DE3717984A1

DE3717984A1 - Vorrichtung zum fixieren eines tonerbildes

Info

Publication number: DE3717984A1
Application number: DE19873717984
Authority: DE
Inventors: Kenzo Tanaka; Tadashi Ohira
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1986-05-28
Filing date: 1987-05-27
Publication date: 1987-12-03
Also published as: JPH0814744B2; US4737818A; JPS62279379A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fixieren eines Tonerbildes mit einer Heizwalze zum Fixie ren eines Tonerbildes auf einem Aufnahmemedium zum Ge brauch in einer Fixiereinheit eines elektrofotografi schen Kopiergerätes oder dgl.

Bei einer Fixiervorrichtung zum Wärmefixieren eines To nerbildes auf einem Aufnahmemedium mit einem Paar Fi xierwalzen ist die Fixierwalze oder die Walzen mit einer inneren Heizung oder mit Heizungen zum Aufheizen der Fi xierwalze versehen, und die Heizung wird zur Aufrecht erhaltung der Temperatur an der Oberfläche der Fixierwal ze auf eine vorgegebene Temperatur geregelt.

Vor dem Beginn eines Kopiervorgangs ist eine Aufwärm zeit erforderlich, um die Fixierwalze oder -walzen auf eine vorgegebene Oberflächentemperatur aufzuheizen.

Falls in einer derartigen Fixiervorrichtung beide Fi xierwalzen während der Aufwärmphase still stehen, er gibt sich auf der Oberfläche jeder Fixierwalze eine ungleichmäßige Temperaturverteilung, und wenn des weite ren nur eine mit einer Heizung versehen ist, wird nur der Teilbereich der anderen Fixierwalze, der in Kontakt mit der ersten Fixierwalze steht, geheizt, während die Oberflächentemperatur des Restteils der anderen Fixier walze auf Raumtemperatur verbleibt. Aufgrund dessen ist es erforderlich während der Aufwärmzeit zur gleichmäßi gen Aufheizung der Fixierwalzen diese zu drehen. Es wurden verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zum effizienten Aufheizen von Fixierwalzen auf eine vorge gebene Oberflächentemperatur vor dem Beginn des Fixier vorgangs vorgeschlagen.

Fig. 6 ist ein typischer Graph, der die Veränderung der jeweiligen Oberflächentemperatur eines Fixierwalzen paares mit der Zeit zeigt, wenn die Fixierwalzen während des Aufwärmens gedreht werden. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, ist ein beträchtliches Aufwärmen vor dem Beginn des Fixiervorgangs erforderlich. Die Oberfläche der obe ren Fixierwalze wird auf die vorgegebene Temperatur T ₁ in einer Zeit t ₁ aufgeheizt und ist bereit für den Fixiervorgang. Nachdem die Oberfläche der oberen Fi xierwalze auf die Solltemperatur aufgeheizt wurde, wird der Hauptmotor angehalten, um die Drehung der Fi xierwalzen zu stoppen. Wenn die Fixierwalzen jedoch vom Beginn des Aufheizens an gedreht werden, wird in einem hohen Maße Wärmeenergie von der Oberfläche der Fixier walzen abgestrahlt, wodurch die Aufwärmzeit verlängert wird, der Energieverbrauch entsprechend steigt, die Fi xierwalzen unnötig abgenutzt werden und Lärm erzeugt wird.

Dementsprechend ist es eine Hauptaufgabe der vorliegen den Erfindung die Probleme in konventionellen Vorrich tungen zur Tonerbildfixierung zu lösen und eine Vorrich tung zur Tonerbildfixierung zu schaffen, bei der die Fixierwalzen in kurzer Zeit effizient und gleichförmig aufgeheizt werden.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Tonerbildfixierung zu schaffen, bei der die Wärmeabstrahlung der Fixierwalze reduziert wird, so daß die Oberfläch der Fixierwalzen in einer kurzen Zeit auf eine vorgegebene Temperatur aufgeheizt werden.

Um diese Aufgaben zu lösen, weist die Vorrichtung zur Tonerbildfixierung gemäß der Erfindung auf: Eine erste Walze mit einer Heizvorrichtung, eine gegen die erste Walze gepreßte zweite Walze, durch die ein Tonerbild auf dem Aufnahmepapier gegen die erste Walze gepreßt wird und das Tonerbild auf dem Aufnahmepapier fixiert wird; eine Antriebsvorrichtung zum Drehantrieb der er sten und der zweiten Walze; einen Differenztemperatur detektor zum Erfassen der Temperaturdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Walze, wobei der Differenz temperaturdetektor aufweist, einen Temperaturdetektor zum Erfassen der Temperatur der ersten Walze, einen Tem peraturdetektor zum Erfassen der Temperatur der zweiten Walze, einen Differenzdetektor zum Erfassen der Tempe raturdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Walze aufgrund der von den Temperaturdetektoren gemessenen Temperaturen; und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Antriebsvorrichtung derart, daß die Antriebsvorrichtung zum Antrieb der ersten und der zweiten Walze betätigt wird, wenn die Temperaturdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Walze eine vorgegebene Temperaturdiffe renz erreicht und die Steuereinrichtung eine Bremsvorrich tung umfaßt, die aufgrund der vom Temperaturdetektor zur Erfassung der Temperatur der ersten Walze gemessenen Tem peratur die erste und die zweite Walze anhält.

Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines elektrofotografi schen Kopiergerätes, in dem eine Vorrichtung zum Toner bildfixieren in einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung verwendet wird;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung des Aufbaus der Vorrich tung zum Tonerbildfixieren gemäß Fig. 1;

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Temperatursteuerschaltung;

Fig. 4 einen Graphen, der die Veränderung der entspre chenden Oberflächentemperatur der Fixierwalzen der Vor richtung zum Tonerbildfixieren gemäß Fig. 1 mit der Zeit zeigt;,

Fig. 5 einen Graphen, der die Veränderung der entspre chenden Oberflächentemperatur der Fixierwalzen der glei chen Vorrichtung zum Tonerbildfixieren mit der Zeit beim Aufwärmen der Fixierwalzen zeigt;

Fig. 6 einen Graphen, der die Veränderung der entspre chenden Oberflächentemperaturen der Fixierwalzen einer konventionellen Vorrichtung zum Tonerbildfixieren mit der Zeit zeigt;

Fig. 7 ein Ablaufdiagramm der Haupttemperatursteuerung, die durch einen Mikroprozessor durchgeführt wird;

Fig. 8 ein Flußdiagramm eines Unterprogramms für eine vorbereitende Drehung;

Fig. 9 ein Flußdiagramm eines Unterprogramms zur Tempera tursteuerung;

Fig. 10 ein Flußdiagramm eines Unterprogramms zur Steuerung der Temperatur der oberen Fixierwalze; und

Fig. 11 ein Flußdiagramm eines Unterprogramms zur Steuerung der Temperatur der unteren Fixierwalze.

In Fig. 1 ist als Beispiel ein elektrofotografisches Kopiergerät mit einer Vorrichtung zum Tonerbildfixieren in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dar gestellt. Das elektrofotografische Kopiergerät hat eine fotoempfindliche Trommel 1, die im wesentlichen im Mitten bereich des elektrofotografischen Kopiergerätes angeord net ist und, in Fig. 1 gesehen, in Gegen-Uhrzeigerrich tung gedreht wird. Eine Hauptlöschlampe 2, ein Hilfsko ronarlader 3, eine Hilfslöschlampe 4, ein Hauptkoronarla der 5, eine Entwicklungsvorrichtung 6, ein Transferlader 7, ein Blatttrennlader 8 und eine Reinigungsvorrichtung 9 vom Schneidentyp sind um die fotoempfindliche Trommel 1 herum angeordnet. Die Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 1 ist mit einer fotoempfindlichen Schicht be schichtet, die mittels der Löschlampen 2 und 4 und der Koronarlader 3 und 5 sensitiviert und aufgeladen werden kann. Die fotoempfindliche Trommel 1 wird mit einem Lichtbild eines vom optischen System 10 zu kopierenden Dokuments belichtet.

Das optische System 10 ist unter einer Originalauflage 16 angeordnet und tastet das auf der Originalauflage 16 aufliegende Dokument ab. Das optische System 10 beinhal tet eine nicht dargestellte Lichtquelle zur Beleuchtung des Dokuments, bewegliche Spiegel 11, 12 und 13, eine Projektionslinse 14 und einen Projektionsspiegel 15. Ein nicht dargestellter Gleichstrommotor treibt die Licht quelle und den beweglichen Spiegel für den Abtastvorgang in Linksrichtung der Fig. 1 mit einer Geschwindigkeit, die der Umfangsgeschwindigkeit v der fotoempfindlichen Trommel 1 entspricht, und treibt die beweglichen Spiegel 12 und 13 mit einer Geschwindigkeit von V/2n (n=Kopier maßstab) nach links. Die Umfangsgeschwindigkeit v der fotoempfindlichen Trommel 1 ist unabhängig von der Ko piervergrößerung konstant. Um den Kopiermaßstab zu än dern wird die Projektionslinse 14 entlang der optischen Achse verschoben, und der Projektionsspiegel 15 wird entsprechend verschoben. Im linken Bereich des Kopier gerätes sind Kopierkassetten 20 bzw. 22 unterhalb der Kopierpapiereinzugsrollen 21 und 23 angeordnet. Ein För derweg für das Kopierpapier wird durch ein Walzenpaar 24 und 25, ein Paar Synchronwalzen 26, ein Förderband 27, eine Vorrichtung zum Tonerbildfixieren 28 und ein Paar Entladungswalzen 29 gebildet.

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung zum Tonerbildfixieren 28, die die vorliegende Erfindung verkörpert. Bezugsziffer 32 bezeichnet eine obere Fixierwalze, Bezugsziffer 34 bezeich net eine untere Fixierwalze, 33 ist eine obere Heizung, die innerhalb eines Hohlraums im Kern der oberen Fixier walze 32 vorgesehen ist, und 37 ist eine untere Heizung, die innerhalb eines Hohlraums im Kern der unteren Fixier walze 34 vorgesehen ist. Die Heizleistung der oberen Heizung 33 ist größer als die der unteren Heizung 37.

35 ist ein oberer Thermistor zur Erfassung der Oberflächen temperatur der oberen Fixierwalze 32, und 38 ist ein un tererThermistor zur Erfassung der Oberflächentemperatur der unteren Fixierwalze 34.

40 bezeichnet Beschichtungsmaterial aus Teflon (Handels name) oder dgl., das die Oberfläche der oberen Fixier walze 32 bedeckt, und 41 bezeichnet den Kernbereich aus Aluminium oder dgl.

42 ist ein Beschichtungsmaterial aus Silikongummi oder dgl., das die Oberfläche der unteren Fixierwalze 34 be deckt, und 43 bezeichnet den Kernbereich aus Aluminium oder dgl.

36 ist ein Führungselement für die Führung des Kopierblat tes zu der Fixiervorrichtung, und 44 bezeichnet Trennfin ger zum Abtrennen des Kopierblattes von den Fixierwalzen.

Fig. 3 zeigt eine Temperatursteuerschaltung zum Steuern der Temperaturen der oberen bzw. der unteren Fixierwalze 32 und 34. 50 ist ein Mikroprozessor zum Steuern der Tem peraturen der Fixierwalzen 32 und 34 und zum Steuern des Gesamtbetriebes des elektrofotografischen Kopiergerätes. Der Mikroprozessor 50 hat Analogeingänge AN0 und AN 1 und Ausgänge OP 1, OP 2, OP 3, OP 4 und OP 5. Durch die Analogein gänge AN0 und AN1 zugeführte Analogsignale werden von ei nem im Mikroprozessor 50 vorgesehenen AD-Wandler in Digi talsignale umgewandelt. Der obereThermistor 35 bzw. der untere Thermistor 38 zum Erfassen der Oberflächentempera turen der oberen Fixierwalze 32 und der unteren Fixier walze 34 sind mit den Eingangsanschlüssen AN 0 bzw. AN 1 verbunden.

Steuersignale zur Steuerung von elektromagnetischen Schal tern 45 und 46 für die Verbindung bzw. Trennung der obe ren Heizung 33 und der unteren Heizung 37 von einer Strom quelle 47 werden durch die Ausgänge OP 1 und OP 2 geliefert. Ein Steuersignal für die Betätigung des nicht dargestell ten Hauptmotors zum Antrieb der beweglichen Komponenten des Kopiergerätes einschließlich der oberen und der unte ren Fixierwalze wird durch den Ausgang OP 3 geliefert. Ein Einstellsignal für die Entwicklungsvorspannung wird durch den Ausgang OP 4 geliefert. Ein Führungssignal zum Ein bzw. Ausschalten der Hauptlöschlampe 2 wird durch den Ausgang OP 5 geliefert.

Obwohl der Mikroprozessor 50 auch andere Vorgänge im Kopiergerät steuert,wird ihre Bescheibung hier unterlas sen, da diese Vorgänge sich nicht direkt auf die vorlie gende Erfindung beziehen.

Die Ausgangssignale in Form von Spannungen von den Ther mistoren 35 und 38, die den Oberflächentemperaturen der Fixierwalzen entsprechen, werden in Temperaturdaten, un ter Verwendung einer im Speicher des Mikroprozessors 50 gespeicherten Spannungs-Temperaturumrechnungstabelle, umgewandelt.

Mit Bezug auf die Fig. 2, 4 und 5, wird das Verfahren zur Temperatursteuerung zur Steuerung der Oberflächentempera turen der oberen Fixierwalze 32 und der unteren Fixier walze 34 im folgenden beschrieben. Wenn der Haupt schalter des Kopiergerätes geschlossen ist, wird elektri sche Leistung der oberen Heizung 33 und der unteren Hei zung 37, die in den Kernen der oberen Fixierwalze 32 bzw. der untere Fixierwalze 34 vorgesehen sind, zugeführt, um die oberen Fixierwalze 32 und die untere Fixierwalze 34 zu heizen. Da die Heizleistung der oberen Heizung 33 größer ist als die der unteren Heizung 37, steigt die Oberflächentemperatur der oberen Fixierwalze 32 schnel ler als die der unteren Fixierwalze 34. Die entsprechen den Oberflächentemperaturen der oberen Fixierwalze 32 und der unteren Fixierwalze 34 werden durch die Thermistoren 35 und 38 erfaßt. Wenn die Temperaturdifferenz zwischen den jeweiligen Oberflächentemperaturen der oberen Fixierwal ze 32 und der unteren Fixierwalze 34 einen vorgegebenen Wert ΔT1, z.B. 140°C zur Zeit t ₂, erreicht, wird der Haupt motor zum Antrieb der oberen Fixierwalze 32 und der unte ren Fixierwalze 34 für ein Vordrehen vor dem Kopiervor gang betätigt. Ein Teil der Wärmeenergie der oberen Fi xierwalze 32 wird dann auf die untere Fixierwalze 34 über tragen, und somit nimmt die Temperatursteigerungsrate der oberen Fixierwalze 32 ab, während die Temperatur steigerungsrate der unteren Fixierwalze 34 zunimmt, und eine ungleichmäßige Oberflächentemperaturverteilung auf den beiden Fixierwalzen 32 und 34 wird beseitigt.

Wenn die Oberflächentemperatur der oberen Fixierwalze 32 eine Zieltemperatur T _1, z.B. 190°C zur Zeit t _{3 ,} wie in Fig. 4 dargestellt ist, erreicht, wird der Temperatursteu ervorgang begonnen, um die Oberflächentemperatur der obe ren Fixierwalze 32 auf der Zieltemperatur zu halten. Die Vordrehung der Fixierwalzen 32 und 34 wird für eine vor gegebene Zeit L ₁ fortgesetzt, z.B. 30 Sek., nachdem die Ober flächentemperatur der oberen Fixierwalze 32 die Zieltem peratur T ₁ erreicht hat, um den Temperaturanstieg an der Oberfläche der unteren Fixierwalze 34 zu beschleunigen. Wenn die Oberflächentemperatur der unteren Fixierwalze 34 eine Zieltemperatur T _2, z.B. 140°C, wie in Fig. 4 darge stellt ist, erreicht, wird der Temperatursteuervorgang begonnen, um die Oberflächentemperatur der unteren Fixier walze 34 auf der Zieltemperatur T ₂ zu halten.

Die obere Heizung 33 und die untere Heizung 37 werden durch eine EIN-AUS-Steuerung gesteuert, bei der die je weiligen Oberflächentemperaturen der oberen Fixierwalze 32 und der unteren Fixierwalze 34 durch die Thermistoren 35 bzw. 38 erfaßt werden, und die Heizungen werden einge schaltet, wenn die Oberflächentemperatur unter die Ziel temperatur sinkt, und die Heizungen werden ausgeschaltet, wenn die Oberflächentemperatur über die Zieltemperatur steigt. Der EIN-Zustand und der AUS-Zustand der Heizungen werden für eine vorgegebene Zeit, z.B. 3 Sek. aufrecht er halten, um eine allzu häufige EIN-AUS-Steuerung zu vermeiden.

Bezugnehmend auf Fig. 5 wird, im Fall, daß die Oberflächen temperatur der oberen Fixierwalze die Zieltemperatur T ₁ erreicht bevor die Temperaturdifferenz zwischen der obe ren Fixierwalze 32 und der unteren Fixierwalze den vor gegebenen Wert ΔT1 erreicht, die Vordrehung für eine zweite vorgegebene Zeit L _2, z.B. 7 Sek., fortgesetzt, die kürzer ist als die vorgegebene Zeitdauer L _1, um nur die ungleichmäßige Oberflächentemperaturverteilung auf den Fixierwalzen 32 und 34 zu beseitigen. Ein derar tiger Fall tritt auf, wenn das Kopiergerät kurz nach Be endigung des vorhergehenden Kopiervorganges neu einge schaltet wird und die Fixierwalzen 32 und 34 sehr warm sind. Der Temperatursteuervorgang zum Aufrechterhalten der Oberflächentemperatur der oberen Walze und der unte ren Walze wird in der gleichen Weise wie im in Fig. 4 dargestellten Fall durchgeführt.

Wenn der Hauptmotor zum Vordrehen der Fixierwalzen 32 und 34 betätigt wird, wird die fotoempfindliche Trommel 1 gedreht, das Einstellsignal für die Entwicklungsvor spannung wird geliefert und der Transferlader 7 und die Hauptlöschlampe 2 werden eingeschaltet, um unnötige La dungen auf der fotoempfindlichen Trommel 1 zu löschen. Wenn das Vordrehen der Fixierwalzen 32 und 34 beendet ist, wird die fotoempfindliche Trommel 1 angehalten und der Transferlader 7 und die Hauptlöschlampe 2 werden in Folge ausgeschalten, um den vorbereiteten Vorgang für das Kopiergerät zu beendigen.

Im Fall einer Beschädigung des Heizelementes der unteren Heizung 37 oder des Thermistors 38 übersteigt die Tempera turdifferenz zwischen der oberen Fixierwalze 32 und der unteren Fixierwalze 34 einen vorgegebenen Wert ΔT2, der größer ist als der Wert ΔT1. In einem derartigen Fall wird das Kopiergerät sofort angehalten, und eine Warn anzeige wird abgegeben.

Im folgenden wird anhand der Fig. 7 bis 11 die Tem peratursteuerung des Mikroprozessors 50 beschrieben.

Fig. 7 zeigt das Hauptprogramm der Temperatursteuerung, bei der die Speicher und Register im Schritt S 1 initiali siert werden. Der interne Zeitgeber des Mikroprozessors 50 wird im Schritt S 2 eingestellt und gestartet. Das Vor drehen zum Aufheizen der Fixierwalzen 32 und 34 zum Beseitigen einer ungleichmäßigen Temperaturverteilung und zum Löschen unnötiger Ladungen auf der fotoempfindli chen Trommel 1, werden im Schritt S 3, der im einzelnen später mit Bezug auf Fig. 8 beschrieben wird, gestartet.

Bei Schritt S 4 wird der Temperatursteuervorgang zum Steu ern der Oberflächentemperaturen der Fixierwalzen 32 und 34 in Gang gesetzt, der später im einzelnen mit Bezug auf die Fig. 9, 10 und 11 beschrieben wird.

Bei Schritt S 5 wird der Kopiervorgang durchgeführt. Ande re Abläufe, z.B. das Verarbeiten von durch Tasten einge gebenen Eingabedaten, werden im Schritt S 6 durchgeführt; deren Beschreibung wird unterlassen, da sich diese Ab läufe nicht direkt auf die vorliegende Erfindung beziehen.

Im Schritt S 7 wird eine Entscheidung getroffen, ob eine Zeitzählung durch den Zeitgeber beendet ist oder nicht, und wenn die Entscheidung JA lautet, kehrt der Ablauf zum Schritt S 2 zurück, um den nächsten Zyklus zu starten.

Im folgenden wird mit Bezug auf den Ablaufplan der Fig. 8 das Steuerunterprogramm für die vorbereitende Drehung, das beim Schritt S 4 dargestellt wurde, beschrieben. Zu nächst wird im Schritt S 10 eine Entscheidung getroffen, ob einer von fünf Zeitgebern, d.h. ein Zeitgeber 0, ein Zeitgeber 2, ein Zeitgeber 3, ein Zeitgeber 4 oder ein Zeitgeber 5, für die Vordrehung eingeschaltet ist oder nicht. Von diesen fünf Zeitgebern sind niemals zwei oder mehr Zeitgeber gleichzeitig eingestellt. Im Schritt S 11 wird eine Entscheidung getroffen, ob die Zeitzählung durch den gesetzten Zeitgeber beendet ist oder nicht. Falls die Entscheidung im Schritt S 11 NEIN ist, kehrt der Ablauf in das Hauptprogramm zurück. Wenn die Entscheidung im Schritt S 11 JA ist, erfolgt eine Inkrementierung durch Addieren einer 1 zu einer Zustandskennzahl für die Vordrehung, die die Ablauffolge im Schritt S 12 kennzeichnet. Wenn die Entscheidung im Schritt S 10 NEIN ist, geht der Ablauf zum Schritt S 13 über, in dem die Zustandskennzahl geprüft wird. Wie anhand des Ablaufplans der Fig. 7 dargestellt wurde, beträgt, da die Steuerschaltung im Schritt S 1, di rekt nachdem der Hauptschalter geschlossen wurde, initiali siert wurde, die Zustandskennzahl "0" und der Ablauf geht zum Schritt S 14. Eine Marke (flag) Fl zur Durchführung einer Vordrehung der fotoempfindlichen Trommel, der in einem Temperatursteuerprogramm, das später beschrieben wird, ein Wert zugewiesen wurde, wird im Schritt S 14 ge prüft. Falls die Marke F 1=1, wird die Vordrehung der fotoempfindlichen Trommel ermöglicht, die Marke im Schritt S 15 auf 0 zurückgesetzt und dann der Hauptmotor betätigt und im Schritt S 16 das Einstellsignal für die Entwicklungs vorspannung abgegeben und der Zeitgeber im Schritt S 17 eingestellt. Der Zeitgeber 0 ist ein Verzögerungszeit geber, der die Zeit einhält, in der die Drehgeschwindig keit des Hauptmotors auf die normale Drehgeschwindigkeit steigt. Nachdem der Zeitgeber 0 eingestellt ist, kehrt der Ablauf zum Hauptprogramm zurück. Im nächsten Zyklus wird im Schritt S 11 entschieden, ob die Zeitzählung durch den Zeitgeber beendet ist oder nicht. Falls die Entschei dung im Schritt S 11 JA ist, geht der Ablauf zum Schritt S 12, wo durch Zuzählen von 1 zu der Zustandskennzahl eine Inkrementierung durchgeführt wird, und dann erfolgt der Programmablauf über die Schritte S 13 bis S 18.

Wenn die Entscheidung im Schritt S 14 F1≠1 lautet, wird das Vordrehen nicht ermöglicht, der Ablauf kehrt zum Hauptprogramm zurück.

Im Schritt S 18 wird die Zustandskennzahl geprüft und, wenn die Zustandskennzahl "1" ist, geht der Ablauf zum Schritt S 19, wo die Hauptlöschlampe und der Transferlader eingeschaltet werden, dann wird eine Inkrementierung durch Zuzählen von 1 zu der Zustandskennzahl im Schritt S 20 durchgeführt, um die Zustandskennzahl auf "2" zu erhöhen, und dann kehrt der Ablauf zurück zum Hauptprogramm.

Im Schritt S 21 wird die Zustandskennzahl geprüft und, wenn die Zustandskennzahl "2" ist, geht der Ablauf zum Schritt S 22, wo eine Marke F 2 geprüft wird welche gesetzt wird, wenn die Oberflächentemperatur der oberen Fixierwalze 32 im Temperatursteuerunterprogramm, das später beschrieben wird, den Zielwert erreicht. Wenn insbesondere F2=1, d.h. wenn die Oberflächentemperatur der oberen Fixierwal ze den Zielwert erreicht hat, wird die Marke F 2 im Schritt S 23 auf "0" zurückgesetzt und dann wird eine Marke F 5 im Schritt S 24 geprüft, die beim Ansteigen der Temperatur differenz zwischen der oberen Fixierwalze 32 und der unteren Fixierwalze 34 auf einen vorgegebenen Wert ΔT1, z.B. 140°C, gesetzt wurde. Wenn F 5=1, d.h.,wenn die Temperaturdifferenz größer ist als der vorgegebene Wert ΔT1 wird für den Zeitgeber im Schritt S 25 eine erste Zeit L _1, z.B. 30 Sek.,eingestellt, um das Andauern der Vordrehung um die Zeit L ₁ zu verlängern, so daß die untere Fixierwalze 34, die noch nicht ausreichend ge heizt wurde, durch die obere Fixierwalze aufgeheizt wird,um eine ungleichmäßige Oberflächentemperaturverteilung zu beseitigen, und dann wird die Marke F 5 im Schritt S 27 auf "0" zurückgesetzt, und der Ablauf kehrtzurück zum Hauptprogramm. Wenn F 5≠ 1, d.h.,wenn die Temperatur differenz zwischen der oberen Fixierwalze 32 und der unteren Fixierwalze 34 kleiner als der vorgegebene Wert ΔT1 ist und die untere Fixierwalze ausreichend geheizt ist, geht der Ablauf zum Schritt S 26, wo der Zeitgeber 2 für eine zweite Zeit L _2, z.B. 7 Sek., die kleiner ist als die erste Zeit L _1, gesetzt wird, einfach um eine un gleichmäßige Oberflächentemperaturverteilung zu besei tigen, und dann geht der Ablauf in das Hauptprogramm zurück.

Im Schritt S 28 wird die Zustandskennzahl geprüft,und wenn die Zustandskennzahl "3" ist, geht der Ablauf zum Schritt S 29, wo der Transferlader abgeschaltet wird, dann wird der Zeitgeber 3 für eine Zeit eingeschaltet, die der Dauer der Drehung der fotoempfindlichen Trommel entspricht, die erforderlich ist, um unnötige Ladungen auf der fotoempfindlichen Trommel im Schritt S 30 zu lö schen, und dann kehrt der Ablauf zurück zum Hauptprogramm.

Im Schritt S 31 wird die Zustandskennzahl geprüft. Wenn die Zustandskennzahl "4" ist, geht der Ablauf zum Schritt S 32 und schaltet die Hauptlöschlampe ab, dann wird der Zeitgeber 4 für eine Zeit eingestellt, die erforderlich ist, um den Betrieb der Hauptlöschlampe im Schritt S 33 zu stoppen, und dann geht der Ablauf zurück zum Haupt programm.

Im Schritt S 34 wird die Zustandskennzahl geprüft. Wenn die Zustandskennzahl "5" ist, geht der Ablauf zum Schritt S 34, der Schalter für den Hauptmotor wird abgeschaltet und der Zeitgeber 5 wird im Schritt S 36 auf eine Zeit eingestellt, die erforderlich ist, um den Hauptmotor anzuhalten, und dann geht der Ablauf zum Hauptprogramm zu rück.

Im Schritt S 37 wird die Zustandskennzahl geprüft. Wenn die Zustandskennzahl "6" ist, geht der Ablauf zum Schritt S 38, um das Einstellsignal für die Entwicklungsvorspannung abzuschalten, dann wird im Schritt S 39 durch Addieren von 1 die Zustandskennzahl auf "7" erhöht, und dann wird eine Marke F 3 im Schritt S 40 für die Beendigung der vorberei tenden Drehung gesetzt. Nachdem die vorbereitende Drehung durchgeführt wurde, wird kein Schritt des Unterprogramms für die vorbereitende Drehung durchgeführt.

Im folgenden wird mit Bezug auf das Flußdiagramm der Fig. 9 das im Schritt S 4 erwähnte Unterprogramm zur Tem peratursteuerung beschrieben.

Im Schritt S 50 wird entschieden, ob der Hauptschalter auf EIN ist oder nicht. Wenn der Hauptschalter auf EIN ist, wird der Temperatursteuerungsvorgang zur Steuerung der unteren Fixierwalze 34 durchgeführt, der im folgenden im einzelnen beschrieben wird.

Im Schritt S 52 wird der Status der Marke F 4 geprüft, die gesetzt wird, wenn die Oberflächentemperatur der oberen Fixierwalze 32 die Zieltemperatur T ₁ erreicht. Wenn F 4=0, d.h., wenn die Oberflächentemperatur der oberen Fixierwalze 32 die Zieltemperatur nicht erreicht, geht der Ablauf zum Schritt S 53, wo eine Entscheidung getroffen wird, ob die Oberflächentemperatur der oberen Fixierwalze 32 größer ist als die Zieltemperatur T ₁ oder nicht. Wenn die Ober flächentemperatur der oberen Fixierwalze 32 größer ist als die Zieltemperatur T _1, wird die obere Heizung 33 im Schritt S 54 ausgeschaltet, dann werden die Marken F 1, F 2 und F 4 in den Schritten S 55 und S 56 gesetzt, und dann kehrt der Ablauf zum Hauptprogramm zurück. Wenn die Oberflächentemperatur der oberen Fixierwalze 32 niedriger ist als die Zieltemperatur, geht der Ablauf zum Schritt S 57, wo die obere Heizung 33 eingeschaltet wird, und dann wird der Status einer Marke F 5 im Schritt S 58 geprüft, die anzeigt, ob die Oberflächentemperatur differenz zwischen der oberen Fixierwalze 32 und der unteren Fixierwalze 34 einen vorgegebenen Wert ΔT1, z.B. 140°C, erreicht hat, oder nicht. Wenn F 5=0, wird im Schritt S 59 entschieden, ob die Temperaturdifferenz größer als der vorgegebene Wert T 1 ist oder nicht und, wenn die Entscheidung im Schritt S 59 JA ist, werden die Marken F 1 und F 5 im Schritt S 60 gesetzt, und dann kehrt der Ablauf ins Hauptprogramm zurück.

Wenn die Entscheidung im Schritt S 58 oder im Schritt S 59 NEIN lautet, kehrt der Ablauf zum Hauptprogramm zurück. Wenn die Entscheidung im Schritt S 52 NEIN ist, d.h., wenn die Oberflächentemperatur der oberen Fixierwalze 32 die Zieltemperatur erreicht, geht der Ablauf zum Schritt S 61, wo der Temperatursteuervorgang für die obere Fixierwalze 32, der im folgenden beschrieben wird, gestartet wird.

Im Schritt S 62 wird eine Entscheidung getroffen, ob die Oberflächentemperaturdifferenz zwischen der oberen Fixierwalze 32 und der unteren Fixierwalze 34 so groß wie ein Wert ΔT2 ist, der größer ist als der vorgegebe ne Wert ΔT1. Wenn die Entscheidung im Schritt S 62 JA ist, geht der Ablauf zum Schritt S 63, um einen Fehler zustand anzuzeigen und das Kopiergerät anzuhalten.

Wenn die Entscheidung im Schritt S 50 NEIN lautet, was das Ende des Kopiervorgangs anzeigt, geht der Ablauf zum Schritt S 64, in dem die obere und die untere Heizung abgeschaltet werden, dann wird die Marke F 4 auf "0" im Schritt S 65 zurückgesetzt, und dann geht der Ablauf zu rück zum Hauptprogramm.

Im folgenden wird das Unterprogramm zur Temperatursteuerung für die Steuerung der Oberflächentemperaturen der oberen Fixierwalze 32 und der unteren Fixierwalze 34, das in dem Schritt S 51 und in dem Schritt S 61 des Ablaufdiagramms der Fig. 9 erwähnt wurde, beschrieben. Da die Temperatur steuerungsunterprogramme für die obere Fixierwalze 32 und für die untere Fixierwalze 34 im wesentlichen gleich sind, wird nur das Temperatursteuerungsunterprogramm für die obere Fixierwalze 32 mit Bezug auf Fig. 10 im einzel nen beschrieben, und das Temperatursteuerunterprogramm für die untere Fixierwalze 34 wird kurz beschrieben.

Bezugnehmend auf Fig. 10, wird im Schritt S 70 eine Entschei dung getroffen, ob der Verzögerungszeitgeber eingeschal tet ist oder nicht. Der Verzögerungszeitgeber ist zur Durchführung einer nachlaufenden EIN/AUS-Steuerung der oberen Heizung 33 vorgesehen, um den EIN-Zustand und den AUS-Zustand der oberen Heizung 33 für eine vorgegebe ne Zeitdauer, z.B. 3 Sek., aufrecht zu erhalten, so daß die obere Heizung 33 nicht zu häufig ein- und ausgeschal tet wird. Wenn der Verzögerungszeitgeber gesetzt ist, wird im Schritt S 71 entschieden, ob die Zeitzählung durch den Zeitgeber beendet ist oder nicht. Wenn die Entscheidung im Schritt S 71 JA ist, wird im Schritt S 72 eine Entscheidung getroffen, ob die Oberflächentemperatur der oberen Fixierwalze 32 höher ist, als die Zieltempera tur T 1, z.B. 190°C. Wenn die Entscheidung im Schritt S 72 JA ist, wird im Schritt S 73 entschieden, ob die obere Heizung 33 eingeschaltet ist, oder nicht. Wenn die Ent scheidung S 73 JA lautet, wird der Verzögerungszeitgeber im Schritt S 74 gesetzt, dann wird die obere Heizung 33 im Schritt S 75 ausgeschaltet, und dann kehrt der Ablauf zurück zum Temperatursteuerprogramm. Wenn im Schritt S 73 die Entscheidung NEIN lautet, geht der Ablauf zum Schritt S 75.

Wenn die Entscheidung im Schritt S 72 NEIN lautet, geht der Ablauf zum Schritt S 76, wo eine Entscheidung getroffen wird, ob die obere Heizung 33 ausgeschaltet ist, oder nicht.

Wenn die Entscheidung im Schritt S 76 JA lautet, wird der Verzögerungszeitgeber im Schritt S 77 gesetzt, dann wird die obere Heizung 33 im Schritt S 78 eingeschaltet, und dann geht der Ablauf zurück zum Temperatursteuerprogramm. Wenn die Entscheidung im Schritt S 76 NEIN ist, geht der Ablauf zum Schritt S 78.

Wenn die Entscheidung im Schritt S 70 NEIN ist, geht der Ablauf zum Schritt S 72, wo eine Entscheidung getrof fen wird, ob die Oberflächentemperatur der oberen Fixier walze 32 größer ist als die Zieltemperatur T 1 oder nicht. Wenn die Entscheidung im Schritt S 71 NEIN ist, geht der Ablauf zurück zum Temperatursteuerprogramm.

Das in Fig. 11 dargestellte Temperatursteuerprogramm für die untere Fixierwalze 34 ist im wesentlichen das gleiche wie das für die obere Fixierwalze 32, mit der Ausnahme, daß die Zieltemperatur T _2, z.B. 140°C, die als Entschei dungskriterium im Schritt S 28 dient, niedriger ist als die Zieltemperatur T ₁ der Oberflächentemperatur der obe ren Fixierwalze 32.

Auf diese Weise wird erfindungsgemäß die vorbereitende Drehung der oberen Fixierwalze und der unteren Fixierwal ze gestartet, nachdem die Oberflächentemperaturdifferenz zwischen der oberen Fixierwalze und der unteren Fixier walze einen vorgegebenen Wert erreicht hat, aus den folgen den Gründen:

Bei Beginn des Kopiervorgangs sind die Fixierwalzen kalt, wenn das Kopiergerät in einer Umgebung mit tiefer Tempera tur angeordnet ist. Da die Heizleistung der unteren Hei zung für die untere Fixierwalze kleiner ist als die der oberen Heizung für die obere Fixierwalze, ist die Tem peraturanstiegsrate der unteren Fixierwalze kleiner als die der oberen Fixierwalze, und die ungleichmäßige Ober flächentemperaturverteilung auf der unteren Fixierwalze ist größer als die auf der oberen Fixierwalze. Aufgrund dessen ist es erforderlich, wenn die Fixierwalzen kalt sind, die Dauer der vorbereitenden Drehung zu erhöhen, um den Betrag der von der oberen Fixierwalze auf die unte re Fixierwalze übertragenen Wärmeenergie zu erhöhen, und die ungleichmäßige Oberflächentemperaturverteilung zu be seitigen.

Im Gegensatz dazu, sind, wenn das Kopiergerät in einer Umgebung mit nicht niedriger Temperatur steht, bei Beginn des Kopiervorgangs beide Fixierwalzen warm, und die Oberflächentemperatur der unteren Fixierwalze steigt vergleichsweise schnell und gleichmäßig, und deshalb ist es erforderlich, nur einen geringen Wärmeenergiebetrag von der oberen Fixierwalze auf die untere Fixierwalze zu übertragen, und die Dauer der vorbereitenden Drehung zur Beseitigung ungleichmäßi ger Temperaturverteilungen kann kurz sein.

Die Oberflächentemperaturdifferenz zwischen der oberen und der unteren Fixierwalze erreicht in einer kurzen Zeit einen vorgegebenen Wert, wenn die Fixierwalzen kalt sind. Aufgrund dessen wird die vorbereitende Drehung früher be gonnen, das bedeutet, daß die vorbereitende Drehung ver längert wird. Im Gegensatz dazu erreicht die Oberflächen temperaturdifferenz zwischen der oberen und der unteren Fixierwalze in einer relativ langen Zeit einen vorgegebenen Wert, wenn die Fixierwalzen warm sind. Aufgrund dessen wird die vorbereitende Drehung zeitlich später begonnen und das führt zu einem Abkürzen der vorbereitenden Drehung.

Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, werden gemäß der Er findung, wenn das Kopiergerät mit einer Spannungsquelle verbunden ist, die obere und die untere Fixierwalze statio när gehalten, und die vorbereitende Drehung der oberen und der unteren Fixierwalze wird begonnen, nachdem die Ober flächentemperaturdifferenz zwischen der oberen Fixierwalze und der unteren Fixierwalze einen vorgegebenen Wert er reicht hat. Entsprechend werden die obere und die untere Fixierwalze in einer kurzen Zeit auf die entsprechenden Betriebstemperaturen aufgeheizt, und der Energieverbrauch des Kopiergerätes ist reduziert. Des weiteren ergibt sich keine Möglichkeit, daß die obere und die untere Fixier walze durch lokal verhärteten Toner beschädigt werden, und somit wird die Lebensdauer der oberen und der unte ren Fixierwalzen verlängert. Des weiteren erzeugt das Kopiergerät weniger Lärm, da die oberen und unteren Fi xierwalzen nicht unnötig gedreht werden. In dem hier dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist sowohl die obere als auch die untere Fixierwalze mit einer in ternen Heizung versehen, jedoch kann auch nur eine der Walzen, entweder die obere Fixierwalze oder die untere Fixierwalze, mit einer Innenheizung versehen sein.

Claims

1. Vorrichtung zum Tonerbildfixieren mit einer ersten, mit einer Heizvorrichtung versehenen Walze; einer zweiten, so gegen die erste Walze gedrückte Walze, daß ein auf einem Aufnahmeblatt befindliches Tonerbild fi xiert wird, wenn das Aufnahmeblatt zwischen der ersten und der zweiten Walze durchläuft;
einer Antriebseinrichtung zum Drehantrieb der ersten und
der zweiten Walze,
einer Temperaturdifferenzdetektoreinrichtung zum Erfassen der Temperaturdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Walze; und einer Steuereinrichtung, die eine vorbereitende Drehung der ersten und der zweiten Walze auslöst, wenn die Tempera turdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Walze einen vorgegebenen Wert erreicht, nachdem die Heizeinrichtung ein geschaltet wurde.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Temperaturdifferenzdetektorein richtung eine erste Temperaturdetektoreinrichtung zum Er fassen der Temperatur der ersten Walze und eine zweite Temperaturdetektoreinrichtung zum Erfassen der Temperatur der zweiten Walze aufweist und daß sie die Temperaturdiffe renz zwischen der ersten und der zweiten Walze aufgrund der durch die erste und die zweite Temperaturdetektorein richtung erfaßten Temperaturen bestimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kontrolleinrichtung die vorbe reitende Drehung der ersten und der zweiten Walze aufgrund der von der ersten Temperaturdetektoreinrichtung gemessenen Temperatur, nach dem Beginn der vorbereitenden Drehung der ersten und der zweiten Walze beendet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuereinrichtung die vorberei tende Drehung der ersten und der zweiten Walze nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit, nachdem die Temperatur der ersten Walze eine vorgegebene Temperatur erreicht hat, beendet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die zweite Walze mit einer Heizein richtung versehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Heizleistung der Heizeinrichtung der zweiten Walze kleiner ist als die der Heizeinrichtung der ersten Walze.