DE3637131C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fixiervorrichtung für Tonerbilder mit einer Vorrichtung zum Feststellen einer Störung mit einem beheizten Teil, der von einer Heizvorrichtung beheizt wird, die in einem durch eine Wechselspannungsquelle gespeisten Stromkreis enthalten ist, mit einer Abtastvorrichtung für die Ermittlung der Temperatur des beheizten Teils, welche mit einem Abschnitt einer zur Aufnahme einer Niederspannung verkoppelten Brückenschaltung verbunden ist, mit einer Steuervorrichtung für die Steuerung der Stromzuführung an die Heizvorrichtung durch Vergleich des Ausgangssignals der Temperaturermittlungsvorrichtung mit einem Bezugspotential, das an der Ausgangsklemme der Brückenschaltung auftritt, zum Einstellen der Temperatur des beheizten Teils, wobei bei Unterbrechung des Stromflusses im Stromkreis eine Anzeige erfolgt.

Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-OS 33 47 767 bekannt, die ein Steuergerät betrifft, das den Ausfall einer Heizvorrichtung feststellt oder Unregelmäßigkeiten und Störungen in den die Heizvorrichtung einschließenden Schaltkreisen erkennt oder feststellt. Ferner führt das bekannte Steuergerät eine Temperaturregelung durch.

In Fig. 1 ist eine weitere herkömmliche Temperatursteuerschaltung für eine Fixiervorrichtung dargestellt, wie sie beispielsweise aus der US-PS 43 24 486 bekannt ist. Diese bekannte Steuerschaltung setzt sich aus einer Hochspannungsschaltung und 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 R₁, R₂ und R₃, einem Temperatursteuerabschnitt, bestehend aus Komparator Q₁, Triggerschaltung 1, Transistor Q₂ und Widerständen R₄ bis R₆ und einem Heizunterbrechungsermittlungsabschnitt mit einem Triac 2, einer Heizvorrichtung H, einer Wechselstromquelle 3 und einer Stromermittlungschaltung 4 besteht.

Bei dieser Schaltung vergleicht der Komparator Q₁ die erhaltene Spannung V_N durch Dividieren der Stromspannung Vcc durch Widerstand R₃ und Thermistor T_H und die erhaltene Bezugsspannung V_I durch deren Dividieren durch die Widerstände R₁ und R₂. Die verglichene Spannung schaltet das Triac 2 über einen Transistor Q₂ 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 4 den Ausgang des Komparators Q₁. Wenn vom Komparator Q₁ 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 kann die Unterbrechung an der Heizvorrichtung H ermitteln. Es muß jedoch die Stromermittlungsschaltung 4 so ausgelegt sein, daß sie mit der Wechselstromquelle 3 oder einer üblichen Stromquelle verbunden werden kann. 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.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fixiervorrichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß die darin verwendete Vorrichtung zum Feststellen einer Störung lediglich als Niederspannungsschaltung ausgebildet wird und dadurch die Herstellungskosten reduziert werden können.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Vorrichtung zur Änderung des an der Ausgangsklemme der Brückenschaltung auftretenden Bezugspotentiales gemäß dem Ausgangssignal der Steuervorrichtung vorgesehen ist und daß eine Vorrichtung in Erwiderung auf die Ausgangssignale der Steuervorrichtung und der Vorrichtung zur Änderung des Bezugspotentiales ein Anzeigesignal bei Unterbrechung des Stromflusses erzeugt.

Mit Hilfe der Erfindung kann die Vorrichtung zum Feststellen einer Störung mit einer Niederspannungsschaltung mit einfachem Aufbau unter Verwendung von beispielsweise UND-Gattern versehen werden. Eine solche Schaltung wird daher hohen Spannungen nicht ausgesetzt. Außerdem können die Einzelteile unter Nichtbeachtung der unterschiedlichen Vorschriften für den Umgang mit elektrischem Strom in den verschiedenen Exportländern standardisiert werden.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden Figuren näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltungsbild einer herkömmlichen Temperatursteuerungsvorrichtung für den Gebrauch mit einer Fixiervorrichtung für Tonerbilder,

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt, der einen Teil der Fixiervorrichtung 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 für Tonerbilder mit einer Vorrichtung zum Feststellen einer Störung.

Gemäß Fig. 2 weist eine Heizwalze 5 eine Heizquelle 6 auf, beispielsweise eine Heizvorrichtung. Die Umfangsfläche der Walze 5 ist mit Harz 5a 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, welche dadurch gebildet wird, daß beide Walzen in Druckkontakt miteinander stehen. Das Papier 9 wird in einer Kassette 10 gelagert. Das Papier 9 wird zur 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 der Greifstation 8 austretende Papier 9 wird von der Heizwalze 5 durch die Spitze der Sperrklinke 13 abgenommen und zu den Ausgangswalzen 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 15a drehbar ist. Ein Temperatursteuerungsabschnitt 17 ist mit der Wärmequelle 6 und dem Thermistor 14 verbunden.

Die Temperatursteuervorrichtung weist in ihrer zuvor beschrieben Anordnung eine in Fig. 3 dargestellten Temperatursteuerungsschaltung auf.

In dieser Figur ist eine Reihenschaltung von einem Widerstand R₇ und dem Thermistor 14 als temperaturempfindliches Element mit einer Reihenschaltung von Widerständen R₈, R₉ und R₁₀ zur Bildung einer Brückenschaltung parallel verbunden. Der Knotenpunkt zwischen dem Thermistor 14 und dem Widerstand R₇ ist mit einem nicht invertierenden Eingang eines Komparators Q₃ verbunden. Der Knotenpunkt zwischen den Widerständen R₈ und R₉ ist mit dem invertierten Eingang des Komparators Q₃ gekoppelt. Der Ausgang des Komparators Q₃ ist mit dem Knotenpunkt zwischen Widerständen R₁₁ und R₁₂ verbunden. Außerdem ist der Ausgang des Komparators Q₃ mit dem Eingang eines UND-Gatters 20 und einer betriebsbereiten Schaltung 21 verbunden. Mit dem Widerstand R₁₃ steht auch der Widerstand R₁₃ in Verbindung. Drei Widerstände R₁₁, R₁₂ und R₁₃ bilden eine Reihenschaltung. Die Basisanschlußklemme keines Transistors Q₄ ist mit dem Knotenpunkt zwischen den Widerständen R₁₂ und R₁₃ verbunden. Der Emitter des Transistors Q₄ ist mit der Masse verbunden, und der Massekollektor ist mit einer Triggerschaltung 22 verbunden.

Der Triggerausgang der 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 Q₅ über einen Widerstand R₁₄ verbunden. Der Kollektor des Transistors Q₅ ist an den Knotenpunkt zwischen den Widerständen R₉ und R₁₀ gekoppelt, welche die Brückenschaltung bilden. Der Emitter des Transistors Q₅ 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 R₇ und dem Thermistor 14 höher als die Spannung V_I′ am Knotenpunkt zwischen den Widerständen R₈ und R₉. Im Ergebnis geht die Abgabe des Komparators Q₃ hoch, um den Transistor Q₄ und die Triggerschaltung 22 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 Thermistor 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 R₈ zu R₉ bestimmt wird, wird an die umgekehrte Eingangsanschlußklemme des Komparators Q₃ angelegt. Zu dieser Zeit ist - wie nachfolgend beschriebne wird - der Transistor Q₅ eingeschaltet, und das Potential am einen Ende des Widerstandes R₉ ist fast gleich dem Massepotential. Wenn die Eingangsspannung V_N′ niedriger als V_I′ wird, wird die Abgabe des Komparators Q₃ niedrig. Deshalb wird der Transistor Q₄ abgeschaltet, die Triggerschaltung 22 wird ebenfalls abgeschaltet und der Wechselstrom, der durch die geschlossene Schleife des Triacs 23 fließt, wird abgestoppt.

Als Ergebnis dieses Schaltungsvorganges 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 Q₃ 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 20 ab (siehe Fig. 4 mit der Darstellung der Zeittabelle und der Temperatureigenschaften). Deshalb wird der Transistor Q₅ 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 R₉ und R₁₀ besteht. Demgemäß wird die Bezugsspannung V_I′′ an die invertierende Eingangsklemme des Komparators Q₃ 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 Q₃ umkehrt. Aus diesem Grunde gibt der Komparator Q₃, 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. 14A 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 Q₃ zusammen mit den Impulssignalen (0,2 Sek./10 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 Signalabgabe auf das hohe Signal von der Umkehrstufe 26 hin und zeigt durch diese Signalabgabe an, daß eine Signalabgabe vom Komparator Q₃ vorlag. Zu dieser Zeit wird das Signal b, wenn die Abgabe des Komparators Q₃ ein niedriges Signal ist, nämlich wenn es sich im Betriebsstadium der Temperatursteuerschaltung am Zeitpunkt T₁ in dem Zeitdiagramm aus Fig. 4 befindet, vom UND-Gatter 20 nicht abgegeben werden. Wenn jedoch die Heizvorrichtung zum Zeitpunkt T₂ abgeschaltet ist, wird die Temperatur der Heizwalze 5 fallen, wie es von der Kurve B in Fig. 4 dargestellt wird, nachdem die Zeiten T₂, T₃ und T₄ verstrichen sind. Bei T₄ wird die niedrige Eingabe vom Oszillator 25 vom UND-Gatter 20 über die Umkehrstufe 26 empfangen. Das UND-Gatter 20 tastet den hohen Ausgangspegel Q₃ ab und gibt das Signal b, welches die Unterbrechung an der Heizvorrichtung anzeigt, ab. 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 Q₃ angelegt. Eine der tonerfixierbaren Temperatur entsprechende Spannung (beispielsweise für 150°C) wird für eine vorbestimmte Zeitdauer (beispielsweise 10 Sekunden) an den Komparator Q₃ angelegt. Andererseits wird durch den Thermistor 14 eine Spannung an den Komparator Q₃ angelegt, die auf der abgetasteten Temperatur basiert. Der Komparator Q₃ 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 Q₃ 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 Anordnung wie die aus Fig. 2.

In Fig. 5 ist eine Reihenschaltung mit dem Thermistor 14 als wärmeempfindliches Element und dem Widerstand R₇ parallel mit einer Reihenschaltung, die aus den Widerständen R₈, R₉ und R₁₀ zur Bildung eines Brückenabschnittes besteht, verbunden. Der Verbindungspunkt des Thermistors 14 und des Widerstandes R₇ ist mit dem nichtinvertierten Eingang des Komparators Q₃ verbunden, und der Verbindungspunkt der Widerstände R₈ und R₉ ist mit dem invertierenden Eingang des Komparators Q₃ verbunden. Der Ausgang des Komparators Q₃ ist mit dem Verbindungspunkt von R₁₁ und R₁₂ verbunden. Der Ausgang des Komparators Q₃ ist ebenfalls mit dem Eingang des UND-Gatters 20 und zwei Eingängen I₀ eines Mikroprozessors (MPU) 30 verbunden. Der Widerstand R₁₃ ist ebenfalls mit R₁₂ verbunden. Die Widerstände R₁₁, R₁₂ und R₁₃ bilden eine Reihenschaltung.

Die Basisklemme des Transistors Q₄ ist mit dem Verbindungspunkt der Widerstände R₁₂ und R₁₃ verbunden. Die Emitterklemme von Q₄ 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 I₁ von MPU 30 einen Strom zu leiten. Der Ausgang O₀ 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 O₀ wird ebenfalls mit der Basisklemme des Transistors Q₅ verbunden. Die Kollektorklemme von Q₅ ist mit dem Verbindungspunkt der Widerstände R₉ und R₁₀ der Brückenschaltung verbunden und die Emitterklemme ist geerdet.

Die MPU 30 ist außerdem mit einem Ausgangsspalt O₁ versehen. Der Ausgang von O₁, als einem Antrieb, ist mit einem Solenoid 33 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 R₇ und R₉ ist höher als die Spannung V_I′ am Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R₈ und R₉. Aus diesem Grunde geht die Abgabe vom Komparator Q₃ hoch, der Transistor Q₄ 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 6 und dem Triac 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 R₈ zu R₉ entspricht, wird an die invertierende Eingangsklemme des Komparators Q₃ angelegt. Zu diesem Zeitpunkt ist der Transistor Q₅ eingeschaltet, wie später beschrieben wird, und das Potential am einen Ende des Widerstands R₉ ist fast gleich dem (Masse-) Erdpotential. Wenn die Eingangsspannung V_I′ höher als V_N′ wird, wird die Abgabe des Komparators Q₃ niedrig. Daher wird der Transistor Q₄ abgeschaltet, die Triggerschaltung 22 wird ebenfalls abgeschaltet und der Wechselstromfluß durch die geschlossene Schleife des Triacs 23 wird abgestoppt.

Als 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 Q₃ 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 beschrieben. Wenn sich die Eingangsspannung am Eingangsspalt I₀ der MPU 30 auf niedrige Höhe ändert, wird von der MPU 30 zu einem Zeitpunkt T₁ entschieden, daß die Fixiervorrichtung das "betriebsbereite" Stadium erreicht hat. Nachdem T₁ verstrichen ist, wie in Fig. 6B dargestellt ist, sinkt die Abgabe am Spalt O₀, wenn der Druckknopf 31 niedergedrückt wird, für etwa 0,1 Sekunden ab (Fig. 6C). Aus diesem Grund wird der Transistor Q₅ abgeschaltet und die Widerstände R₉ und R₁₀ bilden eine Reihenschaltung. Die Bezugsspannung V_I′ an der invertierenden Eingangsklemme des Komparators Q₃ 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 Q₃ umkehrt. Wenn die Abgabe am Ausgangsspalt O₀ ein niedriges Signal ist, gibt der Komparator Q₃ 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 Q₃ wird zusammen mit den Impulssignalen vom Ausgangsspalt O₀ 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 Q₃ vorlag. Zu dieser Zeit wird, wenn die Abgabe des Komparators Q₃ ein niedriges Signal ist, nämlich wenn es im Betriebsstadium der Temperatursteuervorrichtung während der Zeit von T₁ bis T₃ des Zeitdiagramms 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 O₀ 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 O₀ 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 Temperaturverlaufskurve B zu ersehen ist, die Stromzufuhr zur Heizvorrichtung 6 zur Zeit T₂ unterbrochen ist, fällt die Temperatur der Heizwalze 5 beim Verstreichen der Zeiten T₂, T₃ und T₄. Wenn zum Zeitpunkt T₄ ein hohes Signal vom Komparator Q₃ abgegeben wird, empfängt das UND-Gatter 20 dieses Signal und gibt das Signal b ab. Das Signal b wird an den Eingangsspalt I₂ 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 Q₃ angelegt. Eine der der tonerfixierbaren Temperatur entsprechende Spannung (beispielsweise 180°C) wird in einem vorbestimmten Timing an den Komparator Q₃ angelegt. Andererseits wird vom Thermistor 14 eine Spannung an den Komparator Q₃ angelegt, die auf der abgetasteten Temperatur basiert. Der Komparator Q₃ 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 Q₃ 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 Bezugstemperaturen für die Heizwalze 5 ausgewählt worden. Diese Temperaturen stellen die vom Komparator Q₃ 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.

Claims (8)

1. Fixiervorrichtung für Tonerbilder mit einer Vorrichtung zum Feststellen einer Störung

• - mit einem beheizten Teil, der von einer Heizvorrichtung beheizt wird, die in einem durch eine Wechselspannungsquelle gespeisten Stromkreis enthalten ist,
• - mit einer Abtastvorrichtung für die Ermittlung der Temperatur des beheizten Teils, welche mit einem Abschnitt einer zur Aufnahme einer Niederspannung verkoppelten Brückenschaltung verbunden ist,
• - mit einer Steuervorrichtung für die Steuerung der Stromzuführung an die Heizvorrichtung durch Vergleich des Ausgangssignals der Temperaturermittlungsvorrichtung mit einem Bezugspotential, das an der Ausgangsklemme der Brückenschaltung auftritt, zum Einstellen der Temperatur des beheizten Teils, wobei bei Unterbrechung des Stromflusses im Stromkreis eine Anzeige erfolgt,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß eine Vorrichtung (21, 25 und Q₅ in Fig. 3 oder 30, Q₅ in Fig. 5) zur Änderung des an der Ausgangsklemme der Brückenschaltung (R₇, R₈, R₉, R₁₀, 14) auftretenden Bezugspotentiales (V_I′, V_I′′) gemäß dem Ausgangssignal der Steuervorrichtung (Q₃) vorgesehen ist und
• - daß eine Vorrichtung (20) in Erwiderung auf die Ausgangssignale der Steuervorrichtung (Q₃) und der Vorrichtung (21, 25 und Q₅ in Fig. 3 oder 30, Q₅ in Fig. 5) zur Änderung des Bezugspotentials (V_I′, V_I′′) ein Anzeigesignal (b) bei Unterbrechung des Stromflusses erzeugt.

2. Fixiervorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (21, 25, Q₅, 30) zur Änderung des Bezugspotentiales (V_I′, V_I′′) das Bezugspotential (V_I′, V_I′′) in vorbestimmten Zeitperioden ändert.

3. Fixiervorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (21, 25, Q₅, 30) zur Änderung des Bezugspotentiales (V_I′, V_I′′) in vorbestimmten Zeitperioden einen Oszillator (25) aufweist, welcher von der Steuervorrichtung (Q₃) ein Signal erhält und das Bezugspotential (V_I′, V_I′′) auf der Basis seines in vorbestimmten Zeitperioden erzeugten Ausgangssignals ändert.

4. Fixiervorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (21, 25, Q₅, 30) zur Änderung des Bezugspotentiales (V_I′, V_I′′) in vorbestimmten Zeitperioden eine Mikroprozessoreinheit (30) enthält, welche ein Signal von der Steuervorrichtung (Q₃) empfängt und das Bezugspotential (V_I′, V_I′′) durch ihr in bestimmten Zeitperioden erzeugtes Ausgangssignal ändert.

5. Fixiervorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichne, daß das Signal, welches an die Mikroprozessoreinheit (30) zur Änderung des Bezugspotentiales (V_I′, V_I′′) abgegeben wird, synchron mit dem Papierzuführungsvorgang erzeugt wird.

6. Fixiervorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (21, 25, Q₅, 30) zur Änderung des Bezugspotentiales (V_I′, V_I′′) das Bezugspotential (V_I′, V_I′′) ändert, nachdem die Steuervorrichtung (Q₃) 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. Fixiervorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (21, 25, Q₅, 30) zur Änderung des Bezugspotentiales (V_I′, V_I′′) das Bezugspotential (V_I′, V_I′′) so ändert, daß das Bezugspotential (V_I′, V_I′′), nachdem es geändert worden ist, höher ist, als bevor es geändert wurde.