DE3637131A1

DE3637131A1 - Temperatursteuerungsvorrichtung zur verwendung mit der fixiervorrichtung eines abbilderzeugenden geraetes

Info

Publication number: DE3637131A1
Application number: DE19863637131
Authority: DE
Inventors: Shizuo Tsuchida
Original assignee: Casio Computer Co Ltd; Casio Electronics Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd; Casio Electronics Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1985-11-01
Filing date: 1986-10-31
Publication date: 1987-05-07
Also published as: US4745430A; DE3637131C2; KR900005747B1; KR870005277A

Description

Die Erfindung betrifft eine Temperatursteuerungsvorrichtung zur Verwendung mit der Fixiervorrichtung eines abbilderzeugenden Gerätes, welche eine in der Hochspannungsschaltung einer üblichen Energieversorgung auftretende Unterbrechung in einer Niederspannungstemperatursteuerungsschaltung ermitteln kann.

Um für die Fixiervorrichtung eines abbilderzeugenden Gerätes, wie beispielsweise eines elektronischen Fotokopierers, eine Temperaturkontrolle durchzuführen, muß die Fixiertemperatur konstant gehalten werden. Dementsprechend sind für diesen Zweck eine Reihe von Temperatursteuerschaltungen entwickelt worden. Bei einem solchen Beispiel für eine Temperatursteuerschaltung wird die Temperatur einer Heizwalze mittels eines wärmeempfindlichen Elementes, wie beispielsweise eines Thermistors, ermittelt. In Abhängigkeit vom ermittelten Ergebnis wird die Energiezufuhr zum Heizelement, wie beispielsweise einer Heizvorrichtung, an- und abgeschaltet, um die optimale Temperaturhöhe für das Fixieren aufrechtzuerhalten. In Fig. 1 ist eine typisch herkömmliche Temperatursteuerschaltung für eine Fixiervorrichtung dargestellt. Diese Steuerschaltung setzt sich aus einer Hochspannungsschaltung gemäß einer handelsüblichen Energiezuführungsschaltung mit einem Heizelement und einer Niederspannungsschaltung mit einem wärmeempfindlichen Element zusammen. Bei dieser Temperatursteuerschaltung ist die Schaltung für die Ermittlung einer Unterbrechung am Heizelement üblicherweise in der Hochspannungsschaltung enthalten.

Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung weist eine Brückenschaltung auf, die aus einem Thermistor TH, Widerständen R ₁, R ₂ und R ₃, einem Temperatursteuerabschnitt, bestehend aus Komparator Q ₁, Triggerschaltung 1, Transistor Q ₂ und Widerständen R ₄ bis R ₆ und einem Heizunterbrechungsermittlungsabschnitt mit einem Triac 2, einer Heizvorrichtung H, einer Wechselstromquelle 3 und einer Stromermittlungsschaltung 4 besteht.

Bei dieser Schaltung vergleicht der Komparator Q ₁ die erhaltene Spannung V _N durch Dividieren der Stromspannung Vc durch Widerstand R ₃ und Thermistor R ₃ und die erhaltene Bezugsspannung durch deren Dividieren durch die Widerstände R ₁ und R ₂. Die verglichene Spannung schaltet das Triac 2 über einen Transistor Q ₂ und die Triggerschaltung 1 ein und aus. Auf diese Weise wird von der Temperatursteuerschaltung die Zuführung von Wechselstrom zur Heizvorrichtung gesteuert. Während dieses Steuervorgangs überwacht die Stromermittlungsschaltung die Abgabe des Komparators Q ₁. Wenn vom Komparator Q ₁ ein hohes Signal ausgeht, (was der Fall ist, wenn der Strom, der von der Schaltung mit der geschlossenen Schleife zugeführt werden sollte, nicht von der Wechselstromquelle 3 geliefert wird, gibt die Stromermittlungsschaltung 4 ein Unterbrechungssignal A ab, um die Unterbrechung an der Heizvorrichtung H anzuzeigen. Die beschriebene Temperatursteuervorrichtung 4 kann die Unterbrechung an der Heizvorrichtung H ermitteln. Es muß jedoch die Stromermittlungsschaltung 4 so ausgelegt sein, daß sie einer hohen Spannung widersteht, da sie mit der Wechselstromquelle 3 oder einer üblichen Stromquelle verbunden ist. Eine solche Schaltung herzustellen verursacht unvermeidlich hohe Kosten. Außerdem muß diese Temperatursteuerschaltung so konstruiert werden, daß sie den Vorschriften für den Umgang mit elektrischem Strom eines jeden möglichen Exportlandes genügt. Dies bedeutet, daß die Teile nicht standardisiert werden können und daher eine unwirtschaftliche Produktion von kleinen Mengen verschiedenartiger Teile unvermeidbar ist.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Temperatursteuervorrichtung für den Gebrauch in einem abbilderzeugenden Gerät zu schaffen, welche die zuvorgenannten Nachteile nicht aufweist und die lediglich mit einer einfachen mit UND-Gatter versehenen Niederspannungsschaltung betrieben werden kann. Dadurch kann mit der Erfindung einer Reduzierung der Herstellungskosten bewirkt werden.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Temperatursteuervorrichtung für die Fixiervorrichtung eines abbilderzeugenden Gerätes, bei welcher eine Standardisierung der Einzelteile erreicht werden kann, die nicht den unterschiedlichen Vorschriften für den Umgang mit elektrischem Strom in verschiedenen Ländern entgegensteht.

Um den zuvorgenannten Aufgaben gerechtzuwerden, wird eine Temperatursteuervorrichtung für den Gebrauch mit einer Fixiervorrichtung eines abbilderzeugenden Gerätes geschaffen, die aus einem von einer in einer geschlossenen Schleifenschaltung einer üblichen Stromquelle enthaltenen Wärmequelle aufgeheizten Teil, einer Abtastvorrichtung zum Ermitteln der Temperatur des aufgeheizten Teils, welche mit einem Arm einer zur Aufnahme einer Niederspannung verkoppelten Brückenschaltung verbunden ist, einer Vorrichtung für die Steuerung der Stromzuführung an den geheizten Teil auf Basis der Vergleichsergebnisses des Ausgangssignals der Ermittlungsvorrichtung und einer Bezugspotentialspannung, die an der Ausgangsklemme der Brückenschaltung auftritt, zum Einstellen der Temperatur des beheizten Teils auf eine vorbestimmte Höhe, einer Vorrichtung für die Änderung des Bezugspotentials gemäß dem von der Stromzuführungsvorrichtung ausgehenden Signals und einer Vorrichtung für die Erzeugung eines Signals besteht, welches eine Regelwidrigkeit an der Heizquelle in Erwiderung auf die Ausgangssignale der Stromzuführungsvorrichtung und der Referenzpotentialänderungsvorrichtung anzeigt.

Mit einer solchen Anordnung kann die Unterbrechungsermittlungsschaltung für den beheizten Teil mit einer Niederspannungsschaltung mit einfachem Aufbau unter Verwendung von beispielsweise UND-Gattern versehen werden. Es liegt daher kein Grund dafür vor, daß die Schaltung hohen Spannungen widerstehen müßte. Außerdem können die Einzelteile unter Nichtbeachtung der unterschiedlichen Vorschriften für den Umgang mit elektrischem Strom in den verschiedenen Exportländern standardisiert werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltungsbild einer herkömmlichen Temperatursteuerungsvorrichtung für den Gebrauch mit der Fixiervorrichtung eines abbilderzeugenden Gerätes,

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt, der einen Teil der Fixiervorrichtung eines abbilderzeugenden Gerätes schematisch darstellt, welcher mit der Temperatursteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verbunden ist,

Fig. 3 ein Schaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Temperatursteuerungsvorrichtung,

Fig. 4 ein Zeitdiagramm für die Erläuterung des Betriebs der in Fig. 3 dargestellten Schaltung und die über dem Zeitdiagramm aufgetragenen Temperaturverläufe,

Fig. 5 ein Schaltdiagramm einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Temperatursteuerungsvorrichtung und

Fig. 6 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung des Betriebs der in Fig. 5 dargestellten Schaltung und die über dem Zeitdiagramm aufgetragenen Temperaturverläufe.

Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine Temperatursteuerungsvorrichtung für die Fixiervorrichtung eines abbilderzeugenden Gerätes.

Gemäß Fig. 2 weist eine Heizwalze 5 eine Heizquelle 6 auf, beispielsweise eine Heizvorrichtung. Die Umfangsfläche der Walze 5 ist mit Harz 5 a beschichtet, welches eine gute Wärmebeständigkeit aufweist und leicht für Toner, beispielsweise Teflon, gelöst werden kann. Die Heizwalze 5 dreht sich in der von einem Pfeil angezeigten Richtung. Die Umfangsfläche einer Druckwalze 7 ist mit einem Material, wie beispielsweise Silikongummi, beschichtet, das einen hohen Wärmewiderstand und Elastizität aufweist. Die Umfangsfläche der Walze 7 befindet sich in Druckkontakt mit der Heizwalze 5. Ein Papier 9, auf welchem ein Tonerbild abgebildet werden soll, wird ergriffen und wird in Richtung des Pfeils durch eine Greifstation 8 hindurchgegeben, welcher dadurch gebildet wird, daß beide Walzen in Druckkontakt miteinander stehen. Das Papier 9 wird in einer Kassette 10 gelagert. Das Papier 9 wird zum Greifstation 8 unter Zusammenwirkung mit einer Papiertransportzylinderspule 11 und einer Papiertransportwalze 12 befördert. Wenn das Papier 9 zwischen den beiden eng gegeneinanderdrückenden Walzen 5 und 7 hindurchgeht, wirken die von der Wärmequelle 6 ausgehende Wärme und der von der Druckwalze 7 ausgeübte Druck zusammen, um auf dem Papier 9 ein Tonerbild zu bilden. Im Papiertransportweg weiter abwärts von der Heizwalze 5 ist eine Sperrklinke 13 vorgesehen. Das aus dem Greifstation 8 austretende Papier 9 wird von der Heizwalze 5 durch die Spitze der Sperrklinke 13 abgenommen und zur Ausgangswalze 16 befördert, mit deren Hilfe das Papier 9 aus dem Gerät ausgestoßen wird. Ein Thermistor 14 steht in Kontakt mit der Umfangsfläche der Heizwalze zum Abtasten der Temperatur. Der Thermistor 14 ist auf einem Arm 15 befestigt, welcher um eine Achse 15 a drehbar ist. Ein Temperatursteuerungsabschnitt 17 ist mit der Wärmequelle 6 und dem Thermistor 14 verbunden.

Die Temperatursteuervorrichtung weist in ihrer zuvor beschriebenen physikalischen Anordnung eine in Fig. 3 dargestellte Temperatursteuerungsschaltung auf.

In dieser Figur ist eine Reihenschaltung von einem Widerstand R ₇ und dem Termistor 14 als temperaturempfindliches Element mit einer Reihenschaltung von Widerständen R ₈, R ₉ und R ₁₀ zur Bildung einer Brückenschaltung parallel verbunden. Der Knotenpunkt zwischen dem Thermistor 14 und dem Widerstand R ₇ ist mit einem nicht invertierten Eingang eines Komparators Q ₃ verbunden. Der Knotenpunkt zwischen den Widerständen R ₈ und R ₉ ist mit dem umgekehrten Eingang des Komparators Q ₃ gekoppelt. Der Ausgang des Komparators Q ₃ ist mit dem Knotenpunkt zwischen Widerständen R ₁₁ und R ₁₂ verbunden. Außerdem ist der Ausgang des Komparators Q ₃ mit dem Eingang eines UND-Gatters 20 und einer betriebsbereiten Schaltung 21 verbunden. Mit dem Widerstand R ₁₂ steht auch der Widerstand R ₁₃ in Verbindung. Drei Widerstände R ₁₁, R ₁₂ und R ₁₃ bilden eine Reihenschaltung. Die Basisanschlußklemme eines Transistors Q ₄ ist mit dem Knotenpunkt zwischen den Widerständen R ₁₂ und R ₁₃ verbunden. Der Emitter des Transistors Q ₄ ist mit der Masse verbunden, und der Massekollektor ist mit einer Triggerschaltung 15 verbunden.

Der Triggerausgang einer Triggerschaltung 22 ist mit der Toranschlußklemme eines Triacs 23 verbunden. Das Triac 23, die Heizvorrichtung 6 und eine Wechselstromquelle 24 bilden zusammen eine geschlossene Schaltung.

Der Ausgang der betriebsbereiten Schaltung 21 ist mit dem Eingang eines Oszillators 25 verbunden, dessen Abgabe an den Eingang des UND-Gatters 20 über eine Umkehrstufe 26 angelegt wird. Das UND-Gatter 20 gibt ein Signal b ab, das die Abschaltung der Heizvorrichtung 6 anzeigt, wenn die später angegebenen Bedingungen erfüllt sind. Der Ausgang des Oszillators 25 wird ebenfalls mit der Basis eines Transistors Q ₅ über einen Widerstand R ₁₄ verbunden. Der Kollektor des Transistors Q ₅ ist an den Knotenpunkt zwischen den Widerständen R ₉ und R ₁₀ gekoppelt, welche die Brückenschaltung bilden. Der Emitter des Transistors ist mit der Masse verbunden.

Es wird nun die Arbeitsweise der so angeordneten Temperatursteuerungsvorrichtung beschrieben werden.

Ein (nicht dargestellter) Schalter wird eingeschaltet und Energie an die Anschlußklemmen 27 und 28 geliefert, um diese Schaltung in Betrieb zu setzen. Zur Zeit des Einschaltens ist die Oberflächentemperatur der Heizwalze 5 auf Raumtemperatur. Deshalb ist der Widerstand des Thermistors 14 hoch, und deshalb ist die Spannung V _N- am Knotenpunkt zwischen dem Widerstand R ₇ und dem Thermistor 14 höher als die Spannung V _I- am Knotenpunkt zwischen den Widerständen R ₈ und R ₉. Im Ergebnis geht die Abgabe des Komparators Q ₃ hoch, um den Transistor 4 und die Triggerschaltung 2 einzuschalten, und das hohe Signal wird an das Gatter des Triacs 23 weitergegeben. Durch die zuvor beschriebene Folge von Vorgängen wird das Triac 23 leitend und Wechselstrom fließt in die geschlossene Schleife, die aus Wechselstromquelle 24, Heizvorrichtung 6 und Triac 23 besteht. Mit dem Wechselstromfluß wird die Heizwalze 5 durch die Heizvorrichtung 6 angeheizt und die Temperatur der Umfangsfläche der Heizwalze 5 steigt allmählich an.

Durch dieses Heizen wird die Heizwalze 5 allmählich aufgeheizt und der Termistor 14 erfühlt die tonerfixierbare Temperatur (annähernd 180°C). Die Spannung V _I-, welche der Temperatur von 180°C entspricht, wie es durch das Verhältnis der Widerstandswerte von R ₈ zu R ₉ bestimmt wird, wird an die umgekehrte Eingangsanschlußklemme des Komparators Q ₃ angelegt. Zu dieser Zeit ist - wie nachfolgend beschrieben wird - der Transistor Q ₅ eingeschaltet, und das Potential am einen Ende des Widerstandes R ₉ ist fast gleich dem Massepotential. Die Eingangsspannung V _N- ist dann niedriger als V _I-, so daß die Abgabe des Komparators Q ₃ niedrig wird. Deshalb wird der Transistor Q ₄ abgeschaltet, die Triggerschaltung 22 wird ebenfalls abgeschaltet und der Wechselstrom, der durch die geschlossene Schleife des Triacs 23 fließt, wird abgestoppt.

Als Ergebnis dieses Schaltvorganges hört die Heizvorrichtung 6 zu heizen auf. Wenn die Heizvorrichtung 6 nicht mehr heizt und die vom Thermistor 14 abgetastete Temperatur absinkt, wird die Abgabe des Komparators Q ₃ abermals umgekehrt. Durch Wiederholen dieser Vorgänge wird die Temperatursteuerung durchgeführt, so daß eine vorbestimmte Temperatur (180°C) erreicht wird. Wenn das Ausgangssignal sich vom hohen zum niedrigen Pegel verändert, gibt die betriebsbereite Schaltung 21 anstelle des seither verwendeten niedrigen Signals ein hohes Signal ab. In Erwiderung des hohen Signaleingangs gibt der Oszillator 25 alle zehn Sekunden ein Impulssignal mit einer Breite von 0,2 Sekunden beispielsweise an das UND- Gatter ab (siehe Fig. 4 mit der Darstellung der Zeittabelle und der Temperatureigenschaften). Deshalb wird der Transistor Q ₅ abgeschaltet, wenn das Ausgangssignal des Oszillators 25 niedrig ist, wie es in Fig. 4B dargestellt ist, und es wird eine Reihenschaltung gebildet, die aus den Widerständen R ₉ und R ₁₀ besteht. Demgemäß wird die Bezugsspannung V _{I- -} an die umgekehrte Eingangsklemme des Komparators Q ₃ anstelle der bisher verwendeten Bezugsspannung V _I- angelegt. Die Bezugsspannung V _{I- -} wird auf einen Wert gesetzt, der vom Widerstandswert des Thermistors 14 bestimmt wird, wenn er den logischen Zustand des Komparators Q ₃ umkehrt. Aus diesem Grunde gibt der Komparator Q ₃, wenn die Abgabe des Oszillators 25 ein niedriges Signal ist, nur dann ein hohes Signal ab, wenn die Temperatur der Heizwalze 5 niedriger als 150°C ist. Solange die Energiezuführung nicht abgeschaltet wird, ist der einzige mögliche Grund für ein Abfallen der Temperatur der Heizwalze eine Unterbrechung an der Heizvorrichtung 6. Sogar wenn das Papier 9 durch die Fixiervorrichtung hindurchgeht, wie es aus der Zeitdauer t in Fig. 4A ersichtlich ist, wird die Temperatur der Heizwalze nicht unter 150°C fallen. Diese 150°C ist die niedrigste Temperatur, bei der die Fixiervorrichtung den Toner thermisch fixieren kann. Im allgemeinen ist eine Temperatur von 180°C für die thermische Fixierung des Toners erwünscht, jedoch solange die Temperatur oberhalb von 150°C bleibt, werden keine Fixierprobleme auftreten.

Das hohe oder niedrige Signal des Komparators Q ₃ zusammen mit den Impulssignalen (0,2 Sek./8 Sek.) vom Oszillator 25 ist die Eingabe an das UND-Gatter 20 über die Umkehrstufe 26, wie es zuvor beschrieben wurde. Dann erzeugt das UND-Gatter 20 eine Abgabe auf das hohe Signal von der Umkehrstufe 26 und zeigt durch diese Abgabe an, daß eine Abgabe vom Komparator Q ₃ vorlag. Zu dieser Zeit wird das Signal b, wenn die Abgabe des Komparators Q _-3 ein niedriges Signal ist, nämlich wenn es sich im Betriebsstadium der Temperatursteuerschaltung am Zeitpunkt T ₁ in der Zeit/Temperatureigenschaftentabelle aus Fig. 4 befindet, vom UND-Gatter 20 nicht abgegeben werden. Wenn jedoch die Heizvorrichtung zum Zeitpunkt T ₂ abgeschaltet ist, wird die Temperatur der Heizwalze 5 fallen, wie es von der Kurve b in Fig. 4 dargestellt wird, nachdem die Zeiten T ₂, T ₃ und T ₄ verstrichen sind. Bei T ₄ wird die niedrige Eingabe vom Oszillator 25 vom UND-Gatter 20 über die Umkehrstufe 26 empfangen. Das UND-Gatter 20 tastet die hohe Abgabe von Q ₃ ab und läßt das Signal b, welches die Unterbrechung an der Heizvorrichtung anzeigt, hinausgehen. Dieses Signal b wird an eine Steuervorrichtung (in der Zeichnung nicht dargestellt), wie beispielsweise einen Mikrocomputer weitergegeben. Die Steuervorrichtung empfängt dieses Signal, um einen solchen Schritt wie einen Stop beim Weiterkopieren oder die Anzeige einer Störung durchzuführen.

Wie bereits zuvor beschrieben, sind in der Temperatursteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform zwei verschiedene Bezugsspannungswerte, die der tonerfixierbaren Temperatur bzw. der üblichen Fixiertemperatur entsprechen, festgesetzt und an den Komparator Q ₃ angelegt. Eine der tonerfixierbaren Temperatur entsprechende Spannung (beispeilsweise für 150°C) wird für die vorbestimmte Zeitdauer (beispielsweise 10 Sekunden) an den Komparator Q ₃ angelegt. Andererseits wird durch den Thermistor 16 eine Spannung an den Komparator Q ₃ angelegt, die auf der abgetasteten Temperatur basiert. Der Komparator Q ₃ vergleicht dann diese beiden Temperaturen. Wenn es sich durch den Vergleich herausstellt, daß die Temperatur der Heizwalze 5 unterhalb der vorbestimmten Höhe liegt und wenn vom Komparator Q ₃ ein hohes Signal abgegeben wird, gibt das UND-Gatter 20 das Signal b für die Anzeige, daß bei der Heizvorrichtung 6 eine Unterbrechung vorliegt, ab.

Während bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform die Erfindung mit einer Fixiervorrichtung eines abbilderzeugenden Gerätes verwendet wird, kann die Erfindung selbstverständlich mit jeder Art von elektrischem Gerät einer Temperatursteuervorrichtung zum Steuern der Heiztemperatur in Rückkopplungsart, beispielsweise einem elektrischen Heizgerät, verwendet werden.

Bei dieser Ausführungsform werden die Spannungswerte, die den Temperaturen der Heizwalze entsprechen, nämlich 150°C und 180°C, wie sie vom Thermistor 14 ermittelt werden, als Bezugsspannungen verwendet. Die Bezugsspannungen können jedoch auch bei anderen geeigneten Werten festgelegt werden, wenn es nötig ist.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die Fig. 5 und 6 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform hat die Fixiervorrichtung im wesentlichen die gleiche physikalische Anordnung wie die aus Fig. 2.

In Fig. 5 ist eine Reihenschaltung mit dem Thermistor 14 als wärmeempfindliches Element und dem Widerstand R ₇ parallel mit einer Reihenschaltung, die aus den Widerständen R ₈, R ₉ und R ₁₀ zur Bildung eines Brückenabschnittes besteht, verbunden. Der Verbindungspunkt des Thermistors 14 und des Widerstandes R ₇ ist mit dem nichtinvertierten Eingang des Komparators Q ₃ verbunden, und der Verbindungspunkt der Widerstände R ₈ und R ₉ ist mit dem umgekehrten Eingang des Komparators Q ₃ verbunden. Der Ausgang des Komparators Q ₃ ist mit dem Verbindungspunkt von R ₁₁ und R ₁₂ verbunden. Der Ausgang des Komparators Q ₃ ist ebenfalls mit dem Eingang des UND-Gatters 20 und zwei Eingangsspalten I ₀ eines Mikroprozessors (MPU) 30 verbunden. Der Widerstand R ₁₃ ist ebenfalls mit R ₁₂ verbunden. Die Widerstände R ₁₁, R ₁₂ und R ₁₃ bilden eine Reihenschaltung.

Die Basisklemme des Transistors Q ₄ ist mit dem Verbindungspunkt der Widerstände R ₁₂ und R ₁₃ verbunden. Die Emitterklemme von Q ₄ ist geerdet und die Kollektorklemme ist mit der Triggerschaltung 22 verbunden.

Der Triggerausgang der Triggerschaltung 22 ist mit der Torklemme des Triacs 23 verbunden. Triac 23, Heizvorrichtung 6 und Wechselstromquelle 24 bilden eine geschlossene Schleifenschaltung.

Ein Druckknopf 31 wird niedergedrückt, um an den Eingangsspalt I ₁ von MPU 30 einen Strom zu leiten. Ausgangsspalt O ₀ auf MPU 30 ist mit dem Eingang des UND-Gatters 20 über die Umkehrstufe 26 verbunden. Wenn alle Bedingungen, wie sie später dargelegt werden, erfüllt sind, gibt das UND-Gatter 20 ein Signal b zur Anzeige der Unterbrechung der Heizvorrichtung 6 ab. Ausgangsspalt O ₀ wird ebenfalls mit der Basisklemme des Transistors Q ₅ verbunden. Die Kollektorklemme von Q ₅ ist mit dem Verbindungspunkt der Widerstände R ₉ und R ₁₀ der Brückenschaltung verbunden und die Emitterklemme ist geerdet.

Die MPU 30 ist außerdem mit einem Ausgangsspalt O ₁ versehen. Der Ausgang von O ₁, als einem Antrieb, ist mit einem Solenoid 32 verbunden. Dieses Solenoid dreht, wie in Fig. 2 dargestellt, die Papierzuführungswalze für den Transport von Papier von der Kassette. Die MPU 30 führt die Steuerung des gesamten Kopiergerätes durch. Die MPU 30 weist noch weitere Anschlußklemmen auf, jedoch ist deren Erläuterung für die Beschreibung der vorliegenden Erfindung nicht notwendig.

Es wird nun der Betrieb der Fixiervorrichtung mit der zuvor beschriebenen Schaltungsanordnung beschrieben.

Zuerst wird ein (nicht dargestellter) Schalter eingeschaltet, um die Anschlußklemmen 27 und 28 mit Strom zu versorgen und diese Schaltung ist funktionsfähig. Wenn der Schalter eingeschaltet ist, ist die Oberfläche der Heizwalze 5 auf Raumtemperatur. Der Widerstandswert des Thermistors 14 ist hoch und die Spannung V _N- am Verbindungspunkt von R ₇ und R ₉ ist höher als die Spannung V _I- am Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R ₈ und R ₉. aus diesem Grunde geht die Abgabe vom Komparator Q ₃ hoch, der Tansistor Q ₄ wird eingeschaltet, die Triggerschaltung 22 wird eingeschaltet und ein hohes Signal wird an das Tor des Triacs 23 abgegeben. Durch diese Folge von Vorgängen wird das Triac 23 leitend und ein Wechselstrom fließt in die geschlossene Schleifenschaltung, die aus der Wechselstromquelle 24, der Heizvorrichtung und des Triacs 23 besteht. Die Heizwalze 5 wird über die Heizvorrichtung 6 angeheizt und deren Oberflächentemperatur steigt allmählich an.

Durch dieses Anheizen wird die Heizwalze 5 allmählich erhitzt und der Thermistor 14 erfühlt die tonerfixierbare Temperatur (annähernd 180°C). Die Spannung V _I-, die der Temperatur von 180°C entspricht, und vom Verhältnis der Widerstandswerte von R ₈ zu R ₉ entspricht, wird an die umgekehrte Eingangsklemme des Komparators Q ₃ angelegt. Zu diesem Zeitpunkt ist der Transistor Q ₅ eingeschaltet, wie später beschrieben wird, und das Potential am einen Ende des Widerstandes R ₉ ist fast gleich dem (Masse-)Erdpotential. Die Eingangsspannung V _I- ist dann höher als V _N-, so daß die Abgabe des Komparators Q ₃ niedrig wird. Daher wird der Transistor Q ₄ abgeschaltet, die Triggerschaltung 22 wird ebenfalls abgeschaltet und der Wechselstromfluß durch die geschlossene Schleife des Triacs 23 wird abgestoppt.

Als ein Ergebnis des obigen Schaltvorganges hört die Heizvorrichtung 6 zu heizen auf. Wenn die Heizvorrichtung 6 nicht mehr heizt und die vom Thermistor 14 erfühlte Temperatur niedriger wird, wird der Ausgang vom Komparator Q ₃ wiederum umgekehrt. Durch Wiederholen der obengenannten Vorgänge wird die Temperatursteuerung durchgeführt, so daß eine vorbestimmte Temperatur (180°C) erreicht wird.

Der Schaltvorgang aus Fig. 5 wird nun mit Bezug auf Fig. 6, das ist die Zeit/Temperatureigenschaftstabelle, beschrieben. Wenn sich die Eingangsspannung am Eingangsspalt I ₀ der MPU 30 auf niedrige Höhe ändert, wird von der MPU 30 zu einem Zeitpunkt T ₁ entschieden, daß die Fixiervorrichtung das "betriebsbereite" Stadium erreicht hat. Nachdem T ₁ verstrichen ist, wie in Fig. 6B dargestellt ist, sinkt die Abgabe am Spalt O ₀, wenn der Druckknopf 31 niedergedrückt wird, für etwa 0,1 Sekunden ab (Fig. 6C). Aus diesem Grund wird der Transistor Q ₅ abgeschaltet und die Widerstände R ₉ und R ₁₀ bilden eine Reihenschaltung. Die Bezugsspannung V _I- an der Umkehrungseingangsklemme des Komparators Q ₃ wird durch die Bezugsspannung V _{I- -} ersetzt. Die Bezugsspannung V _{I- -} wird auf einen Wert eingestellt, der durch den Widerstandswert des Thermistors 14 bestimmt wird, wenn dieser den logischen Zustand des Komparators Q ₃ umkehrt. Wenn die Abgabe am Ausgangsspalt O ₀ ein niedriges Signal ist, gibt der Komparator Q ₃ im Ergebnis nur ein hohes Signal ab, wenn die Temperatur der Heizwalze 5 unterhalb 150°C liegt. Solange die Energiezufuhr nicht abgeschaltet wird, ist der einzig mögliche Grund für einen Temperaturabfall der Heizwalze unterhalb von 150°C eine Unterbrechung an der Heizvorrichtung 6. Sogar wenn das Papier durch die Fixiervorrichtung hindurchgeht, fällt die Temperatur der Heizwalze, wie es aus dem Intervall T in Fig. 6 ersichtlich ist, nicht unterhalb 150°C. Die Temperatur von 150°C ist die niedrigste Temperatur, bei der die Fixiervorrichtung den Toner thermisch fixieren kann. Im allgemeinen ist für das thermische Fixieren des Toners eine Temperatur von etwa 180°C erwünscht, jedoch solange die Temperatur oberhalb von 150°C liegt, werden keine Fixierprobleme auftreten.

Das hohe oder niedrige Signal des Komparators Q ₃ wird zusammen mit den Impulssignalen vom Ausgangsspalt O ₀ an das UND-Gatter 20 über die Umkehrstufe 26 weitergeleitet. Dann erzeugt das UND-Gatter 20 in Erwiderung auf das hohe Signal von der Umkehrstufe 26 eine Abgabe und zeigt durch diese Abgabe an, daß eine Abgabe vom Komparator Q ₃ vorlag. Zu dieser Zeit wird, wenn die Abgabe des Komparators Q ₃ ein niedriges Signal ist, nämlich wenn es im Betriebsstadium der Temperatursteuervorrichtung während der Zeit von T ₁ bis T ₃ der Zeit/Temperatureigenschaftstabelle aus Fig. 6 liegt, das Unterbrechungssignal b vom Ausgang des UND-Gatters 20 nicht abgegeben werden. Wenn zu dem Zeitpunkt, an dem die Abgabe des Ausgangsspaltes O ₀ auf einen hohen Wert ansteigt, das Signal b, wie es in Fig. 6E dargestellt wird, nicht abgegeben wird, wird das Solenoid 33 mit Strom versorgt, wie es in Fig. 6D dargestellt ist, die Papierzuführungswalzen drehen sich, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, und der Kopiervorgang beginnt. Jedes Mal, wenn ein Kopierzyklus vollendet ist, ändert sich die Abgabe am Ausgangsspalt O ₀ für etwa 0,1 Sekunden auf einen niedrigen Wert, und es wird eine Überprüfung durchgeführt, ob die Heizvorrichtung 6 unterbrochen worden ist. Dieser Kopierzyklus dauert etwa 8 Sekunden und deshalb wird alle 8 Sekunden eine Überprüfung durchgeführt. Wenn sich dabei keine Störung herausstellt, wird das Kopieren der eingestellten Anzahl von Kopien bis zum Ende fortgesetzt, worauf der Kopierzyklus abgeschlossen ist. Wenn jedoch, wie aus der Temperatureigenschaftskurve B zu ersehen ist, die Heizvorrichtung 6 zur Zeit T ₂ unterbrochen ist, fällt die Temperatur der Heizwalze 5 beim Verstreichen der Zeiten T ₂, T ₃ und T ₄. Wenn zum Zeitpunkt T ₄ ein hohes Signal vom Komparator Q ₃ abgegeben wird, empfängt das UND-Gatter 20 dieses Signal und gibt das Signal b ab. Das Signal b wird an den Eingangsspalt I ₂ der MPU 30 weitergeleitet und dieser veranlaßt einen Kopierstop und eine Störanzeige.

Wie zuvor beschrieben wurde, sind in der Temperatursteuerungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform zwei verschiedene Bezugsspannungswerte, die der tonerfixierbaren Temperatur bzw. der normalen Fixiertemperatur entsprechen, festgesetzt und an den Komparator Q ₃ angelegt. Eine der der tonerfixierbaren Temperatur entsprechende Spannung (beispielsweise 180°C) wird in einem vorbestimmten Timing an den Komparator Q ₃ angelegt. Andererseits wird vom Thermistor 14 eine Spannung and den Komparator Q ₃ angelegt, die auf der abgetasteten Temperatur basiert. Der Komparator Q ₃ vergleicht dann diese beiden Temperaturen. Wenn durch diesen Vergleich festgestellt wird, daß die Temperatur der Heizwalze 5 unterhalb der vorbestimmten Höhe liegt und wenn vom Komparator Q ₃ ein hohes Signal ausgegeben wird, gibt das UND-Gatter 20 das Signal b ab, um anzuzeigen, daß die Unterbrechungsbedingungen an der Heizvorrichtung 6 ermittelt worden sind.

Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform sind zwei Temperaturen, nämlich 180°C und 150°C, als Temperaturen für die Heizwalze 5 ausgewählt worden (die vom Thermistor 14 abgetastete Temperatur). Diese Temperaturen stellen die vom Komparator Q ₃ zu vergleichenden Bezugsspannungen dar. Es ist jedoch selbstverständlich, daß die Wahltemperatur nicht auf diese Werte beschränkt ist.

Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen wird die Temperatur gemessen, bevor das Papier 9 der Heizwalze 5 und der Druckwalze 7 zugeführt wird. Bei den Ausführungsformen aus Fig. 5 wird beispielsweise die Temperatur ermittelt, bevor das Solenoid 33 eingeschaltet wird. Statt dessen kann die Temperatur einmal während jedes Kopierzyklusses ermittelt werden, beispielsweise wenn das optische System mit dem Abtasten beginnt oder wenn ein Schalter zur Papierabgabe eingeschaltet wird.

Darüberhinaus kann diese Erfindung mit anderen Temperatursteuervorrichtungen als Fixiervorrichtungen verwendet werden, beispielsweise als Röhrenwandtemperatursteuervorrichtungen für fluoreszierende Lichtquellen. Außerdem kann sie bei anderen Bildreproduziervorrichtungen als Kopiermaschinen verwendet werden, wie beispielsweise als Fixiervorrichtungen für die Seitendrucker, welche LEDs, LASER oder Flüssigkristalle als Druckköpfe verwenden.

Claims

1. Temperatursteuerungsvorrichtung zur Verwendung mit der Fixiervorrichtung eines abbilderzeugenden Gerätes, dadurch gekennzeichnet,
daß es aus beheiztem Teil (5), der von einer Wärmequelle beheizt wird, die in einer geschlossenen Schleifenschaltung einer herkömmlichen Energiezuführung enthalten ist;
einer Abtastvorrichtung (14) für die Ermittlung der Temperatur des beheizten Teils, welche mit einem Arm einer zur Aufnahme einer Niederspannung verkoppelten Brückenschaltung verbunden ist;
einer Vorrichtung (Q ₃) für die Steuerung der Stromzuführung an den geheizten Teil auf Basis des Vergleichsergebnisses des Ausgangssignals der Ermittlungsvorrichtung und einer Bezugspotentialspannung, die an der Ausgangsklemme der Brückenschaltung auftritt, zum Einstellen der Temperatur des beheizten Teils auf eine vorbestimmte Höhe;
einer Vorrichtung (21, 25, Q ₅) für die Änderung des Bezugspotentials gemäß dem Ausgangsignal der Steuervorrichtung;
und einer Vorrichtung (20) für die Erzeugung eines Signals als Anzeige für eine Heizquellenstörung in Erwiderung auf die Ausgangsignale der Stromzuführungsvorrichtung und der Referenzpotentialänderungsvorrichtung besteht.

2. Temperatursteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bezugspotentialänderungsvorrichtung eine Vorrichtung zum Ändern des Bezugspotentials an der Ausgangsklemme der Brückenschaltung in vorbestimmten Zeitperioden aufweist.

3. Temperatursteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung für die Änderung des Bezugspotentials in vorbestimmten Zeitperioden einen Oszillator (25) aufweist, welcher von der Stromzuführungssteuerungsvorrichtung ein Ausgangssignal erhält und das Bezugspotential auf der Basis des in vorbestimmten Zeitperioden erzeugten Ausgangssignals ändert.

4. Temperatursteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung für die Änderung des Bezugspotentials in vorbestimmten Zeitperioden eine Mikroprozessoreinheit (30) enthält, welche das Ausgangssignal von der Stromzuführungssteuerungsvorrichtung empfängt und das Bezugspotential durch das in bestimmten Zeitperioden erzeugte Ausgangssignal ändert.

5. Temperatursteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ausgangssignal, welches für den Mikroprozessor zur Änderung des Bezugspotentials abgegeben wird, synchron mit dem Papierzuführungsvorgang erzeugt wird.

6. Temperatursteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung der Änderung des Bezugspotentials das Bezugspotential ändert, nachdem die Stromzuführungssteuervorrichtung ein Signal empfängt, das von der Abtastvorrichtung abgeleitet wird und anzeigt, daß eine vorbestimmte Temperatur erreicht worden ist und ein Signal für die Stromzuführungssteuerung erzeugt.

7. Temperatursteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung zum Ändern des Bezugspotentials das Bezugspotential ändert, so daß das Bezugspotential, nachdem es geändert worden ist, höher ist als bevor es geändert wurde.