaßt.

Im Betrieb können jedoch vorübergehende Störungen auftreten, die zu einer unterschiedlichen Dichte des Fixiermitteldampfes führen. Ursachen dafür sind beispielsweise: a) Die Bildung von Schwaden durch spontanes Verdampfen beim Einspritzen von Lösungsmitteln,

b) Wärmeschichtungen zwischen der erhitzten Verdampfungsstelle und der Kühlfalle,

c) Turbulenzen durch die bewegte Papierbahn.

Die zumeist kurzzeitigen und räumlich begrenzten Störungen der homogenen Verteilung des Lösungsmitteldampfgemisches haben auf die Fixierqualität nur einen vernachlässigbar geringen Einfluß, da sich über die längere Fixierstrecke die örtlich unterschiedliche Einwirkung des Lösungsmittels ausgleicht.

Dagegen können solche Störungen die Messungen der Dampfkonzentration erheblich beeinträchtigen. Insbesondere können durch örtliche Schwankungen der Dampfkonzentration Beugungen der Ultraschallwelle verursacht werden, die zu Interferenzen führon. Diese wiederum können das Echo ganz oder teilweise auslöschen oder durch gegenphasige Erregung verschiedener Bereiche der schallaufnehmenden Fläche des Ultraschallwandlers die Erzeugung brauchbarer elektrischer Empfangsimpulse verhindern. Einzelmessungen täuschen daher leicht ein über- oder Unterschreiten der vorgegebenen Grenzwerte vor, obgleich die mittlere Dampfkonzentration noch in dem gewünschten Bereich liegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Überwachung der Dampfkonzentration eines Luft- Dampf-

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Gemisches so auszubilden, daß die Wahrscheinlichkeit für die Einleitung an sich falscher Reaktionen infolge der genannten Störeinflüsse wesentlich verringert wird. Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt darin:

Fig· ¹ ein Blockschaltbild der Einrichtung zur Bestimmung der Lösungsmitteldampfkonzentration, Fig. 2 und 3 eine Schaltungsanordnung zur Anwahl der

Zustandespeieher,
Fig. 4 den Aufbau einer Meßsonde.

Der Taktgenerator 1 nach Fig. 1 enthält einen Oszillator zur Erzeugung einer hochfrequenten Impulsfolge, einen Binärzähler sowie ein logisches Schaltnetz zur Ableitung bestimmter Steuersignale, die im weiteren noch näher behandelt werden. Die von dem vorzugsweise quarzstabilisierten Quarzoszillator gelieferten Impulse mit einer Periodendauer von beispielsweise einer /us schalten den Binärzähler fortlaufend bis zum Erreichen des maximalen Zählerstandes 1...11 weiter, so daß ein folgender Eingangsimpuls den Zählerstand 0...00 erzeugt. Dieser oder der nächstfolgende Übergang definiert den Beginn eines Sendeimpulses SI, der etwa 128 /us andauert. Der Sendeimpuls SI setzt ein Flip-Flog2 und tastet eine in einem Impulsgenerator 3 erzeugte Schwingung mit Ultraschallfrequenz (z. B. 200 kHz) auf. Die elektrische Schwingung wird durch den Ultraschallwandler einer Meßsonde 4 in ein akustisches Signal umgeformt, das die Meßstrecke durchläuft, an deren Ende reflektiert wird und nach einer von der Lösungsmitteldampfkonzentration abhängigen Laufzeit wieder am Ultraschallwandler eintrifft. Nach Umwandlung in ein elektrisches Signal bildet eine Umsetzerschal tungv5 daraus einen digitalen Empfangsimpuls E,

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der das Flip-Flop 2 wieder zurücksetzt. Das ist aber nur möglich, wenn der Empfangsimpuls in einem Bewertungszeitraum entsteht, der "beispielsweise 1024 /us. nach dem Beginn des Sendeimpulses SI beginnt und nach weiteren 5· 1024 /us wieder endet. Der Bewertungszeitraum ist durch ein vom Taktgenerator 1 ausgegebenes Signal BV definiert. Das Signal BW steuert eine Torschaltung 6, die den Empfangsimpuls EI, abhängig von seiner zeitlichen Lage durchläßt oder sperrt.

Das Signal BW zur Festlegung des Bewertungszeitraums und das Signal am Ausgang Q des Flip-Flops 2 steuern mit Hilfe des UND-Glieds 7 die Durchschaltung eines Zähltaktes ZT auf einen weiteren Binärzähler 8, im folgenden als Taktimpulszähler bezeichnet. Der Impulsabstand des gleichfalls des durch den Taktgenertor 1 erzeugten Zähltaktes ZT bestimmt das Auflösungsvermögen der Meßeinrichtung und ist im allgemeinen mit 2 /US genügend klein. Die Steuerung des Zähltaktes ZT durch das Signal BW kann auch entfallen, doch vergrößert sich dann das erforderliche Zählvolumen des Binärzählers 8. Mit den vorher angegebenen Werten für Beginn und Ende des Bewertungszeitraums ergäbe sich eine Verdopplung des Zählvolumens.

Der beim Eintreffen eines Empfangsimpulses EI erreichte Zählerstand des Binärzählers 8 ist ein Maß für die akustische Laufzeit des Ultraschallsignals und damit auch ein Maß für die gerade herrschende Lösungsmitteldampfkonzentration. Der Zählerstand entspricht der Gesamtlaufzeit, wenn die Durchschaltung des Zähltaktes ZT nur durch das Flip-Flop 2 gesteuert wird. Im Fall der zusätzlichen Steuerung durch das Signal BW muß zu der aus dem Zählerstand ermittelten Zeit noch die Zeit vom Beginn des Sendeimpulses SI bis zum Beginn des Bewertungszeitraums hinzugerechnet werden. Für die Feststellung der Dampfkonzentration spielt das Jedoch keine grundsätzliche Rolle, da die zweite Zeitspanne konstant ist und nur die

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den einzelnen Zählerständen zugeordnete Bedeutung entsprechend anzupassen ist.

Eine Torsteueranordnung 9, die entsprechend der Stufenzahl des Binärzählers 8 aus mehreren durch ein Übergabesignal PR gesteuerten UND-Gliedern besteht, schaltet die den Zählerstand kennzeichnende Information auf eine Wähleinrichtung 10 durch. Anschließend oder vorder Aussendung eines neuen Sendeimpulses SI wird der Binärzähler 8 durch einen Impuls RS1 zurückgesetzt.

Die Wähleinrichtung 10, deren Aufbau weiter unten beschrieben wird, hat die Aufgabe, die innerhalb des Bewertungszeitraums möglichen Zählerstände in drei oder vier Bereiche einzuteilen und entsprechend dem jeweils erreichten Zählerendstand einen von drei bzw. vier Zustandsspeichem auszuwählen. Dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind vier Zustandsspeicher 11a bis 11d zugrundegelegt, die bestimmte, vorzugsweise gleiche Speicherkapazitäten besitzen. Bei jeder Anwahl eines Zustandsspeichers wird dessen Restkapazität um 1 Bit verringert. Derjenige Zustandsspeicher, dessen Kapazität zuerst erschöpft ist, gibt ein Ausgangssignal ab, das über ein ODER-Glied 12 ein Signal RS2 zum Rücksetzen aller Zustandsspeicher 11a bis 11d erzeugt und gegebenenfalls eine vorbestimmte Reaktion hervorruft. Die Zustandsspeicher 11a bis 11d bestehen vorzugsweise aus mehrstufigen Binärzählern.

Den einzelnen Zustandsspeichem bzw. deren Ausgangssignalen sind beispielsweise folgende Bedeutungen zugeordnet: 11a: Konzentration unzulässig klein, Drucker stoppen, 11b: Konzentration zu niedrig, mehr Lösungsmittel zuführen, 11c: Konzentration im Sollbereich (keine Reaktion), 11d: Konzentration zu hoch, Drucker stoppen.

Ein weiterer Zustandsspeicher 13 wird über ein UND-Glied

-7- VPA 81 P 20 15ΟΕ angewählt, wenn während des Bewertungszeitraums kein Empfangsimpuls EI registriert wurde und demgemäß das Flip-Flop 2 noch gesetzt ist. Ein Ausgangssignal des ZustandsSpeichers 13 setzt ebenfalls alle Zustandsspeieher 11a bis 11a und 13 zurück und veranlaßt.das Anhalten des Druckers. Es kann mit hoher Wahrscheinlichkeit angenommen werden, daß ein Defekt der Meßsonde vorliegt.

Die Bereitstellung der Zustandsspeicher 11a bis 11d und 13 hat den Zweck, die Auslösung von Reaktionen als Folge der Ergebnisse von Einzelmessungen zu verhindern. Aufgrund der eingangs genannten Störeinflüsse können nämlich Falschmessungen auftreten. Messergebnisse mit starken Streuungen werden Jedoch auf mehrere Zustandsspeicher verteilt abgelegt, so daß die Ausgabe eines eine Reaktion auslösenden Ausgangssignals im allgemeinen solange verzögert wird, bis wieder eindeutige Konzentrationswerte vorliegen. In diesem Fall wird.nur noch ein Zustandsspeicher aufgefüllt und ein entsprechendes Ausgangssignal entsteht relativ rasch. Durch eine spezielle Ausbildung der Meßsonde kann darüber hinaus die Entstehung von Falschmessungen schon weitgehend vermieden werden.

Eine einfache Möglichkeit zur Realisierung der schon erwähnten V/ähleinrichtung 10 zur Anwahl der Zustandsspeicher 11a bis 11d besteht in der Verwendung eines programmierbaren Festwertspeichers,der mindestens vier parallele Ausgänge besitzt. Der jeweils zum Zeitpunkt des Übergabesignals PR vorliegende Zählerstand dient als Adresse für den Festwertspeicher. Entsprechend der Aufteilung der während des Bewertungszeitraums möglichen Zählerstände des Taktimpulszählers 8 bzw. der Speicheradressen in vier Bereiche ist der Inhalt des Zählwertspeichers so gewählt, daß jeweils für einen Bereich eine und nur eine der zu den vier Zustandsspeiehern 11a bis 11d führenden Ausgangsleitungen eine binäre "1" als Lesesignal führt.

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Ein an veränderte Bedingungen noch leichter anpassungsfähiges Ausführungsbeispiel für die Wähleinrichtung 10, das allerdings einen höheren Aufwand erfordert, ist in den Figuren 2 und 3 vereinfacht dargestellt. Dem Ausführungsbeispiel liegen die bereits beispielsweise genannten Zeitspannen, insbesondere für den Impulsabstand des Zähltaktes ZT und für die Dauer des Bewertungszeitraums zugrunde. Weiter wird vorausgesetzt, daß die Durchschaltung des Zähltaktes ZT auf den Eingang des Taktimpulszählers 8 nach Fig. 1 nur während des Bewertungszeitraums erfolgt.

In Fig. 2 sind die Ausgänge der Zählstufen des Taktimpulszählers 8, der im allgemeinen aus mehreren Zählerbausteinen besteht, mit a bis k bezeichneet, wobei der Ausgang a die niedrigste und der Ausgang k die höchste Wertigkeit hat. Den benützten Ausgängen b bis k sind Inverter 8b bis 8k nachgeschaltet. Der Impulseingang CK des Taktimpulszählers 8 ist mit dem Ausgang des UND-Glieds 7 (vergl. Fig. 1) verbunden. Der Steuereingang Cl dient zum Rücksetzen mit Hilfe des Rücksetzimpulses RS1.

Nach Fig. 2 sind drei Einsteileinheiten 20 bis 22 zur Einstellung der Grenzen zwischen den Bereichen für die Zählerstände bzw. für die Anwahl der einzelnen Zustandsspeicher vorgesehen. Die vorzugsweise gleich ausgebildeten Einstelleinheiten 20 bis 22 enthalten im Prinzip ebensoviele NAND-Glieder mjfc je zwei Eingängen wie Zählerausgänge benützt sind. Tatsächlich sind aber in der Einstelleinheit 20 zur Festlegung der Grenze zwischen dem ersten und zweiten Bereich aus technologischen Gründen nur 8 NAND-Glieder 20a bis 20h vorgesehen, mit der Folge, daß diese Grenze nur in der ersten Hälfte des BewertungsZeitraums liegen kann.

Die ersten Eingänge der NAND-Glieder 20a bis 20h sind über Widerstände mit einem der binären "1" entsprechenden Potential verbunden, sie können aber auch über Schalter oder Lötbrücken an ein "0"-Potential angelegt werden. Die zweiten Eingänge der NAND-Glieder 20a bis 20h sind

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an die Ausgänge der Inverter 8b bis 8k angeschlossen. Alle NAND-Glieder, deren erste Eingänge über geschlossene Schalter oder Lötbrücken mit dem ^wO^M-Potential verbunden sind, geben an den Ausgängen unabhängig von den logischen Zuständen an den zweiten Eingängen eine binäre "1^W ab. Die Ausgangssignale aller anderen NAND-Glieder entsprechen den Ausgangssignalen der betreffenden Zählstufen. Führen diese Zählstufen eine binäre "1", dann geben nunmehr alle NAND-Glieder 20a bis 20h eine binäre "1" ab und ein nachfolgendes UND-Glied 2Oi mit acht Eingängen spricht an. Durch die ansteigende Flanke des Ausgangssignals wird ein erstes D-Flip-Flop 23 in Fig. gesetzt, wobei das Ausgangssignal des UND-Gliedes 201 die Eingabe einer an Dateneingang D als festes Potential anliegenden binären ⁿ1^w in das Flip-Flop 23 bewirkt. Das bedeutet, daß die erste Bereichsgrenze, d. h. die Grenze zwischen dem ersten zweiten Bereich von Zählerständen mit dem zuletzt abgelaufenen Zählschritt erreicht .wurde.

In entsprechender Weise werden ein zweites Flip-Flop 24 durch ein Ausgangssignal der Einstelleinheit 21 und ein drittes Flip-Flop 25 durch ein Ausgangssignal der Einstelleinheit 22 gesetzt, wenn die zugeordneten, durch Einstellung der betreffenden Einstelleinheit vorgegebenen Bereichsgrenzen auch tatsächlich erreicht wurden.

Da bei zweckdienlicher Einstellung der Einstelleinheiten 20 bis 22 das Setzen beispielsweise des dritten Flip-Flops 25 zwangsläufig voraussetzt, daß das erste Flip-Flop 23 und das zweite Flip-Flop 24 bereits gesetzt sind, muß verhindert werden, daß die Ausgangssignale des ersten und zweiten Flip-Flops 23 und 24 wirksam werden. Das geschieht mit Hilfe der beiden UND-Glieder 26 und 27, welche die Weitergabe des Ausgangssignals am Ausgang Q eines Flip-Flops immer von dem Zeipunkt ab verhindern,

in/das Flip-Flop des nächsthöheren Ranges gesetzt wird.

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-dem

Für die Anwahl der Zustandsspeicher 11a bis 11d gelten daher folgende Bedingungen:

Zustandsspeicher 11a: Flip-Flop 23 nicht gesetzt, Zustandsspeicher 11d: Flip-Flop 23 gesetzt, Zustandsspeicher 11c: Flip-Flop 24 gesetzt, Zustandsspeicher 11d: Flip-Flop 25 gesetzt.

Da das Setzen der Flip-Flops 23 bis 25 nur bei diskreten Zählerständen und damit nur zeitlich nacheinander erfolgen kann, muß die Weitergabe der Zählergebnisse an die Wähleinrichtung 10 nach Fig. 2 und 3 ständig geschehen und darf nicht erst nach Beendigung des Be-Wertungszeitraums erfolgen, wie dies der Übersichtsdarstellung nach Fig. 1 zu entnehmen ist und beispielsweise bei der schon erwähnten Realisierung der Wähleinrichtung 10 durch einen programmierbaren Festwertspeichergilt. Bei einer Wähleinrichtung nach Fig. 2 und 3 liegt ein für die Auswahl eines Zustandsspeichers maßgebender Endzustand nur an deren Ausgängen vor. Eine durch das Übergabesignal PR gesteuerte Torsteueranordnung, bestehend aus den NAND-Gliedern 9a bis 9d, ist daher zwischen der Wähleinrichtung 10 und den Zustandespeichern 11a bis 11d vorgesehen.

Die Tatsache, daß bei Verwendung der vorstehend beschriebenen Auswertelogik bestimmte Reaktionen, wie die Nachlieferung von Lösungsmittel zur Erhöhung der Dampfkonzentration oder das Abschalten des Druck- bzw. Kopiergeräts nicht aufgrund einer Einzelmessung erfolgt, sondern von dem überwiegenden Ergebnis einer Vielzahl von Messungen abhängig gemacht wird, verringert die Wahrscheinlichkeit, daß die Ursachen für solche Reaktionen durch die eingangs genannten Störeinflüsse nur vorgetäuscht und die Reaktionen selbst daher falsch sind, ganz erheblich. Indessen kann auch damit die Einleitung

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• · · ·♦

VPA &t P 2 O 1 5 OE falscher Reaktionen noch nicht ganz ausgeschlossen werden, wenn zur Messung der Dampfkonzentration eine Ultraschall-Meßsonde verwendet wird, die gegen die Störeinflüsse ungeschützt ist.
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Eine Meßsonde, die aufgrund ihrer Ausbildung einen wesentlichen Beitrag zum störungsfreien Betrieb der Einrichtung zur Bestimmung der Lösungsmitteldampfkonzentration leistet, wird im folgenden anhand der Fig. 4 näher beschrieben.

Ein Ultraschallwandler 40 ist in einem Gehäuse 41 aus einem formbeständigen, schwingungsdämpfenden Kunststoff so gelagert, daß eine möglichst geringe akustische Kopplung zwischen dem Wandler und weiteren, am Gehäuse 41 befestigten Teilen besteht. Hierbei handelt.es sich insbesondere um eine in Fig. 4 nicht dargestellte Befestigungsvorrichtung für die Meßsonde und um einen im wesentlichen U-förmigen Bügel 42, der am anderen Ende rechtwinklig abgebogen ist. Das abgebogene Stück bildet eine Reflektorplatte 43, an der die vom Ultraschallwandler 40 abgestrahlten Ultraschallwellen reflektiert werden und wieder zum Ultraschallwandler zurückwandern. Der Abstand zwischen dem Ultraschallwandler 40 und dem Reflektor 43 beträgt beispielsweise 150 mm und definiert die Meßstrecke, die von den Ultraschallsignalen, zweimal durchlaufen wird.

Die gesamte Meßstrecke ist von einem Siebrohr 44 aus einem feinmaschigen Netz umgeben. In einer bevorzugten Ausführung besteht das Netz aus Drähten mit einem Durchmesser von etwa 0,06 mm, die so miteinander verwebt sind, daß

sich eine offene Siebfläche von ca. 40 %. ergibt. Dieser Wert ist ein Kompromiss, um zu erreichen, daß einerseits die Dampfkonzentration im Inneren des Siebrohres 44 ausreichend rasch Veränderungen der durchschnittlichen

• · ♦ · mm

VPA 81 P 2 0 1 5 OE Konzentration im Außeüraum folgt und andererseits 4er Innenraum vor kurzzeitigen und örtlich begrenzten Konzentrationsschvankungen möglichst gut abgeschirmt wird. Durch eine Beugung des Schallfeldes in der Meßstrecke verursachte Interferenzerscheinungen sind dann kaum mehr zu beobachten. Zudem blendet das Siebrohr 44 Falschechosignale aus der Umgebung weitgehend aus.

4 Figuren
6 Patentansprüche

Claims

-*5- VPA 81 P 20 15 DE Patentansprüche

1. Einrichtung zur Bestimmung der Konzentration eines Luft-Dampf-Gemisches, insbesondere zur Überwachung der Konzentration von Lösungsmitteldampf in der Fixierstation eines nichtmechanischen Druck- oder Kopiergerätes, mit einer einen elektroakustischen Wandler und einen Reflektor enthaltenden Meßsonde zur Umwandlung eines elektrischen Sendesignals in ein Ultraschallsignal und zur Umwandlung des an den Reflektor reflektierten Ultraschallsignals in ein elektrisches Empfangssignal, mit Schaltungsanordnungen zur Umsetzung eines Sendeimpulses in das elektrische Sendesignal und des elektrischen Empfangssignals in einen Empfangsimpuls, mit einer Generatorschaltung zur Erzeugung eines Zähltaktes und zur periodischen Aussendung eines Sendeimpulses und

mit einem Taktimpulszähler zur Zählung der zwischen dem Beginn eines Sendeimpulses und dem Beginn eines zugehörigen Empfangsimpulses aufgelaufenen Taktimpulse, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Es ist eine Gruppe mit mindestens drei Zustands·- speichern (11a bis 11d) mit bestimmten, vorzugsweise gleichen Speicherkapazitäten vorgesehen,

b) Jeder Zustandsspeicher der Gruppe (11a bis 11d) wird durch eine Wähleinrichtung (10) individuell angewählt, die jeweils einen Bereich von Zählerständen des Taktimpulszählers (8) gleich bewertet,

c) jede Anwahl verringert die Restkapazität des angewählten Zustandsspeichers um eine Einheit,

d) der Zustandsspeicher der Gruppe von Zustandsspeichern (11a bis 11d), dessen Kapazität zuerst erschöpft ist, liefert ein einem vorgegebenen Bereich der Dampfkonzentration zugeordnetes Ausgangssignal, das die Löschung der Inhalte aller Zustandsspeicher (11a bis 11d, 13) und eine bestimmte Reaktion bezüglich des Betriebs des Druck- oder Kopiergeräts bewirkt. ■■:

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VPA <" Γ L "

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Zustandsspeicher (13) vorgesehen ist, der angewählt wird, wenn am Ende eines vorgegebenen Bewertungszeitraumes kein Empfangsimpuls eingetroffen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Zustandsspeicher (11a bis 11d, 13) als Zähler ausgebildet sind und jede Anwahl den Zählerstand um eine Einheit erhöht.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Wähleinrichtung (10) ein durch den Zählerstand des Taktimpulszählers

(8) adressierter Festwertspeicher vorgesehen ist, mit ebenso vielen Ausgängen als die Gruppe von Zustandsspeichern (11a bis 11d) Zustandsspeicher umfaßt, wobei innerhalb eines Bereiches von Zählerständen Jeweils ein und nur ein Ausgang ein Wählsignal liefert.

5. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wähleinrichtung (10) mindestens zwei Einstelleinheiten (20, 21, 22) zur einstellbaren Festlegung der Grenzen zwischen den Bereichen von Zählerständen aufweist, mit je einer mit den Stufenausgängen des Taktimpulszählers (8) verbundenen Koinzidenzschaltung, die ein Ausgangssignal erzeugt bei Koinzi denz aller entsprechend der Einstellung berücksichtigten Ausgangssignale des Taktimpulszählers (8), daß mindestens zwei Flip-Flops (23, 24, 25) vorgesehen sind, die durch die Ausgangssignale der Koinzidenzschaltungen nacheinander beim Erreichen einer ersten, zweiten und gegebenenfalls einer weiteren Bereichsgrenze gesetzt werden, daß der Zustand der Flip-Flops (23, 24, 25) nach Beendigung eines vorgegebenen Bewertungszeitraums zwecks Erzeugung eines Wählsignals abgetastet wird, wobei eine Verriegelungsschaltung bewirkt, daß entweder das inverse

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Signal des nicht gesetzten ersten FLip-Flops (23) oder das wahre Ausgangssignal des der höchsten erreichten Bereichsgrenze zugeordneten Flip-Flops maßgebend ist.
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6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zwiy sehen dem elektroakustischen Wandler (40) und dem Reflektor (42) der Meßsonde befindliche Ultra-schall-Meßstrecke von einem feinmaschigen, vorzugsweise zylinderförmigen Netz (44) umgeben ist, dessen Maschenweite wesentlich kleiner als die "Wellenlänge der Ultraschallschwingung ist.