DE3116425C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überwachungseinrichtung für einen Digitalrechner mit einer einen Digital/Analog-Wandler aufweisenden Ausgabeschaltung, die ein von dem Digitalrechner kommendes Ausgangssignal zum Steuern einer Last umsetzt und abgibt.

Eine derartige Überwachungseinrichtung ist beispielsweise aus einem elektrophotographischen Gerät bekannt, bei dem die Ansteuersignale für einen Primär- und einen Sekundärlader in Abhängigkeit vom gemessenen Oberflächenpotential eines photoempfindlichen Materials verändert werden.

Eine Überwachungseinrichtung der eingangs genannten Art ist darüber hinaus auch aus einer Regeleinrichtung bekannt, die einen Motor in Abhängigkeit vom gemessenen Feldstrom oder der gemessenen Drehzahl ansteuert.

Ein fehlerhafter Zustand der Ausgabeschaltung zum Ansteuern der zu steuernden Last kann dazu führen, daß die zu steuernde Last völlig falsch angesteuert wird. Um diese zu vermeiden, muß die ordnungsgemäße Funktion der Ausgabeschaltung überwacht werden. Eine bekannte Methode hierfür besteht darin, einzelne Komponenten des Systems auszubauen und mittels spezieller Testgeräte zu überprüfen. Eine derartige Überwachung ist jedoch sehr umständlich und zeitaufwendig und löst das vorstehend angesprochene Problem dennoch nicht vollständig.

In der DE 27 10 479 A1 sind Geräte und Verfahren zur Verbesserung des Störschutzes von Steuersignalen in elektrostatografischen Verarbeitungsgeräten beschrieben. Eine Datenverarbeitungseinheit empfängt Signale von Meßwertgebern, berechnet in Abhängigkeit davon geeignete Steuerwerte zur Steuerung der Prozeßeinrichtungen des Geräts und gibt diese in codierter Form an von den Prozeßeinrichtungen räumlich getrennte Anschlußeinheiten aus. Die Signale werden in den Anschlußeinheiten decodiert und als Steuersignale an die entsprechende Prozeßeinrichtung angelegt. Um zu vermeiden, daß infolge einer starken elektromagnetischen Strahlung oder dergleichen Störungen bei der Berechnung oder der Übertragung der Steuerwerte entstehen, wird vorgeschlagen,
die Datenverarbeitungseinheit selbst und auch die Übertragungsleitungen abzuschirmen,
zu überprüfen, ob die von den Meßwertgebern und/oder die von der Datenverarbeitungseinrichtung stammenden Signale den erwarteten Werten entsprechen,
die von der Datenverarbeitungseinrichtung ausgegebenen Steuerwerte auf geeignete Weise zu codieren,
die Übertragung der von der Datenverarbeitungseinrichtung ausgegebenen Steuerwerte zeitlich auf geeignete Weise zu steuern, und/oder
die von der Datenverarbeitungseinrichtung zur Anschlußeinheit übertragenen Signale zur Datenverarbeitungseinrichtung zurückzuführen.

In der Zeitschrift "Elektroniker", Nr. 6/1978, Seiten EL 14 bis EL 19 sind digitale Korrekturverfahren zur Genauigkeits-/Geschwindigkeitssteigerung der schnellen A/D-Umsetzung beschrieben.

Sowohl die in der DE 27 10 479 A1 beschriebenen Geräte und Verfahren als auch das in der Zeitschrift "Elektroniker" beschriebene Verfahren betreffen die Vermeidung systematischer Fehler bei der Datenverarbeitung, -umsetzung oder -übertragung. Besondere Maßnahmen, die bei einer Fehlfunktion der Ansteuerschaltung für die Steuerung einer zu steuernden Last zuverlässig eine falsche Ansteuerung der Last verhindern, sind nicht vorgesehen.

In der DE 28 41 073 A1 ist eine einen Mikroprozessor aufweisende Schaltungsanordnung beschrieben. Zur Kontrolle der Funktionsfähigkeit des Mikroprozessors ist eine Kontrolleinheit vorgesehen, die ein vom Mikroprozessor erzeugtes Kontrollsignal erfaßt und auswertet. Eine derartige Überprüfung der Funktionsfähigkeit erfordert einen relativ hohen zusätzlichen technischen Aufwand und kann darüber hinaus auch nicht zuverlässig sicherstellen, daß der Mikroprozessor tatsächlich einwandfrei arbeitet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Überwachungseinrichtung zu schaffen, die einerseits eine zuverlässige Überwachung der Ansteuerung der zu steuernden Last gewährleistet und andererseits die Ausfallzeiten des die zu steuernde Last enthaltenden Geräts infolge eines durch die Überwachungseinrichtung erfaßten Fehlers auf ein Minimum reduziert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine Eingabevorrichtung zum Zuführen eines Ausganssignals der Ausgabeschaltung über einen Analog/Digital-Wandler zum Digitalrechner vorhanden ist,
daß der Digitalrechner einen fehlerhaften Zustand in der Eingabevorrichtung erkennt, indem er ein von der Eingabevorrichtung eingegebenes Signal erfaßt und auswertet,
daß der Digitalrechner feststellt, daß in der Ausgabeschaltung ein fehlerhafter Zustand vorliegt, wenn das Signal der Ausgabeschaltung eine außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegende Größe hat,
daß der Digitalrechner die Überprüfung der Ausgabeschaltung hinsichtlich eines fehlerhaften Zustands durchführt, wenn die Eingabevorrichtung einwandfrei arbeitet, und
daß der Digitalrechner der Überprüfung der Ausgabeschaltung hinsichtlich eines fehlerhaften Zustands nicht durchführt, wenn die Eingabevorrichtung fehlerhaft arbeitet.

D. h., die Überwachungseinrichtung für die Ausgabeschaltung deaktiviert sich, wenn infolge eines Fehlers in einer der Überwachungseinrichtung zuzuordnenden Einrichtung keine ordnungsgemäße Überwachung der Lastansteuerung mehr möglich wäre. Eine derartige Fehlerlokalisierung und -auswertung ermöglicht es, daß das die zu steuernde Last enthaltende Gerät trotz Erfassung eines Fehlers durch die Überwachungseinrichtung weiter betreibbar ist. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß einerseits eine zuverlässige Überwachung der Ansteuerung der zu steuernden Last erfolgt und daß andererseits die Ausfallzeiten des die zu steuernde Last enthaltenden Geräts infolge eines durch die Überwachungseinrichtung erfaßten Fehlers auf ein Minimum reduziert werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1A ist eine Schnittansicht eines Bilderzeugungsgeräts in Form eines Kopiergeräts, in dem die Überwachungseinrichtung einsetzbar ist.

Fig. 1B ist eine Draufsicht auf die Umgebung einer Trommel nach Fig. 1A.

Fig. 2, 3 und 4 zeigen Oberflächenpotential- Kennlinien.

Fig. 5, 6 und 7 sind Schaltbilder einer in dem Bilderzeugungsgerät einsetzbaren Überwachungseinrichtung.

Fig. 8 zeigt ein Steuerablaufdiagramm eines in Fig. 5 gezeigten Digitalrechners MC2.

Fig. 9 ist ein in Einzelheiten dargestelltes Ablaufdiagramm eines Schritts A in Fig. 8.

Die Fig. 1A ist eine Schnittansicht eines Bilderzeugungsgeräts in Form eines Kopiergeräts in dem die Überwachungseinrichtung einsetzbar ist.

Die Oberfläche einer Trommel 47 enthält ein nahtloses photoempfindliches Dreischichten-Material, bei dem ein CdS-Photoleiter verwendet wird. Die Trommel 47 ist drehbar um eine Achse gelagert und beginnt durch Inbetriebnahme eines Hauptmotors 71 auf das Drücken einer Kopiertaste hin in Pfeilrichtung zu drehen.

Wenn sich die Trommel 47 um einen vorbestimmten Winkel dreht, wird eine auf einen Glas-Vorlagenträger 54 aufgelegte Vorlage mittels einer Beleuchtungslampe 46 beleuchtet, die mit einem ersten Abtastspiegel 44 zu einer Einheit zusammengebaut ist; das von der Vorlage reflektierte Licht wird mittels des ersten Abtastspiegels 44 und eines zweiten Abtastspiegels 53 abgetastet. Der erste Abtastspiegel 44 und der zweite Abtastspiegel 53 werden mit einem Geschwindigkeitsverhältnis von 1 : 1/2 bewegt, wodurch die Abtastung der Vorlage unter Konstanthalten der Länge des Lichtwegs vor einem Objektiv 52 erfolgt.

Das reflektierte Licht wird durch das Objektiv 52 und über einen dritten Abtastspiegel 55 geleitet und trifft an einer Belichtungsstation auf die Trommel 47.

Die Trommel 47 wird gleichzeitig mittels einer Vor-Belichtungslampe 50 und einem Vor-Wechselstrom-Lader 51a entladen, wonach sie mittels eines Primärladers 51b durch Koronaladung (auf beispielsweise positive Polarität) geladen wird. Danach wird die Trommel 47 an der Belichtungsstation schlitzförmig mit dem von der Beleuchtungslampe 46 beleuchteten Bild belichtet.

Gleichzeitig wird mittels eines Sekundärladers 69 an der Trommel 47 eine Wechselstrom-Koronaladung oder eine Koronaladung mit zur Primärladung entgegengesetzter Polarität (wie z. B. negativer Polarität) vorgenommen, und danach wird die Oberfläche der Trommel 47 mit Licht aus einer Totalbelichtungslampe 68 gleichförmig belichtet, wodurch an der Trommel 47 ein ladungsbild mit hohem Kontrast erzeugt wird. Das Ladungsbild an der photoempfindlichen Trommel 47 wird mittels einer Entwicklungswalze 65 einer Entwicklungsvorrichtung 62 flüssig zu einem Tonerbild entwickelt, das mittels eines Vor-Übertragungsladers 61 für die Übertragung vorbereitet wird.

Aus einer oberen Kassette 10 oder einer unteren Kassette 11 wird mittels einer Papierzufuhrwalze 59 bzw. 59b ein Übertragungs- bzw. Bildempfangsblatt in das Gerät eingeführt und unter genauer Zeitsteuerung mit Hilfe von Registrierwalzen 60 derart zu der photoempfindlichen Trommel 47 transportiert, daß der Vorderrand des Bildempfangsblatts mit dem Vorderrand des Ladungsbilds in Deckung kommt.

Darauffolgend wird auf das Bildempfangsblatt bei dessen Durchlauf zwischen einem Übertragungslader 42 und der Trommel 47 das Tonerbild an der Trommel 47 übertragen.

Nach Beendigung der Bildübtragung wird das Bildempfangsblatt mittels einer Ablösewalze 43 von der Trommel 47 gelöst und zwischen eine Heizplatte 38 sowie Haltewalzen 39 und 40 bzw. 41 geführt, um das übertragene Bild durch Druck und Wärme zu fixieren; danach wird das Bildempfangsblatt mittels Ausstoßwalzen 37 über eine Papierermittlungswalze 36 in eine Ablage 34 ausgestoßen.

Nach der Bildübertragung dreht die Trommel 47 weiter, wobei ihre Oberfläche mittels einer Reinigungseinrichtung aus einer Reinigungswalze 48 und einer elastischen Reinigungs- Rakel 49 gereinigt wird, so daß sie für den nächsten Zyklus bereit wird.

Nahe der Oberfläche der Trommel 47 ist zwischen der Totalbelichtungslampe 68 und der Entwicklungsvorrichtung 62 eine Oberflächenpotential-Meßvorrichtung 67 zur Messung des Oberflächenpotentials angebracht.

Vor dem vorstehend beschriebenen Kopierzyklus ist ein Schritt vorgesehen, bei dem nach Schließen des Hauptschalters Entwicklungsflüssigkeit auf die Reinigungs-Rakel 49 gegossen wird, während die Trommel 47 angehalten bleibt. Dieser Schritt wird nachstehend als Vorbefeuchtung bezeichnet. Dieses Befeuchtung dient dazu, den nahe der Reinigungs-Rakel 49 angesammelten Toner wegzuwaschen sowie eine Schmierung an der Berührungsfläche zwischen der Reinigungs-Rakel 49 und der Trommel 47 herbeizuführen. Nach der Vorbefeuchtungs-Zeit (von vier Sekunden) erfolgt ein Drehen der Trommel 47, bei dem mittels der Vor-Belichtungslampe 50 und dem Vor-Wechselstrom-Lader 51a die Restladung und die "Gedächtnis"-Speicherung der Trommel 47 beseitigt werden und die Trommeloberfläche mittels der Reinigungswalze 48 und der Reinigungs-Rakel 49 gereinigt wird. Dieser Schritt wird nachstehend als Einleitungsschritt INTR bezeichnet. Der Schritt dient dazu, die Empfindlichkeit der Trommel 47 auf den richtigen Wert zu bringen und ferner die Bilderzeugung auf einer reinen Oberfläche herbeizuführen.

Nach Vollendung einer eingestellten Anzahl von Kopierzyklen folgt ein Schritt, bei dem mehrere volle Umdrehungen der Trommel 47 ausgefüht werden, um die Restladung und die Speicherung der Trommel 47 mittels des Sekundärladers 69 usw. zu beseitigen und die Trommeloberfläche zu reinigen. Dieser Schritt wird nachstehend als Schritt LSTR bezeichnet. Der Schritt dient dazu, die Trommel 47 elektrostatisch und physikalisch zu reinigen und sie im gereinigten Zustand zurückzulassen.

Die Fig. 1B ist eine Draufsicht auf den Teil in der Nähe von Blind- bzw. Leerbelichtungslampen 70-1 bis 70-5 werden während des Trommelumlaufs und der von der Belichtungszeit verschiedenen Zeit eingeschaltet, um die Trommeloberflächenladung zu beseitigen und dadurch ein Anhaften von irgendwelchem überschüssigen Toner an der Trommel 47 zu verhindern. Die Leerbelichtungslampe 70-1 dient jedoch zur Beleuchtung der Trommel 47 an einem der Oberflächenpotential-Meßvorrichtung 67 entsprechenden Oberflächenteil und wird ausgeschaltet, wenn mittels dieser ein Dunkelbereich-Potential gemessen wird. Im Falle einer Kopie im Format B ist die Bildfläche kleiner als im Falle einer Kopie im Format A4 oder A3, so daß daher für die bildfreie Fläche die Leerbelichtungslampe 70-5 auch während der Vorwärtsbewegung des optischen Systems eingeschaltet wird. Die Leerbelichtungslampe 70-0 ist eine sog. "Scharfabschnitts"- Lampe, die dazu dient, den mit einer Ablöseführungsplatte 43-1 in Berührung kommenden Trommelabschnitt zu beleuchten, um an diesem Abschnitt die Ladung völlig zu beseitigen und damit das Anhaften von Toner zu verhindern, so daß dadurch eine Verschmutzung des nichtabgelösten Breitenabschnitts verhindert wird. Diese Scharfabschhnitts-Lampe 70-0 wird normalerweise während des Trommelumlaufs eingeschaltet.

Die Fig. 2 zeigt, wie sich bei dem Kopiervorgang in einem derartigen elektrophotographischen Kopiergerät die Oberflächenpotentiale der photoempfindlichen Trommel an einer jeweiligen Prozeßablauf-Stelle verändern, die einem Hellbereich (an dem eine starke Reflexion des Lichts auftritt) bzw. einem Dunkelbereich der Vorlage entsprechen (an dem eine geringe Reflexion des Lichts auftritt). Es ist notwendig, als End-Ladungsbild das Oberflächenpotential an der Stelle C in der Fig. 2 zu erzielen; die Oberflächenpotentiale a und b des Dunkel- bzw. Hellbereichs ändern sich gemäß der Darstellung durch a′ und b′ in der Fig. 3, wenn die Umgebungstemperatur der photoempfindlichen Trommel ansteigt; ferner ändern sich diese Oberflächenpotentiale gemäß der Darstellung durch a′ und b′ in der Fig. 4 durch die Alterung der photoempfindlichen Trommel; daher wird es unmöglich, einen bestimmten Kontrast zwischen dem Dunkelbereich und dem Hellbereich zu erzielen.

Nachstehend wird allgemein ein Oberflächenpotential- Steuersystem beschrieben, das zum Ausgleich von Änderungen des Oberflächenpotentials dient, die auf Temperatur- oder Alterungs-Änderungen basieren.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird zur Erfassung der Trommel-Oberflächenpotentiale für den Hellbereich bzw. Dunkelbereich nicht die Vorlagen-Beleuchtungslampe 46 nach Fig. 1 verwendet, sondern es werden die Leerbelichtungslampen 70 benutzt. Das Oberflächenpotential an demjenigen Bereich der Trommeloberfläche, der mit dem Licht der Leerbelichtungslampen 70 belichtet wurde, wird als Hellbereich-Oberflächenpotential gemessen, während das Oberflächenpotential an demjenigen Bereich der Trommeloberfläche, der nicht mittels der Leerbelichtungslampen belichtet wird, als Dunkelbereich- Oberflächenpotential gemessen wird.

Zunächst werden als Zielwerte die Werte des Hellbereich- Potentials und des Dunkelbereich-Potentials eingestellt, mit denen ein geeigneter Bildkontrast erzielbar ist. Bei dem Ausführungsbeispiel wurde das Soll-Hellbereich- Potential VL* auf -102 V gewählt, während das Soll-Dunkelbereich-Potential VD* auf +474 V gewählt wurde. Bei dem Ausführungsbeispiel wird das Oberflächenpotential dadurch gesteuert, daß der zu dem Primärlader bzw. Sekundärlader fließende Strom gesteuert wird; daher werden ein Anfangsstromwert DCo für den Primärlader und ein Anfangsstromwert ACo für den Sekundärlader gewählt, bei welchen das Hellbereich-Potential bzw. das Dunkelbereich- Potential die vorgenannten Soll-Potentiale VL* bzw. VD* sind. Wenn bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel DCo = 350 µA ist und ACo = 160 µA ist, ergeben sich der Primärlader-Stromwert DCn und die Sekundärlader- Stromwert ACn nach n-maliger Steuerung durch die folgenden Gleichungen:

DCn = α₁ · (VDn-VD*)+α₂ · (VLn-VL*)+DCn-1 (1)
ACn = β₁ · (VDn-VD*)+β₂ · (VLn-VL*)+ACn-1 (2)

wobei n = 1, 2, 3, . . . ist und folgende Werte gelten:

Die Fig. 5 zeigt einen Schaltungsaufbau für die vorstehend beschriebene Oberflächenpotential-Steuerung sowie auch für die Überwachung bzw. die Eigendiagnose oder Eigenfehlersuche.

In der Fig. 5 ist MC1 ein (nachstehend als Ablauffolgesteuereinheit bezeichneter) Mikrocomputer für die Ablaufsteuerung, der mit einem Festspeicher (ROM), einem Schreib-Lese-Speicher (RAM) und einer Zentraleinheit (CPU) versehen ist und ein Ablauffolge-Steuerprogramm zur Ein-Aus-Steuerung der Leerbelichtungslampe 70-1, des Hauptmotors 71, verschiedenerlei Lampen und Kupplungen unter genauer Zeitsteuerung usw. enthält; MC2 ist ein (nachstehend als zur Potentialsteuerung dienen der Digitalrechner bezeichneter) Mikrocomputer zur Ladungsmengensteuerung, der entsprechend dem Ausgangssignal der Oberflächenpotential- Meßvorrichtung 67 die Ladungsmengen des Primärladers 51b und des Sekundärladers 69 steuert; CT1 ist eine Pufferschaltung zur Abgabe eines Steuersignals aus der Ablaufsteuereinheit MC1 an den Digitalrechner MC2; CT2 ist eine Pufferschaltung zur Abgabe eines Steuersignals wie eines Kopierunterbrechungssignals oder eines Kopierneustart-Sperrsignals aus dem MC2 an die Ablaufsteuereinheit MC1; CT4 ist ein Analog-Digital-Umsetzer; CT5 ist ein Digital-Analog- Umsetzer; CT6 ist eine Anzeigeschaltung mit Leuchtdioden LED1 bis LED3 für die Anzeige; CT7 ist eine Treiberschaltung für einen Primär-Transformator CT9; CT8 ist eine Treiberschaltung für einen Sekundär-Transformator CT10; CT11 ist eine Schaltvorrichtung in Form eines Multiplexers; DS1 und DS2 sind Gleichspannungsquellen.

Die Ablaufsteuerung MC1 gibt über die Pufferschaltung CT1 ein Steuersignal wie ein Abfrage- bzw. Probenzeitsignal oder dgl. an den Digitalrechner MC2 ab. Der Digitalrechner MC2 hat einen Festspeicher ROM, in dem ein Mikroprogramm enthalten ist, das zur Gewinnung eines Ladungsmengen-Steuerwerts aus den Gleichungen (1) und (2) sowie zur Ausführung einer später beschriebenen Fehlersuche bzw. Diagnose dient, einen Schreib-Lese-Speicher RAM mit wahlweisem Zugriff, der Daten wie den vorstehend genannten Steuerwert enthält, unmd eine Zentraleinheit CPU zur Berechnung und Verarbeitung der Daten. Der Multiplexer CT11 schaltet in Übereinstimmung mit dem Steuersignal aus dem Digitalrechner MC2 um und legt selektiv Eingangssignale aus Kanälen CH1 bis CH5 an den Analog-Digital-Umsetzer CT4 an, der die analogen Signale aus dem Multiplexer CT11 in digitale Signale umsetzt und diese an den Digitalrechner MC2 anlegt.

Der Digital-Analog-Umsetzer CT5 setzt die Steuerwerte für die mittels des Digitalrechners MC2 entsprechend dem gemessenen Potential berechneten erwünschten Primär- und Sekundär-Ströme von einer digitalen Größe in eine analoge Größe um. Die Primär-Treiberschaltung CT7 und die Sekundär-Treiberschaltung CT8 empfangen aus dem D/A-Umsetzer CT5 das analoge Steuersignal und betreiben damit den Primär-Transformator CT9 bzw. den Sekundär-Transformator CT10. Das Ausgangssignal des Primär-Transformators CT9 wird an den Koronadraht des Primärladers 51b angelegt. Ferner wird der Ausgangsstrom des Primär-Transformators CT9 abgefragt und in den Kanal CH4 des Multiplexers CT11 eingegeben.

Ein Beispiel für den Ausgangsteil des Primär- Transformators CT9 ist in der Fig. 6 gezeigt. An einen Wandlertransformator HVT1 sind eine Diode D1, ein Widerstand R1 und Glättungskondensatoren C1 und C2 angeschlossen. Wenn Strom zu dem Primärlader 51b fließt, entsteht an dem Widerstand R1 ein Spannungabfall. Diese Spannung wird als Primärstrom-Ausgangssignal in den Kanal CH4 des Multiplexers CT11 eingegeben.

Gleichermaßen ist in Fig. 7 ein Beispiel für den Ausgangsteil des Sekundär-Transformators CT10 gezeigt. Als Sekundärstrom-Ausgangssignal wird die an einem Widerstand R2 abfallende Spannung in den Kanal CH5 des Multiplexers CT11 eingegeben. Die in den Eingangskanal CH4 eingegebene Spannung wird über den A/D-Umsetzer CT4 in den Digitalrechner MC2 mittels des Multiplexers CT11 unter Steuerung durch ein Steuersignal α aus dem Digitalrechner MC2 eingegeben, das bewirkt, daß das Eingangssignal am Kanal CH4 an den A/D-Umsetzer CT4 abgegeben wird. Gleichermaßen wird durch das Steuersignal α aus dem Digitalrechner MC2, das die Ausgabe des Eingangssignals am Kanal CH5 an den A/D-Umsetzer bewirkt, die Spannung an dem Kanal CH5 über den A/D-Umsetzer CT4 in den Digitalrechner MC2 eingegeben. Dementsprechend kann der Digitalrechner MC2 als Eingangssignal die dem Primärstrom-Steuerwert bzw. dem Sekundärstrom-Steuerwert entsprechenden Daten aufnehmen.

Die Anzeigeschaltung CT6 ist eine Treiberschaltung für die Anzeigeelemente LED1, LED2 und LED3. LED1 ist eine vierstellige 7-Segment-Anzeigevorrichtung, die mittels Steuersignalen aus der Ablaufsteuereinheit MC1 und in den Digitalrechner MC2 eingegebenen digitalen Daten die Potentiale wie das Hellbereich-Potential VL und das Dunkelbereich-Potential VD anzeigt. Diese Wirkungsanzeige fehlerhafter Teilbereiche entspricht der Ermittlung von Fehlerbereichen, die später beschrieben wird. Das Anzeigeelement LED2 zeigt das Vorliegen oder Fehlen der Oberflächenpotential-Steuerung an (bei der ein abnormales Arbeiten erfaßt wird und ein Bezugsstrom abgegeben wird). Mit dem Anzeigeelement LED3 erfolgt die Anzeige der Überprüfung des Arbeitens des Digitalrechners MC2 selbst. Damit das Anzeigeelement LED3 ein- und ausgeschaltet wird, wenn der Digitalrechner MC2 normal arbeitet, ist in dem Festspeicher ROM des Digitalrechners MC2 hierfür ein Programm enthalten, durch das durch Ein- und Ausschalten der Anzeigeeinheit LED3 ermittelt werden kann, daß der Digitalrechner MC2 normal arbeitet.

Bei der Schaltung nach Fig. 5 gibt der Digitalrechner MC2, der das Steuersignal aus der Ablaufsteuereinheit MC1 empfangen hat, gewöhnlich an den Multiplexer CT11 ein Steuersignal α ab, das bewirkt, daß das Eingangssignal am Eingangs-Kanal CH1 an den A/D-Umsetzer CT4 abgegeben wird. Damit wird das Potentialsignal aus der Meßvorrichtung 67 in den A/D-Umsetzer CT4 eingegeben, um auf diese Weise das Hellbereich- Potential VL und das Dunkelbereich-Potential VD zu messen.

Der Digitalrechner MC2 empfängt als Eingangssignal das von dem A/D-Umsetzer CT4 umgesetzte digitale Signal in Übereinstimmung mit dem Hellbereich- und dem Dunkelbereich-Zeitsignal aus der Ablaufsteuereinheit MC1 und führt die Oberflächenpotential-Steuerung aus. Diese Eingabe und diese Oberflächenpotential-Steuerung werden n-mal wiederholt.

Der Primärlader-Strom und der Sekundärlader-Strom werden jedoch aufgrund Meßwerte aus der Oberflächenpotential- Meßvorrichtung 67 gemessen; daher kann dann, wenn die Oberflächenpotential-Meßvorrichtung 67 fehlerhaft ist oder wenn der Multiplexer CT11 oder der A/D- Umsetzer CT4 fehlerhaft sind, keine normale Steuerung vorgenommen werden, wie es aus den Gleichungen (1) und (2) ersichtlich ist. Demgemäß wird vor der Steuerung ermittelt, ob die Oberflächenpotential-Meßvorrichtung 67, der Multiplexer CT11 und der A/D-Umsetzer CT4 fehlerhaft sind oder nicht. Wenn sie als fehlerhaft befunden werden, wird die Ausgangssteuerung nach den Gleichungen (1) und (2) gesperrt und an den Primärlader 51b und den Sekundärlader 69 ein Normalwert abgegeben, der in dem Festspeicher ROM des Digitalrechners MC2 eingestellt ist. Dadurch wird verhindert, daß eine ungeeignete Kopie erzeugt wird. Wenn ferner ein großer Fehler vorliegt, wird über die Pufferschaltung CT2 an die Ablaufsteuereinheit MC1 ein Kopierstart-Sperrsignal abgegeben.

Zunächst wird das Verfahren zur Entdeckung eines Fehlers des Multiplexers CT11 und/oder des A/D-Umsetzers CT4 beschrieben.

In der Fig. 5 sind DS1 und DS2 feste Konstant- Gleichspannungsquellen mit Spannungen V1 bzw. V2, die voneinander verschieden sind; die Gleichspannungsquellen sind an die Eingangs-Kanäle CH2 und CH3 des Multiplexers CT11 angeschlossen. Wenn der Umsetzungs-Eingangssignalbereich des A/D-Umsetzers CT4 gleich ± 10 V ist, werden die Spannungen so gewählt, daß V1 = -5 V ist und V2 = 5 V ist. Wenn die Umsetzung des A/D-Umsetzers CT4 auf acht Bits genau ist, wird (hexadezimal) der Umsetzungswert für die Spannung V1 zu "3F" und der Umsetzungswert für die Spannung V2 zu "BF" bestimmt. Demgemäß werden zur Erfassung eines Fehlers des Multiplexers CT11 oder des A/D-Umsetzers CT4 die Spannungen V1 und V2 aufeinanderfolgend in Digitalwerte umgesetzt, wobei der Digitalrechner MC2 ermittelt, ob die Spannungen V1 und V2 innerhalb eines bestimmten Toleranzbereichs gleich den Werten "3F" (hexadezimal) bzw. "BF" (hexadezimal) sind, die in dem Festspeicherr ROM oder dem Schreib-Lese-Speicher RAM des Digitalrechners MC2 vorliegen. Der Toleranzbereich wird durch den Umsetzungsfehler des A/D-Umsetzers CT4 und Fehler der Einstellspannungen der Spannungsquellen DS1 und DS2 bestimmt. Nur wenn die Umsetzungswerte der Spannungen V1 und V2 mit den Sollwerten übereinstimmen, werden der Multiplexer CT11 und der A/D-Umsetzer CT4 als normal arbeitend beurteilt.

Je mehr verschiedene Spannungen gemessen werden, um so genauer ist die Messung. Das heißt, durch Messung mehrerer Spannungen kann verhindert werden, daß trotz eines Fehlers entweder des Multiplexers CT11 oder des A/D-Umsetzers CT4 die Umsetzungswerte zufällig mit den Sollwerten übereinstimmen und ungeprüft sind. Damit ist es möglich, unter Verwendung des Digitalrechners MC2 automatisch einen Fehler des Multiplexers CT11 oder des A/D-Umsetzers CT4 zu erfassen, die in dem Signalweg für das Potentialmeßsignal der Oberflächenpotential-Meßvorrichtung 67 liegen. Ferner ist es möglich, einen Fehler ohne Verwendung einer besonderen Meßvorrichtung zu entdecken.

In der Schaltung nach Fig. 5 können die Steuereinheiten MC1 und MC2 beispielsweise Einzelbaustein-8-Bit- Mikrocomputer 8051 von Intel Inc. sein, wobei die Abgabe und der Empfang von Daten unter serieller Übertragung erfolgt. Es werden 8051-TXD- und -RXD-Anschlüsse verwendet.

Wenn der Übertragungsabstand zwischen den Steuereinheiten MC1 und MC2 klein ist, können sie ohne Zwischensetzen der Pufferschaltungen CT1 und CT2 direkt miteinander verbunden werden; zur Verlängerung der Übertragungsstrecken kann jedoch eine Signalumsetzung beispielsweise unter Verwendung der Pufferschaltungen CT1 und CT2 vorgenommen werden.

Als A/D-Umsetzer CT4 und Multiplexer CT11 kann eine integrierte Schaltung verwendet werden, in der in einem Baustein ein 16-Kanal-Multiplexer und ein 8-Bit-A/D-Umsetzer enthalten sind.

Als D/A-Umsetzer CT5 ist eine Schaltung verwendbar, die einen 12-Bit-D/A- Umsetzer, einen 6-Bit-D/A-Umsetzer, zwei 4-Bit-D/A- Umsetzer und acht Ausgangskanäle mit programmierbarer Logik (PLAa).

Als Anzeigeschaltung bzw. Treiberschaltung CT6 ist ein Baustein anwendbar, der eine Decodierer- Treiberschaltung für eine zweistellige 7-Segment-Leuchtdiodenanzeige ist und eine Zwischenspeicherschaltung für angezeigte Daten enthält.

Anhand des Steuerablaufdiagramms nach Fig. 8 wird nun das Verfahren zur automatischen Ausführung oder Nichtausführung der vorstehend beschriebenen Oberflächenpotential- Steuerung aufgrund der Eigendiagnose bzw. Eigenfehlersuche der in Fig. 5 gezeigten Schaltung und des Ergebnisses hierbei beschrieben. Dieser Ablauf ist in einem Code aus Befehlsworten in dem Festspeicher ROM des Digitalrechners MC2 vorgespeichert und wird mit einer Geschwindigkeit in der Größenordnung von Mikrosekunden je Schritt ausgelesen und verarbeitet.

Nach Fig. 8 erfolgt in einem Schritt SP-A die Erkennung eines Fehlers des Multiplexers CT11 und des A/D-Umsetzers CT4, in einem Schritt SP-B die Erkennung eines Fehlers der Bauelemente CT5, CT7, CT9, 51b, CT8, CT10 und 69 und in einem Schritt SP-C die Erkennung eines Fehlers den Bauelementen 67, 68 und 70-1. Nachstehend werden der Schritt SP-A usw. beschrieben.

Wenn der Digitalrechner MC2 mit Strom versorgt wird oder eine (nicht gezeigte) Fehlersuchtaste gedrückt wird, wird eine in dem Schreib-Lese-Speicher RAM des Digitalrechners MC2 gesetzte Steuerkennung C gesetzt (C = 1) und es werden die Anzeigen der Anzeigeelemente LED1 und LED2 gelöscht, um damit die Einleitung vorzunehmen (Schritt 1). C = 1 stellt das Vorliegen der Oberflächenpotential-Steuerung dar, während C = 0 das Fehlen einer Oberflächenpotential-Steuerung darstellt. Als nächstes wird das Steuersignal α an den Multiplexer CT11 abgegeben, so daß aufeinanderfolgend die Einstell- Spannungen V1 und V2 der Bezugs-Spannungsquellen DS1 und DS2 an den A/D-Umsetzer CT4 angelegt werden, wobei beurteilt wird, ob der A/D-Umsetzungswert innerhalb des Toleranzbereichs für den Sollwert liegt (Schritte 2 und 3). Wenn das Urteil negativ ist, ist entweder der Multiplexer CT11 oder der A/D-Umsetzer CT4 fehlerhaft, so daß daher die Kennung C = 0 herbeigeführt wird, die Anzeigeeinheit LED1 "E0" anzeigt und das Anzeigeelement LED2 eingeschaltet wird, um damit das Fehlen einer Oberflächenpotential-Steuerung anzuzeigen (Schritt 4). Mit diesem Schritt wird die Mangelhaftigkeit des Multiplexers CT11 oder des A/D-Umsetzers CT4 m voraus ermittelt und eine Oberflächenpotential-Steuerung ausgeschaltet, wodurch verhindert werden kann, daß an den Primärlader 51b und den Sekundärlader 69 ein abnormaler Wert abgegeben wird. Wenn der Fehler bei dem Schritt SP-A entdeckt wird, werden die nachfolgenden Schritte SP-B und SP-C weggelassen. Dies geschieht deshalb, weil bei den Schritten SP-B und SP-C der Multiplexer CT11 und der A/D-Umsetzer CT4 verwendet werden. Ein ausführliches Ablaufdiagramm des Schritts SP-A ist in der Fig. 9 gezeigt.

In der Fig. 9 ist V1min der kleinste zulässige digitale Wert bei der Umsetzung der Bezugsspannung V1, während V1max der größte zulässige digitale Wert hierbei ist; diese Werte sind in dem Festspeicher ROM des Digitalrechners MC2 gespeichert. V2min und V2max sind entsprechende Werte für die Bezugsspannung V2.

Bei dem Schritt SP-B erfolgt die Ermittlung eines Fehlers des Primärladers CT5-CT7-CT9-51b und des Sekundärladesystems CT5-CT8-CT10-69. Der Digitalrechner MC2 gibt an den D/A-Umsetzer CT5 ein Steuersignal in der Weise ab, daß beispielsweise an den Primärlader 51b ein Strom mit einem Bezugswert von 350 µA abgegeben wird. Zu diesem Zeitpunkt wird das Ausgangssignal für den Primärstrom an dem Kanal CH4 des Multiplexerrs CT11 der A/D-Umsetzung unterzogen und der Digitalwert des vorstehend genannten Steuersignals mit dem Digitalwert aus dem A/D-Umsetzer CT4 verglichen, wodurch ermittelt wird, ob er Primärausgangsstrom auf normale Weise innerhalb des Toleranzbereichs abgegeben wird oder nicht (Schritt 5). Wenn die Ermittlung negativ ist, wird festgestellt, daß das Primärladesystem fehlerhaft ist, wonach die Kennung C rückgesetzt wird (Schritt 6). Da ein Fehler des Primärladesystems die Erzeugung eines fehlerhaften Bilds herbeiführen kann, wird von der Ablaufsteuereinheit MC1 ein Kopierstopsignal abgegeben, um das Kopieren anzuhalten und eine Anzeige hierüber herbeizuführen, so daß auf diese Weise von dem Benutzer des Kopiergeräts eine Reparatur angefordert wird (Schritt 9). Eine gleichartige Bestimmung und Verarbeitung erfolgt an dem Sekundärladesystem (Schritt 7).

Bei dem Schritt SP-B wird gemäß der Darstellung in der Fig. 8 an der Anzeige LED1 "E1" angezeigt, wenn allein das Primärladesystem fehlerhaft ist, während "E2" angezeigt wird, wenn allein das Sekundärladesystem fehlerhaft ist und "E3" angezeigt wird, wenn sowohl das Primärladesystem als auch das Sekundärladesystem fehlerhaft sind; dadurch wird die Erkennung des fehlerhaften Teils erleichtert.

Bei dem Schritt SP-C werden das Hellbereich-Potential VL und das Dunkelbereich-Potential VD bei der Oberflächenpotential- Steuerung dazu verwendet, einen Fehler der Oberflächenpotential-Meßvorrichtung 67, der Totalbelichtungslampe 68 und der Leerbelichtungslampe 70-1 zu ermitteln. In den meisten Fällen besteht ein Fehler der Oberflächenpotential-Meßvorrichtung 67 darin, daß ihr Potential-Meßausgangssignal einen bestimmten Wert annimmt oder sich kaum verändert. Demnach ist es durch Betrachtung des Potentialunterschieds zwischen VD und VL möglich, einen Fehler der Oberflächenpotential- Meßvorrichtung 67 zu erkennen. Wenn ferner die Leerbelichtungslampe 70-1 ausgeschaltet ist, kann ihr Mangel durch Betrachtung des Potentialunterschieds zwischen VD und VL ermittelt werden. Der Digitalrechner MC2 berechnet den Potentialunterschied zwischen VD und VL; wenn dieser Unterschied kleiner als ein bestimmter Wert γ ist, wird dies als Vorliegen eines Fehlers erfaßt. Zu diesem Zeitpunkt wird C = 0 herbeigeführt, nämlich der Ausfall der Oberflächenpotential- Steuerung angezeigt, und es werden von dem Festspeicher ROM bestimmte Normalwerte abgegeben (wie bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel für 350 µA Primärstrom und 160 µA Sekundärstrom), um ein dringliches Kopieren trotz des Umstandes zu ermöglichen, daß ein Fehler der Schaltung in einem solchen Ausmaß vorliegt, daß kein beachtlich schlechter Zustand herbeigeführt wird. Ferner wird an der Anzeige LED1 "E4" angezeigt. Wenn als Ergebnis der vorstehend beschriebenen Fehlersuche der Normalzustand ermittelt wurde, wird das Anzeigeelement LED3 ein- und ausgeschaltet.

Wenn der vorstehend beschriebene Verfahrensvorgang abgeschlossen ist, wird ermittelt, ob von der Ablauffolgesteuereinheit MC1 her das Folgestartsignal in die Pufferschaltung CT1 eingegeben wurde oder nicht (Schritt 12). Während der Dauer einer negativen Ermittlung wird die vorstehend beschriebene Fehlersuchroutine wiederholt, um vor der Eingabe des Kopierstartbefehls auf normale Weise die Fehlersuche auszuführen. Es ist anzumerken, daß diese Routine mittels einer Löschtaste (100 in Fig. 5) zur Löschung einer gewünschten Kopienanzahl beendet werden kann, wodurch ein Wechsel zu einer Bereitschaftsroutine erfolgt (Schritt 13). Wenn das Startsignal mittels der Kopiertaste eingegeben wird, wird dies von der Ablauffolgesteuereinheit MC1 festgestellt, wodurch gemäß den vorangehenden Ausführungen n volle Umläufe der Trommel herbeigeführt werden, während der Digitalrechner MC2 n-mal die Ermittlung mittels der Meßvorrichtung 67 und die Rechen-Ausgangssteuerung nach den Gleichungen (1) und (2) wiederholt, so daß ein optimaler Strom abgegeben wird (Schritt 14). Das Ablaufprogramm bei der Prozeßsteuerung gemäß dem Schritt 14 ist ausführlich in der japanischen Patentanmeldung Nr. 1 713 51/1979 beschrieben. Wenn die n-fache Meßsteuerung abgeschlossen ist, erfolgt mittels der Ablauffolgesteuereinheit MC1 die Bilderzeugung, während der Digitalrechner MC2 zu dem Schritt 1 zurückkehrt und bereitsteht, bis die Fehlersuchtaste erneut gedrückt wird. Nach m-facher Wiederholung des Kopiervorgangs mit dem Ausgangssignal gemäß der vorstehend beschriebenen Prozeßsteuerung kann die Ablauffolge vor Beendigung eines kontinuierlichen Mehrfachkopierens automatisch unterbrochen und zu dem Schritt 1 zurückgebracht werden, so daß der vorstehend beschriebene Fehlersuchvorgang herbeigeführt wird. Wenn in diesem Fall ein abnormales Arbeiten bzw. ein Fehler erfaßt wird, kann ein hörbares Warnsignal erzeugt werden, um die Aufmerksamkeit der Bedienungsperson zu erwecken.

Das Bilderzeugungsgerät wurde als elektrophotographisches Kopiergerät beschrieben, es besteht jedoch keine Einschränkung auf eine derartige Ausführung des Bilderzeugungsgeräts; vielmehr sind die Merkmale des Bilderzeugungsgeräts auch bei anderen Arten anwendbar.

Claims (6)

1. Überwachungseinrichtung für einen Digitalrechner (MC2) mit einer einen Digital/Analog-Wandler (CT5) aufweisenden Ausgabeschaltung (CT5, CT7 bis CT10), die ein von dem Digitalrechner (MC2) kommendes Ausgangssignal zum Steuern einer Last umsetzt und abgibt, und
mit einer Eingabevorrichtung (CT4, CT11) zum Zuführen eines Ausgangssignals der Ausgabeschaltung (CT5, CT7 bis CT10) über einen Analog/Digital-Wandler (CT4) zum Digitalrechner (MC2), wobei der Digitalrechner (MC2) einen fehlerhaften Zustand in der Eingabevorrichtung (CT4, CT11) erkennt, indem er ein von der Eingabevorrichtung (CT4, CT11) eingegebenes Signal erfaßt und auswertet, wobei der Digitalrechner (MC2) feststellt, daß in der Ausgabeschaltung (CT5, CT7 bis CT10) ein fehlerhafter Zustand vorliegt, wenn das Signal der Ausgabeschaltung (CT5, CT7 bis CT10) eine außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegende Größe hat, wobei der Digitalrechner (MC2) die Überprüfung der Ausgabeschaltung (CT5, CT7 bis CT10) hinsichtlich eines fehlerhaften Zustands durchführt, wenn die Eingabevorrichtung (CT4, CT11 einwandfrei arbeitet, und
wobei der Digitalrechner (MC2) die Überprüfung der Ausgabeschaltung (CT5, CT7 bis CT10) hinsichtlich eines fehlerhaften Zustands nicht durchführt, wenn die Eingabevorrichtung (CT4, CT11) fehlerhaft arbeitet.

2. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Digitalrechner (MC2) das in digitaler Form von dem Analog/Digital-Wandler (CT4) zugeführte Ausgangssignal mit dem ursprünglichen, von dem Digitalrechner (MC2) an den Digital/Analog-Wandler (CT5) abgegebenen Digitalsignal vergleicht und den fehlerhaften Zustand anhand des Vergleichsergebnisses erkennt.

3. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bezugssignalgenerator (DS1, DS2) zum Zuführen eines Bezugssignals an die Eingabevorrichtung (CT4, CT11) vorgesehen ist, und daß der Digitalrechner (MC2) zum Feststellen eines fehlerhaften Zustands in der Eingabevorrichtung (CT4, CT11) das durch die Eingabevorrichtung auf das Bezugssignal hin erzeugte Signal erfaßt und auswertet.

4. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugssignalgenerator (DS1, DS2) zur Erzeugung mehrerer Bezugssignale unterschiedlicher Pegel ausgelegt ist, und daß die Erkennung eines fehlerhaften Zustands in der Eingabevorrichtung (CT4, CT11) anhand der durch diese auf die unterschiedlichen Bezugssignale hin erzeugten Signale erfolgt.

5. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabevorrichtung (CT4, CT11) eine Schaltvorrichtung (CT11) aufweist, die unter Steuerung durch den Digitalrechner (MC2) entweder das vom Bezugssignalgenerator (DS1, DS2) erzeugte Bezugssignal bzw. eines der vom Bezugssignalgenerator (DS1, DS2) erzeugten Bezugssignale oder das von der Ausgabeschaltung (CT5, CT7 bis CT10) erzeugte Ausgangssignal als Eingangssignal an den Analog/Digital-Wandler (CT4) der Eingabevorrichtung (CT4, CT11) anlegt.

6. Überwachungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeigevorrichtung (LED1 bis LED3) vorgesehen ist, die selektiv das Auftreten von Fehlern in der Eingabevorrichtung (CT4, CT11) und der Ausgabeschaltung (CT5, CT7 bis CT10) anzeigt.