DE3444174A1

DE3444174A1 - Waermefixiervorrichtung fuer ein kopiergeraet

Info

Publication number: DE3444174A1
Application number: DE19843444174
Authority: DE
Inventors: Toshio Nara Yamagishi
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1983-12-05
Filing date: 1984-12-04
Publication date: 1985-07-04
Also published as: US4618242A; DE3444174C2

Description

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER

_4- . 34U174

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Wärmefixiervorrichtung mit Fixiermitteln zur Fixierung von Teilchen auf einem Basisträger durch Erwärmung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Sie bezieht sich insbesondere auf eine Wärmefixiervorrichtung für ein Kopiergerät.

In den letzten Jahren wurden mit Wärmefixiervorrichtungen ausgestattete elektrophotographische Kopiergeräte entwickelt, die in vielen Büros eingesetzt werden. Erhöht man bei diesen Kopiergeräten die Kopiergeschwindigkeit, um möglichst viele Kopien pro Zeiteinheit anzufertigen, so kann es passieren, daß der Stromverbraucht des Kopiergerätes gegebenenfalls vorhandene und standardisierte Stromgrenzwerte, in Japan beispielsweise 15 A, überschreitet. Dieser hohe Stromverbrauch ist im wesentlichen auf die Vergrößerung der Leistungsaufnahme der Wärmefixiervorrichtung zurückzuführen.

Um ein Überschreiten standardisierter Stromgrenzwerte zu vermeiden, war es daher erforderlich, eine zusätzliche Stromversorgungsquelle für die Wärmefixiervorrichtung vorzusehen, wenn mit einem derartigen Kopiergerät ein Hochgeschwindigkeits-Kopierbetrieb durchgeführt werden sollte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wärmefixiervorrichtung, insbesondere für ein elektrophotographisches Kopiergerät zu schaffen, welche einen Hochgeschwindigkeits-Kopierbetrieb bei gleichbleibendem Fixiervermögen ohne einen Anstieg des Stromverbrauchs

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des sie aufnehmenden Gerätes bzw. Kopiergerätes ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Wärmefixiervorrichtung mit Fixiermitteln zur Fixierung von Teilchen auf einem Basisträger durch Erwärmung Detektormittel zur De.tektion von die Fixiermittel beeinflussenden äußeren Störungen sowie mit den Detektormitteln zusammenwirkende Steuermittel zur Steuerung der Anzahl der durch die Fixiermittel hindurchlaufenden Basisträger besitzt.

Diese Wärmefixiervorrichtung sichert bzw. fixiert Teilchen auf einem Basisträger, zum Beispiel einem flachen Blatt Papier, durch Erwärmung, und erlaubt einen Hochgeschwindigkeits-Kopierbetrieb bei gleichbleibendem Fixiervermögen ohne einen Anstieg des Stromverbrauchs.

Vorzugsweise sind die Detektormittel so ausgebildet, daß sie wenigstens eine ausgewählte bzw. vorbestimmte Änderung der Versorgungspannung, der Umgebungstemperatur der Fixiermittel und der Feuchtigkeit in der Umgebung der Fixiermittel detektieren.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein elektrophotographisches Kopiergerät mit einer Wärmefixiervorrichtung ent-0 sprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der

vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 ein Schaltdiagramm einer Steuerschaltung des

elektrophotographischen Kopiergerätes nach Fig. 1, Fig. 3 ein Schaltdiagramm einer in der Steuerschaltung nach Fig. 2 enthaltenen Motorsteuerung 31 zur

Rückwärtsbewegung eines Motors,

copy!

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.Fig. 4 ein Schaltdiagramm eines Spannungsdetektors der Wärmefixiervorrichtung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 5 ein Schaltdiagramm einer Motorsteuerung 203 zur Rückwärtsbewegung eines Motors in einer Wärmefixiervorrichtung entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 6 ein Schaltdiagramm eines Temperaturdetektors der Wärmefixiervorrichtung entsprechend einem

dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 7 ein Schaltdiagramm eines Temperatur- und Spannungsdetektors der Wärmefixiervorrichtung entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 8 eine Tabelle mit Beispielen von Kopiergeschwindigkeiten, wenn die Schaltung nach Fig. anstelle des Spannungsdetektors 201 in Fig. 2 verwendet wird.
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In der Figur 1 ist ein Querschnitt eines elektrophotographischen Kopiergerätes mit einer Wärmefixiervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Bei dem elektrophotographischen Kopiergerät wird ein . Trägertisch hin- und herbewegt, auf dem ein zu kopierendes Dokument, beispielsweise eine Manuskriptoder Buchseite, aufgelegt wird. Abweichend von diesem Ausführungsbeispiel bezieht sich die Erfindung aber auch auf solche elektrophotographischen Kopiergeräte, bei denen das zu kopierende Dokument ruht und mit Hilfe einer bewegbaren optischen Einrichtung abgetastet wird.

Das elektrophotographische Kopiergerät nach Fig. 1 besitzt einen Dokumententisch 1, eine photoempfindliche Schicht 3, eine Ladestation 4, eine Entwicklungs-

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station 5, eine Übertragungsstation 6, eine Reinigungsstation 8, eine Belichtungsstation 9, eine Kunststofffaserlinse 10, eine Kopierpapierkassette 11, einige Papieraufnahme- und -führungsrollen 12 sowie eine Wärmefixiervorrichtung 200.

Entsprechend der Fig. 1 ist der Dokumententisch 1 zur Positionierung eines zu kopierenden Dokuments 2 in horizontaler Richtung hin- und herbewegbar. Die photoempfindliche Schicht 3 ist auf der Oberfläche einer drehbaren Trommel 3¹ angeordnet. Die Ladestation 4 dient zur Aufladung der photoempfindlichen Schicht Die Belichtungsstation 9 dient zur Belichtung des zu kopierenden Dokumentes 2 auf dem Dokumententisch 1, wenn dieser in Übereinstimmung mit der Drehung der die photoempfindliche Schicht 3 tragenden Trommel 3' hin- und herbewegt wird, so daß das reflektierte Licht mittels der Kunststoffaserlinse 10 auf der photoempfindlichen Schicht 3 als latentes Bild abgebildet wird. Mit Hilfe der Entwicklungsstation 5 wird das latente Bild entwickelt, wobei Tonerteilchen an der photoempfindlichen Schicht 3 zur Erzeugung eines Tonerbildes angelagert werden. Die photoempfindliche Schicht 3 wird mit Hilfe der Reinigungsstation 8 gesäubert, indem diese auf der photoempfindlichen Schicht 3 verbleibende Tonerteilchen nach Durchführung einer Kopieroperation, bei der die Trommel 3' gedreht wird, wieder entfernt. Das auf der photoempfindlichen Schicht 3 vorhandene Tonerbild wird mit Hilfe der Übertragungsstation 6 auf ein Kopierpapierblatt 7 übertragen, das aus einer Kassette 11 herausgeführt wird, in der ein Stapel von Kopierpapierblättern 7 gespeichert ist.

Ein einzelnes Kopierpapierblatt 7 wird mit Hilfe von Papieraufnahme- und -führungsrollen 12 aus der Kassette 11 herausgeführt und zur Übertragungsstation 6 geleitet.

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Die Wärmefixiervorrichtung 200 besitzt ein Paar von Fixierrollen 13, 14, mit deren Hilfe die Tonerteilchen des bereits auf dem Kopierpapierblatt 7 vorhandenen Tonerbildes auf das Kopierpapierblatt 7 gepreßt werden, um das Tonerbild darauf zu fixieren. Eine Heizeinrichtung 15 dient zur Erwärmung der Wärmefixierrolle

] Wird bei dem Kopiergerät nach Fig. 1 die Kopier-Start-

j taste (nicht dargestellt) gedrückt, so wird der das

j 10 zu kopierende Dokument 2 tragende Dokumententisch 1

; in Vorwärtsrichtung (nach links in Fig. 1) aus seiner

j Ruheposition, die er entsprechend der Fig. 1 annimmt,

bewegt, während zur selben Zeit die Trommel 3' mit der photoempfindlichen Schicht 3 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Das Bild des zu kopierenden Dokumentes 2 wird mit Hilfe der Belichtungsstation 9 (Belichtungslampe) sowie über die Kunststoffaserlinse 10 auf die photoempfindliche Schicht 3 übertragen und mittels der Entwicklerstation 5 in ein latentes Bild umgewandelt. Dieses latente Bild auf der photoempfindlichen Schicht 3 wird durch die Übertragungsstation 6 auf das Kopierpapierblatt 7 übertragen. Es läuft zwischen den beiden Fixierrollen 13 und 14 hindurch und wird anschließend aus dem Kopiergerät herausgeführt. Sobald die Vorwärtsbewegung des Dokumententisches 1 beendet ist, was durch einen nicht dargestellten Schalter detektiert wird, wird der Dokumententisch in entgegengesetzter Richtung (Rückwärtsrichtung nach rechts in Fig. 1) wieder in seine Ausgangs- bzw. Ruheposition bewegt. Der Vorgang zur Anfertigung einer einzelnen Kopie ist abgeschlossen, wenn der Dokumententisch 1 seine Ruheposition erreicht hat. Soll ein einzelnes Dokument mehrfach kopiert werden, so wird der oben beschriebene Kopiervorgang entsprechend oft wiederholt, wobei die jeweiligen Kopierpapierblätter 7 in konstanten Intervallen zwischen den Fixierrollen 13 und 14 hindurchgeführt werden.

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In der Figur 2 ist ein Schaltdiagramm einer Steuerschaltung des elektrophotographischen Kopiergerätes nach Fig. 1 dargestellt.

Über einen Versorgungsstecker 20 wird eine Versorgungsspannung an die Primärwicklungen eines Transformators 21 für einen VersorgungsSpannungsdetektor 201 und eines Transformators 22 zur Versorgung von Schaltungen und 32 angelegt. Das Verhältnis der Windungszahlen zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung des Transformators 21 ist so gewählt, daß die Spannung an der Sekundärwicklung des Transformators 21 etwa 8 V bei Normalbedingungen beträgt. Diese ausgangsseitig vom Transformator 21 abgegebenen 8 Volt werden einem Doppelweg bzw. Vollwellengleichrichter 23 zugeführt. Zur Glättung der so gleichgerichteten Spannung dient ein Kondensator 24, so daß ein Gleichstrom sowie eine Gleichspannung von etwa 10 Volt erhalten werden. Die geglättete Spannung wird mittels eines variablen Wider-Standes 25 und eines weiteren Widerstandes 26 geteilt. Diese geteilte Spannung liegt an der Basis eines Transistors 27 an. Mit dem Emitter des Transistors ist eine Zenerdiode 28 verbunden, um eine Referenzspannung von etwa 5 Volt zu erzeugen. Aufgrund des Unterschiedes bzw. der Differenz zwischen der über dem variablen Widerstand 25 abfallenden Spannung einerseits und der aus der Zenerspannung von etwa 5 Volt und der Basis-Emitterspannung des Transistors 27 bestehenden Spannungssumme andererseits wird der Transistor 27 ein- bzw. ausgeschaltet (leitend bzw. gesperrt). Das Ausgangssignal des Transistors 27 (Signal am Kollektor des Transistors 27) wird der Basis eines Transistors 29 zugeführt, um diesen Transistor 29 in Übereinstimmung mit dem Transistor 27 in den Einschalt- bzw. Ausschaltzustand zu bringen. Hierdurch wird ein Versorgungs-

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spannungs-Detektorsignal a erzeugt, und zwar am Ausqnnq des Transistors 29.

Wie bereits zuvor beschrieben, besitzt der Versorgungs-Spannungsdetektor 201 zur Detektion von Änderungen der Versorgungsspannung den variablen Widerstand 25, den Widerstand 26, die Transistoren 27 und 29 sowie die Zenerdiode 28.

Das Ausgangssignal der Sekundärwicklung des Transformators 22 wird durch den Gleichstromstabilisator 30 stabilisiert, wobei die stabilisierte Spannung vom Gleichstrom-Stabilisator 3 0 einer Rückwärtsbewegungs-Motorsteuerung 31 und einer Steuerschaltung 32 zugeführt wird. Die Rückwärtsbewegungs-Motorsteuerung 31 erhält darüberhinaus das Versorgungsspannungs-Detektorsignal bzw. Ausgangssignal des Transistors 29 des Versorgungsspannungsdetektors 201, um die Rotationsgeschwindigkeit eines Ruckwartsbewegungsmotors 33, der mit der Motorsteuerung 31 verbunden ist, zu steuern.

Die Steuerschaltung 32 dient zur Ansteuerung der Rückwärtsbewegungs-Motorsteuerung 31 und einer Ladeschaltung 34, welche eine Spule, Relais, eine Kupplung sowie einen Motor und dergleichen enthält. Die Steuerschaltung 32 liefert beispielsweise ein Rückwärtsbewegungs-Freigabesignal b an die Rückwärtsbewegungs-Motorsteuerung 31.

Die Versorgungsspannung vom Versorgungsstecker 20 wird ferner der Heizeinrichtung 15 der Wärmefixiervorrichtung 200 über ein Relaiskontakt 3 5 und einer Belichtungseinrichtung 37 (Lampe) über ein Relaiskontakt 36 zugeführt. Die Relaiskontakte 35 und 36 sind in der Ladeschaltung 34 enthalten. Sie werden entsprechend dem der Ladeschaltung 34 von der Steuerschaltung 32 zuge-

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führten Ausgangssignal geschlossen bzw. geöffnet.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung besitzt die Heizeinrichtung 15 der Wärmefixiervorrichtung 200 eine Standardleistung von 900 W. Allgemein gilt, daß bei einem Hochgeschwindigkeitskopiergerät mit einer Kopiergeschwindigkeit von etwa 3 0 Kopien pro Minute der Heizeinrichtung 15 der Wärmefixiervorrichtung 200 kontinuierlich eine Leistung von etwa 800 W zugeführt werden muß, um eine hinreichende Fixierung der Tonerteilchen auf dem Kopierpapier zu gewährleisten. Wird daher eine Heizeinrichtung 15 mit einer elektrischen Leistung von etwa 900 W benutzt, so sollte die Wärmefixiervorrichtung 200 so betrieben werden, daß eine überschüssige elektrische Leistung von etwa 100 W unverbraucht bleibt.

Die Funktion des variablen Widerstandes 25 im Versorgungsspannungsdetektor 201 wird nachfolgend erläutert.

Wird eine Heizeinrichtung 15 verwendet, die eine elektrische Leistung von etwa 900 W besitzt , so gibt die Heizeinrichtung 15 etwa 800 W ab, wenn die abgelegte Versorgungsspannung 95% der Standardversorgungsspannung beträgt. Aus diesem Grunde kann die Wärmefixiervorrichtung 200 Tonerteilchen hinreichend fixieren, wenn die angelegte Spannung größer als 95% der Standardversorgungsspannung ist, wobei eine Kopiergeschwindigkeit von etwa 30 Kopien pro Minute erlaubt ist. Beträgt da-0 gegen die Versorgungsspannung nur etwa 9 0% der Standardversorgungsspannung in Übereinstimmung mit einer Änderung der Versorgungsspannung, so gibt die Heizeinrichtung 15 nur etwa 700 W ab. In diesem Fall sollte bei einem kontinuierlichen Kopierbetrieb die Kopiergeschwindigkeit vermindert werden, solange die Oberflächentemperatur der Wärmefixierrolle 13 in der Wärmefixier-

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vorrichtung 200 nicht wieder erhöht wird. Bei praktischen Versuchen wurde die Kopiergeschwindigkeit auf fünfundzwanzig Kopien pro Minute herabgesetzt, so daß es der Wärmefixiervorrichtung 200 wieder möglich war, Tonerteilchen auf dem Kopierpapier bei einer Spannung von nur etwa 90% der Standardversorgungsspannung hinreichend zu fixieren. Liegt also die Versorgungsspannung innerhalb eines Bereichs von etwa 90% bis etwa 95% der Standardversorgungsspannung, so sollte die Kopiergeschwindigkeit auf etwa fünfundzwanzig Kopien pro Minute reduziert werden.

Es kann also bei einer Heizeinrichtung 15 von etwa 900 W in der Wärmefixiervorrichtung 200 die Kopiergeschwindigkeit auf etwa dreißig Kopien pro Minute festgesetzt werden, solange die Versorgungsspannung größer als 95% der Standardversorgungsspannung ist, während sie auf circa fünfundzwanzig Kopien pro Minute herabgesetzt werden sollte, wenn die Versorgungsspannung kleiner oder gleich 95% der Standardversorgungsspannung ist. Die Fixiereigenscharten bleiben dabei konstant, unabhängig von Schwankungen der angelegten Spannung. Aus diesem Grunde wird der Widerstandswert des variablen Widerstandes 25 in dem Versorgungsspannungsdetektor 201 so gewählt, daß er in der Lage ist, festzustellen, ob 95% der Standardversorgungsspannung als Versorgungsspannung, bzw. mehr oder weniger, geliefert werden.

Die Spannung über dem Kondensator 2 4 beträgt etwa 1Ό V, wie beschrieben, wenn die Standardve'rsorgungsspannung anliegt. Beträgt die Versorgungsspannung nur 9 5% , so liegt über dem Kondensator 24 nur eine Spannung von 9,5 V an. Da andererseits die Zenerspannung der Zenerdiode 28 bei 5 Volt liegt, und die Spannung über dem variablen Widerstand 25 auf 5,65 Volt entsprechend einer Addition der Zenerspannung von 5 Volt und der Basis-Emitterspannung des Transistors 27 von etwa 0,65 Volt festge-

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setzt ist, wenn die Spannung über dem Kondensator 24 etwa 9,5 Volt beträgt, wird der Transistor 27 kontinuierlich bzw. fortdauernd ausgeschaltet, wenn die angelegte Spannung kleiner oder gleich 9 5% der Standardversorgungsspannung ist, bzw. kontinuierlich eingeschaltet, wenn die angelegte Spannung größer als 9 5% der Standardversorgungsspannung ist. Dementsprechend liefert der Versorgungsspannungsdetektor 201 an seinem Ausgang ein Versorgungsspannungs-Detektorsignal a mit Η-Pegel (hoher Pegel), wenn die Versorgungsspannung gleich oder kleiner 95% der Standardversorgungsspannung ist, während er ein Versorgungsspannungs-Detektorsignal a mit L-Pegel (niedriger Pegel) an seinem Ausgang abgibt, wenn die angelegte Spannung größer als 9 5% der Standardversorgungsspannung ist.

Ist der Betriebszustand des variablen Widerstandes 25, wie oben beschrieben, eingestellt, so kann die Rückwärtsbewegungs-Motorsteuerung 31 die Rotationsgeschwindigkeit des Rückwärtsbewegungsmotors 3 3 entsprechend der 9 5%-Grenzspannung steuern. Die Rückwärtsbewegungs-Motorsteuerung 31 vermindert die Rotationsgeschwindigkeit des Rückwärtsbewegungsmotors 3 3 so weit, daß eine Kopiergeschwindigkeit von nur noch fünfundzwanzig Kopien pro Minute erreicht wird, wenn das Versorgungsspannungs-Detektorsignal a, das der Rückwärtsbewegungs-Motorsteuerung 31 zugeführt wird, auf Η-Pegel liegt.

Dagegen erhöht die Rückwärtsbewegungs-Motorsteuerung 0 die Rotationsgeschwindigkeit des Rückwärtsbewegungsmotors 33, um eine Kopiergeschwindigkeit von etwa dreißig Kopien pro Minute einzustellen, wenn das Versorgungsspannungs-Detektorsignal a den L-Pegel annimmt. Wie bereits beschrieben, detektiert der Versorgungsspannungsdetektor 201 Änderungen bzw. Schwankungen in der Versorgungsspannung, die an der Heizeinrichtung 15 der

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Wärmefixiervorrichtung 200 anliegt. Das bedeutet, daß der Versorgungsspannungsdetektor 201 gleichzeitig Änderungen bzw. Schwankungen der Temperatur auf der Oberfläche der Wärmefixierrolle 13 erfaßt.

In denjenigen Fällen, in denen die Versorgungsspannung der Heizeinrichtung 15 größer als 9 5% der Standardversorgungsspannung ist, kann das Kopiergerät im Hochgeschwindigkeits-Kopierbetrieb mit einer Kopiergeschwindigkeit von etwa dreißig Kopien pro Minute arbeiten. Da dann die mehr verbrauchte Leistung durch die Heizeinrichtung nicht so groß ist, kann sich der Leistungsverbrauch der Wärmefixiervorrichtung nicht sehr stark erhöhen. Insbesondere wird ein Überschreiten zulässiger bzw. standardisierter Stromgrenzwerte vermieden.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figur 3 die Rückwärtsbewegungs-Motorsteuerung 31 näher erläutert.

Diese Motorsteuerung besitzt einen Referenzsignalgenerator 310 zur Erzeugung konstanter Referenzimpulse, die über den Ausgang des Referenzsignalgenerators 310 zu Dividierern 311 und 312 geleitet werden. Der Dividierer 312 besitzt ein Teilungsverhältnis, das kleiner als dasjenige des Dividierers 311 ist.

Ein UND-Glied 313 dient zur logischen Verknüpfung des Versorgungsspannungs-Detektorsignals a und des Ausgangssignals des Dividierers 311. Das Versorgungsspannungs-Ausgangssignal a wird darüberhinaus durch einen Inverter 315 invertiert. Ein UND-Glied 314 dient zur logischen Verknüpfung dieses invertierten Versorgungsspannungs-Detektorsignals a und des Ausgangssignals des Dividierers 312.

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Mit Hilfe eines ODER-Gliedes 316 werden die Ausgangs-

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signale der UND-Glieder 313 und 314 logisch miteinander verknüpft. Ein UND-Glied 317 ist vorgesehen, um eine logische UND-Verknüpfung zwischen der vom ODER-Tor 316 ausgegebenen logischen Summe und dem Rückwärtsbewegungs-Freigabesignal b von der Steuerschaltung 3 2 durchzuführen. Das Ausgangssignal des UND-Tores 317 wird der Rückwärtsbewegungs-Motoransteuerung 318 zugeführt. Diese gibt ihr Ausgangssignal an den Rückwärtsbewegungsmotor 33 weiter.

Wie bereits erwähnt, wird das Ausgangssignal des Dividierers 312 der Motoransteuerung 318 zugeführt, wenn das Versorgungsspannungs-Detektorsignal a den L-Pegel einnimmt. Besitzt das Versorgungsspannungs-Detektorsignal a dagegen den Η-Pegel, so wird das Ausgangssignal des Dividierers 311 der Motoransteuerung 318 zugeführt. Da das Teilungsverhältnis des Dividierers 311 größer als das des Dividierers 312 ist, wird die Frequenz der Ausgangsimpulse/ die der Motoransteuerung 318 für den Fall zugeführt werden, daß das Versorgungsspannungs-Detektorsignal a auf Η-Pegel liegt, kleiner sein als die Frequenz der Ausgangsimpulse für den Fall, daß das Versorgungsspannungs-Detektorsignal a den L-Pegel

einnimmt.
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Die Rotationsgeschwindigkeit des Rückwärtsbewegungsmotors 33 ist dann, wenn das Versorgungsspannungs-Detektorsignal a auf L-Pegel liegt, größer als diejenige, wenn das Versorgungsspannungs-Detektorsignal a den H-0 Pegel annimmt.

Als Ergebnis hieraus folgt, daß die Rückwärtsbewegungs-Geschwindigkeit des Dokumententisches 1 erhöht wird, wenn die Versorgungsspannung größer als 95% der Standard-Versorgungsspannung ist. Im Gegensatz dazu wird die

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Rückwärtsbevegungs-Geschwindigkeit des Dokumententisches 1 relativ vermindert, wenn die Versorgungsspannung kleiner oder gleich 9 5% der Standardversorgungsspannung ist.
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Sind die Teilungsverhältnisse, der Dividierer 311 und 312 jeweils geeignet gewählt, so kann der Dokumententisch 1 in der Rückwärtsrichtung entweder zur Durchführung einer Kopieroperation bei einer Kopiergeschwindigkeit von etwa dreißig Kopien pro Minute, wenn die Versorgungsspannung größer als 9 5% der Standardversorgungsspannung ist, oder in der Rückwärtsrichtung zur Durchführung einer Kopieroperation mit einer Kopiergeschwindigkeit von etwa fünfundzwanzig Kopien pro

j_5 Minute zurückbewegt werden, wenn die Versorgungspannung kleiner oder gleich 95% der Standardversorgungspannung ist.

Wie beschrieben, wird die Rotationsgeschwindigkeit des Rückwärtsbewegungsmotors 3 3 zur Zurückbewegung des Dokumentent-isches 1 in Abhängigkeit des 9 5%-Grenzwertes der Versorgungsspannung gesteuert. Selbstverständlich kann die Rotationsgeschwindigkeit des Rückwärtsbewegungsmotors 33 aber auch in Abhängigkeit von zwei Grenzwerten gesteuert werden, die bei 94% und 97% der Standardversorgungsspannung liegen, so daß der Dokumententisch 1 mit Hilfe dreier verschiedener Geschwindigkeiten zurückbewegt werden kann. Ein derartiges Kopiergerät wird nachstehend unter Zuhilfenahme der Figuren 4 und 5 naher beschrieben.

In der Figur 4 ist ein Schaltdiagramm eines Versorgungsspannungsdetektors 202 einer Wärmefixiervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Figur 5 zeigt ein Schaltdiagramm einer Rückwärtsbewegungs-Motorsteuerung 203 der Wärme-

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fixiervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.

In den Figuren 4 und 5 sind gleiche Elemente wie in dne Figuren 2 und 3 mit gleichen Bezugszeichen versehen. 5

Ein Merkmal des zweiten bzw. weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist, daß ein Paar von Spannungsdetektoren parallelgeschaltet ist.

Der erste Spannungsdetektor besitzt einen variablen Widerstand 25, einen Widerstand 26, Transistoren 27 und 29 sowie eine Zenerdiode 28. Der zweite Spannungsdetektor enthält dagegen einen variablen Widerstand 25', einen Widerstand 26', Transistoren 27' und 29' sowie eine Zenerdiode 28'.

Der Widerstandswert des variablen Widerstandes 25 ist so eingestellt, daß der Spannungsdetektor in der Lage ist zu detektieren, ob eine Spannung von 9 4% der Standard-Versorgungsspannung geliefert wird, bzw. mehr oder weniger. Dagegen ist der Widerstandswert des variablen Widerstandes 25^! derart eingestellt, daß mit Hilfe des zweiten Spannungsdetektors festgestellt werden kann, ob die gelieferte Spannung 97% der Standardversorgungsspannung, bzw. größer oder kleiner ist. Die Ausgangssignale der Transistoren 29 und 29' werden jeweils UND-Toren 5 0,51 und einem UND-Tor 52 mit Eingangsinvertern zugeführt, wobei das UND-Tor 51 das Ausgangssignal des Transistors 29 über einen Inverter 53 erhält.

Insgesamt werden von den UND-Toren 50, 51 und dem UND-Tor 5 2 drei Versorgungsspannungs-Detektorsignale c, d und e ausgegeben,und zwar entsprechend der Änderung der Versorgungsspannung, die an der Wärmefixiervorrichtung 200 anliegt.

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Die Versorgungsspannungs-Detcktorsignale c, d und e werden jeweils UND-Toren 324, 325 und 326 zugeführt. Gleichzeitig werden die Ausgangssignale der Dividierer 321, und 323 an die jeweils anderen Eingänge der UND-Tore 324, 325 und 326 angelegt. Dabei wird einer der Dividierer 321, 322 bzw. 323 entsprechend, dem Versorgungsspannungs-Detektorsignal c, d bzw. e ausgewählt, so daß die vom entsprechenden Dividierer ausgegebenen unterteilten Impulse zu der Rückwärtsbewegungs-Motoransteuerung geliefert werden können.

Das Teilungsverhältnis des Dividierers 321 ist dabei größer als das der Dividierer 322 bzw. 323, wobei das Teilungsverhältnis des Dividierers 322 wiederum größer ist als dasjenige des Dividierers 323.

Der Transistor 29 liefert ein Versorgungsspannungs-Detektorsignal a¹ mit Η-Pegel, wenn die Versorgungsspannung kleiner oder gleich 9 4% der Standardversorgungs- spannung ist. Dagegen liefert er ein Versorgungspannungs-DetektorsigneI a' mit L-Pegel, wenn die Versorgungsspannung größer als 94⁹s der Standardversorgungsspannung ist. Der Transistor 29' liefert dagegen ein Versorgungsspannungs-Detektorsignal a¹¹ mit Η-Pegel, wenn die Versorgungspannung kleiner als 97% der Standardversorgungsspannung ist, und gibt ein Versorgungsspannungs-Detektorsignal a¹¹ mit L-Pegel ab, wenn die Versorgungsspannung größer oder gleich 97% der Standardversorgungsspannung ist.

Liegt der Ausgang der Transistoren 29 und 29' auf H-Pegel, so nimmt das Versorgungsspannungs-Detektorsignal c ebenfalls den Η-Pegel ein. Liegt dagegen der Ausgang des Transistors 29 auf L-Pegel und der Ausgang des Transistors 29' auf Η-Pegel, so nimmt das Versorgungsspannungs-Detektorsignal d den Η-Pegel ein. Das

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Versorgungsspannungs-Detektorsignal e liegt auf H-Pegel, wenn die Ausgänge der Transistoren 29, 29' Signale mit L-Pegel abgeben. Dementsprechend wird der Dividierer 321 von den drei Dividierern ausgewählt, wenn die Versorgungsspannung kleiner oder gleich 94% der Standardversorgungsspannung ist. Der Dividierer 3 22 wird ausgewählt, wenn die Versorgungsspannung innerhalb des Bereichs zwischen 9 4% und 97% der Standardversorgungsspannung liegt. Ist die Versorgungsspannung dagegen gleich oder größer als 97% der Standardversorgungsspannung, so wird der Dividierer 323 von den drei genannten Dividierern ausgewählt.

Die Ausgänge der UND-Tore 324, 325 und 326 liegen am Eingang des Tores 327 (bzw. 316 in Figur 3) an (ODER-tor). Der Ausgang des ODER-Tores 3 27 und das Rückwärtsbewegungs-Freigabesignal b von der Steuerschaltung 3 2 werden dem UND-Tor 317 zugeführt. Dessen Ausgangssignal wird zur Motoransteuerung 318 weitergeleitet.

Dementsprechend läuft der Rückwärtsbewegungsmotor 3 3 mit einer ersten Geschwindigkeit um, wenn die Versorgungsspannung gleich oder kleiner 9 4% der Standardversorgungsspannung ist. Liegt die Versorgungsspannung innerhalb des Bereichs zwischen 9 4% und 97% der Standardversorgungsspannung, so läuft der Rückwärtsbewegungsmotor 33 mit einer zweiten Geschwindigkeit um, die größer als die erste Geschwindigkeit ist. Wenn dagegen die Versorgungsspannung größer als 97% der Standardversorgungsspannung ist, besitzt der Rückwärtsbewegungsmotor 3 3 eine Rotationsgeschwindigkeit (dritte Geschwindigkeit), die größer als die zweite Geschwindigkeit ist. Der Dokumententisch 1 kann auf diese Weise mit Hilfe dreier verschiedener Geschwindigkeiten zurück in seine Ruheposition bzw. Ausgangsposition geführt werden, wobei die

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drei verschiedenen Geschwindigkeiten den unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeiten des Rückwärtsbewegungsmotors 33 entsprechen.

Da die Änderungen der Oberflächentemperatur der Wärmefixierrolle 13 hauptsächlich auf eine Änderung bzw. Abnahme der Versorgungsspannung der Wärmefixiervorrichtung 200 zurückzuführen ist, kann die Rückwärtsbewegungs-Geschwindigkeit des Dokumententisches 1 auf der Grundlage der Abnahme der Versorgungsspannung, wie beschrieben, gesteuert werden.

Weiterhin können Änderungen der Oberflächentemperatur der Wärmefixierrolle 13 nicht nur aufgrund von Spannungsänderungen sondern auch aufgrund von Änderungen der Umgebungstemperatur und der die Wärmefixierrolle 13 umgebenden Feuchtigkeit bzw. Luftfeuchtigkeit auftreten.

Ist beispielsweise die Umgebungstemperatur in der Nähe der Wärmefixierrolle 13_ gering, so ist die Temperatur d&3 Kopierpapiers 7 ebenfalls gering, so daß durch das Kopierpapier 7, welches zwischen den Fixierrollen 12 und 13 hindurchläuft, relativ viel Wärme von der Wärmefixierrolle 13 während der Fixieroperation abgeführt wird. Um die Oberflächentemperatur der Wärme-■ fixierrolle 13 zu halten, ist in dem Fall eine höhere Versorgungsspannung erforderlich als im Falle einer hohen Umgebungstemperatur.

ist die Umgebungsfeuchtigkeit in der Nähe der Wärmefixierrolle 13 hoch, so ist auch die Feuchtigkeit des Kopierpapiers 7 hoch, so daß eine größere Versorgungsspannung zur Aufrechterhaltung der Temperatur erforderlich ist, als bei geringer Feuchtigkeit aufgrund der Tatsache, daß ein nasses Kopierpapier mehr Wärme absorbieren kann,

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als ein trockenes.

Die Figur 6 zeigt ein Schaltdiagramm eines Temperaturdetektors einer Wärmefixiervorrichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel wird die Rückwärtsbewegungs-Geschwindigkeit des Rückwärtsbewegungsmotors 33 in Abhängigkeit der Änderung der Umgebungstemperatur in der Nähe der Wärmefixierrolle 13 selbst gesteuert. Wesentlich bei diesem dritten Ausführungsbeispiel ist, daß ein Thermistor 100 anstelle des Widerstandes 26 in Figur 2 angeordnet ist.

Der Widerstand des Thermistors 100 ändert sich umgekehrt proportional zur Umgebungstemperatur, das heißt, er wird geringer, wenn die Umgebungstemperatur steigt.

Der Widerstandswert des variablen Widerstandes 25 ist so gewählt, daß der Transistor 29 bei einer vorbestimmten Temperatur eingeschaltet wird. Ein Temperaturdetektorsignal a¹¹¹ nimmt den L-Pegel ein (niedriger Pegel), wenn die Umgebungstemperatur größer als die vorbestimmte Temperatur ist; während es den Η-Pegel einnimmt (hoher Pegel), wenn die Umgebungstemperatur kleiner oder gleich der vorbestimmten Temperatur ist.

Wird das Temperaturdetektorsignal a'¹' von dem Transistor 29 der Rückwärtsbewegungs-Motorsteuerung 31 zugeführt, so 0 kann die Rotationsgeschwindigkeit des Motors 3 3 dadurch geändert werden, daß festgestellt wird, ob die Umgebungstemperatur größer als die vorbestimmte Temperatur ist oder nicht. Die Kopiergeschwindigkeit des Kopiergerätes kann somit auf der Grundlage der Änderung der Umgebungstemperatur in der Nähe der Wärmefixierrolle 13 verändert

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werden.

Wie in Figur 4 dargestellt, können zwei oder mehrere Temperaturdetektoren parallel zueinander in Mehrfachanordnung vorgesehen sein, so daß die Kopiergeschwindigke: des Kopiergerätes durch schrittweise Veränderung des Geschwindigkeitsbereiches gesteuert bzw. eingestellt werden kann.

Ist an der Stelle des Thermistors 100 in Figur 6 ein Feuchtigkeitsdetektor angeordnet, so läßt sich die Kopiergeschwindigkeit des Kopiergerätes entsprechend den Änderungen der ümgebungsfeuchtigkeit in der 'Nähe der Wärmefixierrolle 13 steuern.

Wie in Figur 7 dargestellt, können sowohl die Änderungen der Versorgungsspannung als auch der Umgebungstemperatur in der Nähe der Wärmefixierrolle 13 zur selben Zeit detektiert werden, so daß die Kopiergeschwindigkeit des Kopiergerätes in Abhängigkeit beider genannten Änderungen eingestellt werden kann. Hierzu braucht lediglich die Schaltung nach Figur 6 mit der Versorgungsschaltung nach Figur 2 verbunden zu werden.

Die Figur 8 zeigt eine Tabelle mit Beispielen von Kopiergeschwindigkeiten, wenn anstelle des Versorgungsspannungsdetektors 201 in Figur 2 die Schaltung nach Figur 7 eingesetzt wird. Die Kopiergeschwindigkeit ist in angefertigen Kopien pro Minute angegeben, während die Versorgungsspannung sich wie folgt ergibt: ((angelegte Versorgungsspannung)/(Standardversorgungsspannung))xlOO(%) Beträgt zum Beispiel die Temperatur 15°C und die so definierte "Versorgungsspannung" 95%, so liegt die Kopiergeschwindigkeit bei dreißig Kopien pro Minute.

Bei .den oben genannten Ausführungsbeispielen wirddie An-

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zahl der Kopierpapierblätter, die zwischen den Fixierrollen 12 und 13 innerhalb eines konstanten Intervalls hindurchlaufen, bzw. die Kopiergeschwindigkeit des Kopiergerätes durch Änderung der Rückwärtsbewegungs-Geschwindigkeit des Dokumenttisches 1 gesteuert. Bei einem elektrophotographischen Kopiergerät mit einem optisch bewegten System wird die Rückwärtsbewegungs-Geschwindigkeit des optischen Systems, welches zur Abtastung eines auf dem Dokumententisch 1 liegenden zu -^₀ kopierenden Dokuments bewegt wird, gesteuert bzw. eingestellt, um auf diese Weise die Anzahl der durch die Fixierrollen hindurchlaufenden Kopierpapierblätter bzw. die Kopiergeschwindigkeit zu verändern.

Anstelle der Rückwärtsbewegungs-Geschwindigkeit des Dokumententisches 1 oder des optischen Systems können selbstverständlich auch die Vorwärtsbewegungs-Geschwindigkeit oder sowohl die Vorwärts- und die Rückwärtsbewegungs-Geschwindigkeit verändert werden. Ferner kann auch ein Umkehrintervall, in dem die Vorwärtsbewegung in eine Rückwärtsbewegung des Dokumententisches oder des optischen Systems, bzw. umgekehrt die Rückwärtsbewegung in eine Vorwärtsbewegung umgewandelt wird, zur Änderung der Kopiergeschwindigkeit gesteuert bzw. herangezogen werden.

Ein anderes Verfahren zur Steuerung der Anzahl der zwischen den Fixierrollen hindur-chl auf enden Kopierpapierblätter innerhalb eines Einheitsintervalls besteht darin, die tatsächliche Übertragungsgeschwindigkeit bzw. Transportgeschwindigkeit des Kopierpapiers einzustellen bzw. zu verändern. Fällt die Oberflächentemperatur der Wärmefixierrolle 13 in Übereinstimmung mit der Abnahme der Versorgungsspannung, so muß die Übertragungsgeschwindigkeit des Kopierpapiers ebenfalls geringer werden, so daß sich die Anzahl der zwischen den Fixier-

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rollen hindurchlaufenden Kopierpapierblätter im Einheitnintervall ebenfalls vermindert. In diesem Fall wird die Wärmefixiervorrichtung in der Lage sein, die Tonerteilchen auf dem Kopierpapier hinreichend und mit gleichbleibendem Fixiervermögen zu fixieren.

Die Anzahl der durch die Fixi'errol len hindurchlaufenden Kopierpapierblätter innerhalb des genannten Einheitsintervalls kann auch dadurch verändert werden, daß die Rotationsgeschwindigkeit der Wärmefixierrolle vergrößert oder verkleinert wird.

Selbstverständlich kann neben dem Einsatz eines Versorgungsspannungs-Detektors, eines Temperaturdetektors, eines Feuchtigkeitsdetektors, und so weiter zur Erfassung der Umgebungsbedingungen, die zu einer Veränderung der Oberflächentemperatur der Wärmefixierrolle führen, auch die Oberflächentemperatur der Wärmefixierrolle direkt gemessen werden, um auf diese Weise die Kopiergeschwindigkeit zu steuern. Beispielsweise kann nach einer direkten Messung der Oberflächentemperatur der Wärmefixierrolle die Kopiergeachwindigkeit so geändert werden, daß die Oberflächentemperatur auf einer vorgegebenen bzw. vorbestimmten konstanten Temperatur gehalten bzw. auf eine solche Temperatur zurückgeführt wird. Auch auf diese Weis« läßt sich erreichen, daß die Wärmefixiervorrichtung die Tonerteilchen auf dem Kopierpapier hinreichend gut fixiert, selbst wenn die Versorgungsspannung schwankt. Das Fixiervermögen wird dadurch konstant gehalten, unabhängig von Schwankungen der angelegten Versorgungsspannung bzw. der Oberflächentemperatur.

Nach einer anderen Methode zur Erfassung von Oberflächentemperaturschwankungen der Wärmefixierrolle kann eine kontinuierliche Versorgungsspannungszeit bezüglich der Heizeinrichtung in der Wärmefixierrolle detektiert werden. In diesem Fall liegt die Versorgungsspannung

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kontinuierlich an der Wärmefixiervorrichtung an, wenn die Oberflächentemperatur der Wärmefixierrolle abnimmt. Liegt die kontinuierliche Versorgungsspannungszeit innerhalb eines vorbestimmten Intervalls, so bedeutet das, daß die Temperatur der Wärmefixierrolle aufrechterhalten bleibt und die Kopiergeschwindigkeit erhöht werden kann. Liegt im Gegensatz dazu die kontinuierliche Versorgungsspannungszeit nicht im bzw. über dem vorbestimmten Zeitintervall, so ist die Temperatur der Wärmefixierrolle nicht konstant und die Kopiergeschwindigkeit sollte vermindert werden.

Andererseits können zur Einstellung der Kopiergeschwindigkeit auch die Anzahl der Hin- und Herbewegungen des Dokμmententisches 1 oder des optischen Systems innerhalb des Einheitsintervalls gesteuert werden, wobei zum Beispiel ein Intervall, in dem das Kopiergerät eine einzige Hin- und Herbewegung durchführt, eingestellt bzw. verändert werden kann. ' ^

Wenn die an der Wännefixiervorrichtung angelegte Versorgungsspannung nicht der von der Wärmefixierrolle abgegebenen Wärme entspricht, so wird in Übereinstimmung mit einer Verminderung der Versorgungsspannung bzw. in Abhängigkeit der Temperatur oder der Feuchtigkeit die Anzahl der die Wärmefixiervorrichtung durchlaufenden Kopierpapierblätter vermindert, um eine geeignete Balance zwischen der Versorgungsspannung und der emittierten Wärme 0 aufrechtzuerhalten.

Bei dem Kopiergerät nach der Erfindung weist die Wärmefixiervorrichtung auch im Hochgeschwindigkeits-Kopierbetrieb ein konstantes Tonerfixiervermögen auf. Auf die Wärmefixiervorrichtung möglicherweise von außen einwirkende Störungen, die das Tonerfixiervermögen

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beeinträchtigen können, werden vorher detektiert, so daß das Tonerfixiervermögen durch Änderung der Anzahl der die Wärmefixiervorrichtung durchlaufenden Kopierpapierblätter optimiert werden kann.
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Die Anzahl der Detektormittel' zur Detektion von Störungen, die auf die Wärmefixiervorrichtung einwirken, beispielsweise Versorgungsspannungsdetektoren, Temperaturdetektoren oder Feuchtigkeitssensoren_/ist frei wählbar. Selbstverständlich kann die vorliegende Erfindung auch im Zusammenhang mit anderen Geräten als nur Kopiergeräten zum Einsatz kommen.

Claims

TER M EE &Wl Uli LE R- STElNMES ST ER PATENTANWÄLTE — EUROPEAN PATENT ATTORNEYS Dipl.-Chem. Dr. N, ter Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister Sina9ssi4E· MÜIIer Artur-Ladebeck-Strasse 31 D-8OOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1 66-GER-H MÜ/tM/Ur/b 04. Dezember 1984 SHARP KABUSHIKI KAISHA 22-22, Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka 545, Japan Wärmefixiervorrichtung für ein Kopiergerät Priorität: 05. Dezember 1983, Japan, Ser.No. 58-230091 (P) 09. Dezember 1983, Japan, Ser.No. 58-233262 (P) PATENTANSPRÜCHE

1. Wärmefixiervorrichtung mit

- Fixiermitteln (13, 15) zur Fixierung von Teilchen auf einem Basisträger (7) durch Erwärmung,

gekennzeichnet durch

- Detektormittel (201, 202) zur Detektion von die Fixiermittel beeinflussenden äußeren Störungen, und durch

- mit den Detektormitteln zusammenwirkende Steuermittel (31, 203) zur Steuerung der Anzahl der durch die Fixiermittel hiridurchlaufenden Basisträger.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Detektormittel (201, 202) die Änderungen einer der Wärme-

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fixiervorrichtung zugeführten Versorgungsspannung detektieren.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Detektormittel die Änderungen der Umgebungstemperatur der Fixiermittel (13, 15) detektieren.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektormittel die Feuchtigkeit in der Umgebung der Fixiermittel (13, 15) detektieren.

;

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1

bis 4, dadurch gekennzeichnet,

[ daß die Detektormittel so ausgebildet sind, daß sie

wenigstens eine ausgewählte Änderung der Versorgungs-

. ·· spannung, der Umgebungstemperatur der Fixiermittel

urid der Feuchtigkeit in der Umgebung der Fixiermittel ·· detektieren.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Detektormittel die Oberflächentemperatur der Fixiermittel (13, 15) detektieren.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektormittel eine Versorgungszeit detektieren, während der die Fixiermittel (13, 15) mit Strom bzw. mit Spannung versorgt werden.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixiervorrichtung (200) Teil eines Kopiergerätes ist.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß das Kopiergerät Abtastmittel (1, 9, 10) zur Abtastung eines Bildes oder Dokumentes (2) _t mit den Abtastmitteln zusammenwirkende Übertragungsmittel (6) zur Übertragung von Tonerteilchen auf einen Basisträger (7) und mit den Detektormitteln (201, 202) zusammenwirkende zweite Steuermittel zur Steuerung der Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung der Abtastmittel besitzt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, daß die

Geschwindigkeit der Abtastmittel durch Änderung der

Anzahl der Hin- und Herbewegungen der Abtastmittel steuerbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Abtastmittel durch Änderung der Gesamtzeit für einen einzelnen Zyklus der Hin- und Herbewegung der Abtastmittel steuerbar ist.