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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Fixiereinrichtung mit einem keramischen
Substrat und einem auf dem keramischen Substrat angeordneten Heizwiderstand.
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In
jüngerer
Zeit sind bereits Fixiereinrichtungen mit einem Heizelement vorgeschlagen
worden, bei dem ein Heizwiderstand auf einem wärmeleitfähigen keramischen Substrat
ausgebildet ist. Eine solche Fixiereinrichtung ist z.B. aus der
EP-A-0 461 595 bekannt.
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Außerdem ist
aus der US-Patentschrift 5-083 168 eine Fixiereinrichtung mit einem
Heizelement bekannt, das ein Substrat, eine auf dem Substrat angeordnete
Heizschicht sowie einen ebenfalls auf dem Substrat angeordneten
wärmebedingten
Schmelzbereich aufweist. Der Schmelzbereich schmilzt bei einer über der
Fixiertemperatur und unter dem Temperaturfestigkeitswert des Substrats
liegenden Temperatur und unterbricht hierbei die Verbindung der
Heizschicht mit ihrer Stromversorgung. Außerdem ist ein separates Temperatur-Detektorelement
auf dem Substrat angeordnet.
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Ein
solches Heizelement besitzt eine geringe Wärmekapazität, sodass die Temperatur der
Fixiereinrichtung schnell geändert
werden kann. Außerdem
treten keine Stromspitzen auf. Diese Eigenschaften erweisen sich
z.B. bei einer Wärmequelle für die Fixiereinrichtung
eines Bildaufzeichnungsgeräts
als sehr vorteilhaft, sodass ein solches Heizelement der üblicherweise
als Wärmequelle
für thermische
Fixiereinrichtungen verwendeten Halogen-Heizeinrichtung überlegen ist.
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1 zeigt ein Beispiel für ein solches
Heizelement, wobei 1(a) eine
teilweise als Schnittansicht ausgeführte Draufsicht der Vorderseite
dieses Heizelements 3 darstellt, während 1(b) eine Draufsicht der Rückseite
zeigt. Ein Dickschicht-Heizwiderstand 5 erzeugt Wärme, wenn
eine Spannung an Stromversorgungselektroden 8 und 9 angelegt wird,
die an den jeweiligen Enden des Heizwiderstands 5 angeordnet
sind.
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Zur
Temperatursteuerung des Heizelements 3 wird die dem Dickschicht-Heizwiderstand 5 zugeführte elektrische
Leistung dahingehend gesteuert, dass die von einem Thermistor 6 ermittelte
Temperatur des Heizelements 3 konstant gehalten wird.
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2 zeigt eine thermische
Fixiereinrichtung 1 des Schichtheiztyps, bei dem der auf
einem keramischen Substrat 4 ausgebildete Dickschicht-Heizwiderstand 5 als
Wärmequelle
dient. Eine thermische Fixiereinrichtung dieser Art besitzt die
vorteilhaften Eigenschaften, dass sie auf Grund des schnellen Temperaturanstiegs
des Heizelements 3 schnell betriebsbereit ist, eine Verringerung
des Stromverbrauchs und dergleichen ermöglicht und somit sehr effektiv
ist.
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Die
geringe thermische Kapazität
des Heizelements 3 erschwert jedoch die Steuerung. Da nämlich bei
einer thermischen Fixiereinrichtung eines Bildaufzeichnungsgeräts eine
konstante Temperatur eingeregelt wird, sind plötzliche Temperaturänderungen
während
des Bildfixiervorgangs unerwünscht.
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Wenn
somit der Dickschicht-Heizwiderstand 5 als Wärmequelle
für eine
thermische Fixiereinrichtung dient, wird ein Dickschicht-Heizwiderstand 5 mit einer
geringfügig
höheren Nennleistung
als der tatsächlich
erforderlichen Nennleistung verwendet und die dem Dickschicht-Heizwiderstand 5 zugeführte elektrische
Leistung zur Aufrechterhaltung einer konstanten Temperatur phasen-
oder taktgesteuert.
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Wenn
daher eine Fehlfunktion oder ein Ausfall eines Temperatursensors 6 des
Heizelements 3 oder der Schaltungsanordnung zur Ansteuerung
des Dickschicht-Heizwiderstands 5 auftritt
und der Dickschicht-Heizwiderstand 5 kontinuierlich
mit Strom bzw. elektrischer Leistung versorgt wird, führt dies
zu einem raschen Temperaturanstieg des Dickschicht-Heizwiderstands 5.
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Wenn
ein solcher Störzustand
unbeachtet bleibt bzw, nicht behoben wird, kann bei der thermischen
Fixiereinrichtung eine Rauchentwicklung und schließlich sogar
eine Brandentwicklung auftreten. Zur Vermeidung einer solchen Situation
ist die thermische Fixiereinrichtung daher mit einem thermischen
Schutzelement 13 (1(b))
wie einer Schmelzsicherung versehen.
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Außerdem kann
zur Verhinderung des vorstehend beschriebenen Störzustands ein Stromwandler,
Optokoppler oder dergleichen vorgesehen sein, um einer Fehlfunktion
oder einem Ausfall eines die Stromversorgung des Dickschicht-Heizwiderstands 5 steuernden
Triacs oder dergleichen zu begegnen, wobei im Falle der Ermittlung
eines über
den Dickschicht-Heizwiderstand 5 ohne
Abgabe eines entsprechenden Ansteuersignals der Temperatursteuerschaltung
fließenden
Stroms ein aus einem Relais oder dergleichen bestehendes und von
dem Triac unabhängiges
Steuersystem zur Unterbrechung der Stromversorgung verwendet wird.
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Das
thermische Schutzelement 13, wie eine thermische Sicherung
bzw. Schmelzsicherung, besitzt jedoch im allgemeinen eine größere Wärmekapazität als der
das Heizelement bildende Heizwiderstand 5 oder das keramische
Substrat 4 und spricht somit langsamer an. Bevor das thermische
Schutzelement 13 anspricht, kann es somit zu einem Bruch des
Heizelements 3 (des keramischen Substrats, auf dem der
Dickschicht-Heizwiderstand ausgebildet ist) auf Grund von thermischer
Beanspruchung kommen. In einem solchen Falle treten elektrische
Entladungen oder Überschläge zwischen
benachbarten gebrochenen Teilen des Dickschicht-Heizwiderstands 5 an
den Bruchlinien des Heizelements auf. Da eine hohe Umgebungstemperatur
vorliegt, entzünden
sich leicht in der Nähe
befindliche brennbare Bestandteile, was dann zu einer Rauch- oder
Brandentwicklung führt.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Fixiereinrichtung
anzugeben, bei der bei einem Bruch des keramischen Substrats die
Wärmeerzeugung
des Widerstands zuverlässig
beendet werden kann.
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Darüber hinaus
liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Fixiereinrichtung
anzugeben, bei der auch bei Auftreten eines Bruchs des keramischen Substrats
eine Rauch- oder Brandentwicklung verhindert werden kann.
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Diese
Aufgaben werden durch eine Fixiereinrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Diese
und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich im einzelnen aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsbeispiele,
die in Verbindung mit den zugehörigen
Zeichnungen erfolgt. Es zeigen:
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1(a) eine Vorderansicht
eines Beispiels für
ein Heizelement,
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1(b) eine Rückansicht
des Heizelements gemäß 1(a),
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2 eine Schnittansicht einer
Fixiereinrichtung,
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3 eine perspektivische Darstellung
der Fixiereinrichtung gemäß 2,
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4 eine Schnittansicht eines
Bildaufzeichnungsgeräts,
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5 ein Schaltbild einer Regelschaltung zur
Einregelung einer konstanten Temperatur,
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6 eine Draufsicht der Rückseite
eines Heizelements,
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7 ein Schaltbild einer alternativen
Regelschaltung zur Einregelung einer konstanten Temperatur,
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8 ein Schaltbild einer Regelschaltung zur
Einregelung einer konstanten Temperatur gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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9 eine Draufsicht der Rückseite
eines Heizelements,
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10 eine grafische Darstellung
der Beziehungen zwischen einer Thermistortemperatur, einem Widerstandswert
und dem digitalen Ausgangssignalwert eines Analog/Digital-Umsetzers, und
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11 eine Regelschaltung zur
Einregelung einer konstanten Temperatur gemäß einem weiteren alternativen
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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BESCHREIBUNG
BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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4 zeigt eine vereinfachte
Schnittansicht eines Bilderzeugungsgeräts bzw. Bildaufzeichnungsgeräts, das
eine Fixiereinrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung aufweist. Bei diesem Aufzeichnungsgerät handelt
es sich um einen Laserdrucker, der auf der Basis eines elektrofotografischen Verfahrens
betrieben wird. Die Bezugszahl 51 bezeichnet ein trommelartiges
Element mit elektrofotografischer Ansprechempfindlichkeit, das in
Uhrzeigerrichtung (durch einen Pfeil gekennzeichnet) mit einer vorgegebenen
Umfangsgeschwindigkeit (Prozessgeschwindigkeit) in Drehung versetzt
wird. Dieses foto- oder lichtempfindliche Drehtrommelelement 51 wird
von einer Aufladeeinrichtung 52 auf ein vorgegebenes Potential
mit einer bestimmten Polarität aufgeladen
und sodann von einem Abtastlaserstrahl L belichtet, der von die
Bilddaten eines aufzuzeichnenden Bildes enthaltenden und von einer
Laser-Abtasteinrichtung 53 abgegebenen, zeitlich seriellen elektrischen
Digitalsignalen moduliert wird, wodurch ein die Bilddaten des aufzuzeichnenden
Bildes wiedergebendes elektrostatisches Ladungsbild auf dem fotoempfindlichen
Drehtrommelelement 51 ausgebildet wird. Die Bezugszahl 54 bezeichnet
einen Spiegel zur Polarisierung des Laserstrahls.
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Das
elektrostatische Ladungsbild wird von einer Entwicklungseinrichtung 55 in
ein sichtbares Bild in Form eines Tonerbildes umgesetzt. Sodann wird
dieses Tonerbild von einer Übertragungsaufladeeinrichtung 56 auf
ein Aufzeichnungsmaterial (Übertragungsmaterial) 12 übertragen,
das einer Blattzuführungskassette 57 durch
eine Zuführungswalze 58 entnommen,
durch ein Transportwalzenpaar 59, ein Ausrichtwalzenpaar 60 und
dergleichen hindurchgeführt
und zu einer Übertragungsstation zwischen
dem fotoempfindlichen Drehtrommelelement 51 und der Übertragungsaufladeeinrichtung 56 transportiert
wird.
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Das
Aufzeichnungsmaterial 12 mit dem darauf befindlichen Tonerbild
wird sodann zu einer thermischen Fixiereinrichtung geführt, wo
das Tonerbild in der vorstehend beschriebenen Weise fixiert wird. Anschließend wird
das Aufzeichnungsmaterial 12 mit dem fixierten Bild in
einen Ablagebehälter
oder ein Ablagemagazin 61 geführt. Nach der Bildübertragung
wird das fotoempfindliche Drehtrommelelement 51 von einer
Reinigungseinrichtung 62 gereinigt, um erneut bzw. wiederholt
für die
Bilderzeugung zur Verfügung
zu stehen.
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In
den 2 und 3 ist die Fixiereinrichtung
in Form einer Schnittansicht und in Form einer perspektivischen
Ansicht dargestellt.
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Die
Bezugszahl 1 bezeichnet die Gesamtanordnung der thermischen
Fixiereinrichtung. Die Bezugszahl 2 bezeichnet ein inneres
Folienführungselement
in Form einer Wanne mit einem halbkreisförmigen Querschnitt. In diesem
Folienführungselement 2 ist
eine in Richtung der Längsachse
verlaufende Ausnehmung im wesentlichen in der Mitte der Außenseite
ausgebildet, in die ein Heizelement 3 eingebettet und auf
diese Weise von dem Folienführungselement 2 gehalten
wird. Das innere Folienführungselement 2 mit
dem darin eingebetteten Heizelement 3 wird von einer zylindrischen
hitze- bzw. wärmebeständigen Folie
(Film) 10 lose umgeben, die zwischen dem Heizelement 3 und
einer Andruckwalze 11 verläuft, die eine elastische Gummischicht
aus einem Material mit sehr guten Trenn- oder Ablöseeigenschaften
wie Siliciumkautschuk aufweist.
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Wenn
die Andruckwalze 11 in Drehung versetzt wird, dreht sich
die zylindrische Fixierfolie 10 (Fixierfilm) um das innere
Folienführungselement 2 und
bleibt hierbei in festem Gleitkontakt mit der unteren Außenseite
des Heizelements 3.
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Bei
der in dieser Weise erfolgenden Drehbewegung der Folie 10 wird
das zu erwärmende
Aufzeichnungsmaterial 12 in den zwischen der Folie 10 und
der Andruckwalze 11 gebildeten Spalt geführt. Während der
Hindurchführung
des Aufzeichnungsmaterials 12 durch diesen Fixierspalt
N wird die von dem Heizelement 3 erzeugte Wärme über die
Folie 10 und das Aufzeichnungsmaterial 12 übertragen, wodurch
das bisher nicht fixierte Tonerbild t auf dem Aufzeichnungsmaterial 12 nun
thermisch fixiert wird.
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Die
Fixierfolie 10 besteht aus einer einschichtigen oder mehrschichtigen
Folie, die in Bezug auf Wärmebeständigkeit,
Trenn- oder Ablösefähigkeit
und Haltbarkeit ausgezeichnete Eigenschaften aufweist und vorzugsweise
eine Gesamtdicke von weniger als 100 μm aufweist, wobei eine Gesamtdicke
von weniger als 40 μm
bevorzugt wird. Bezüglich des
Materials für
die Fixierfolie 10 kann die Verwendung einer einschichtigen
Folie aus PTFE, PFA, FEP oder dergleichen oder die Verwendung einer
mehrschichtigen Folie mit einer Basisschicht aus Polyimid, Polyamidimid,
PEEK, PES, PPS oder dergleichen und einer auf die Außenseite
der Basisschicht aufgebrachten Schicht aus PTFE, PFA, FEP oder dergleichen
in Betracht gezogen werden.
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Das
Heizelement 3 umfasst eine Keramikplatte 4 als
Heizelementsubstrat, einen Dickschicht-Heizwiderstand 5,
ein Temperatur-Detektorelement 6 wie einen Thermistor und
eine Oberflächenschicht 7 wie
eine dünne
Schicht aus wärmefestem Glas
oder fluoriertem Kunststoff. Die Keramikplatte 4 besteht
aus einem hochwärmefesten
dielektrischen Material wie Aluminiumoxid, weist eine Dicke von
1 mm, eine Breite von 6 mm und eine Länge von 240 mm auf, erstreckt
sich senkrecht zur Transportrichtung des Aufzeichnungsmaterials 12 und
besitzt eine geringe Wärmekapazität. Der Dickschicht-Heizwiderstand 5 besteht
aus einem Heizwiderstandsmaterial wie Ag/Pd, RuO2,
Ta2N oder dergleichen und ist auf die Keramikplatte 4 in
Form eines 1 mm breiten Musters aufgedruckt, das in Richtung der
Längsachse
der Keramikplatte 4 an deren Außenseite (der Seite, die mit
der Folie in Berührung
tritt) verläuft.
Das Temperatur-Detektorelement 6 ist an der Innenseite
der Keramikplatte 4 (auf der dem Heizwiderstand gegenüber liegenden
Seite) angeordnet, wobei die Oberflächenschutzschicht 7 den
Heizwiderstand 5 und die Oberfläche, auf der der Heizwiderstand 5 angeordnet ist,
bedeckt. Das Heizelement 3 ist in die Ausnehmung des inneren
Folienführungselements 2 derart eingebettet
(und wird auf diese Weise in der Ausnehmung gehalten), dass die
Oberfläche
der Keramikplatte 4, auf der der Dickschicht-Heizwiderstand 5 angeordnet
ist, nach außen
gerichtet ist.
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5 zeigt ein Schaltbild einer
in der Fixiereinrichtung angeordneten Regelschaltung, durch die die
Temperatur des Heizwiderstands konstant auf einem vorgegebenen Temperaturwert
gehalten wird, während 6 eine Draufsicht auf die
Innenseite des Heizelements 3 (die dem Dickschicht-Heizwiderstand 5 gegenüberliegende
Seite) darstellt.
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Die
Bezugszahl 20 bezeichnet eine Einchip-Mikrosteuereinheit, die als Temperatur-Steuerschaltung
Verwendung findet und nachstehend vereinfacht als Zentraleinheit
CPU bezeichnet ist, während
die Bezugszahl 21 eine Heizelement-Steuerschaltung bezeichnet.
Bei der Zentraleinheit CPU 20 ist mit INPORT 1 ein
digitaler Eingabekanal bzw. eine digitale Eingangsschnittstelle
bezeichnet.
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Die
Bezugszahl 29 bezeichnet eine elektrisch leitende Schicht,
die an der Innenseite der Keramikplatte 4 des Heizelements 3 derart
ausgebildet ist, dass sie in Richtung der Längsachse der Keramikplatte 4 im
wesentlichen parallel zu dem Dickschicht-Heizwiderstand 5 verläuft. Diese
leitende Dünnschicht
ist elektrisch unabhängig
von dem Dickschicht-Heizwiderstand 5 vorgesehen. Die Bezugszahlen 29a und 29b bezeichnen
Elektroden, die an den gegenüberliegenden
Enden der leitenden Schicht angeordnet sind.
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Während eines
normal verlaufenden Bilderzeugungsvorgangs ermittelt die Zentraleinheit
CPU 20 die Änderung
des Widerstandswertes des Thermistors 6 und damit die Temperatur
der Keramikplatte 4 über
eine Schnittstelle INPORT 2, die eine Analog/Digital-Umsetzungseingabeschnittstelle
darstellt. Sodann steuert die Zentraleinheit CPU 20 die über einen
Ausgabekanal bzw. eine Ausgangsschnittstelle OUTPORT 1 erfolgende
Ausgangssignalabgabe zur Steuerung der Heizelement-Steuerschaltung 21,
wodurch der Dickschicht-Heizwiderstand 5 dahingehend angesteuert
wird, dass die ermittelte Temperatur konstant auf dem vorgegebenen Temperaturwert
gehalten wird.
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Dieser
Vorgang wird von der Zentraleinheit CPU 20 durchgeführt, wenn über die
Eingangsschnittstelle INPORT 2 ein Signal hohen Wertes
("H") eingegeben wird,
während
bei einem Signal niedrigen Wertes ("L")
die Heizelement-Steuerschaltung 20 dahingehend
gesteuert wird, dass die Ansteuerung des Dickschicht-Heizwiderstands 5 unterbleibt.
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Es
sei nun angenommen, dass eine Fehlfunktion des Thermistors 6 vorliegt
und die Zentraleinheit CPU fehlerhaft ermittelt, dass die Temperatur der
Keramikplatte 4 niedriger als die tatsächliche Temperatur ist. In
diesem Falle steuert die Zentraleinheit CPU die Heizelement-Steuerschaltung 21 dahingehend,
dass der Einschaltzustand des Dickschicht-Heizwiderstands 5 aufrecht
erhalten wird. Dies hat zur Folge, dass bei der Keramikplatte 4 ein plötzlicher
Temperaturanstieg auftritt und die Keramikplatte 4 auf
Grund der hierdurch gegebenen thermischen Beanspruchung bricht.
Beim Brechen der Keramikplatte 4 reißt die leitende Schicht 29,
wodurch der Signalpegel am Eingangskanal INPORT 2 der Zentraleinheit
CPU 20 auf den niedrigen Wert "L" übergeht.
Die Zentraleinheit CPU 20 steuert daher die Heizelement-Steuerschaltung 21 dahingehend an,
dass die Stromzufuhr des Dickschicht-Heizwiderstands 5 unterbrochen
bzw. beendet wird.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
wird somit bei einer Fehlfunktion des Thermistors 6 und
einem Bruch der Keramikplatte 4 die Stromversorgung des Dickschicht-Heizwiderstands 5 zum
Zeitpunkt des Brechens der Keramikplatte 4 unterbrochen,
wodurch das Auftreten von elektrischen Entladungen oder Überschlägen verhindert
wird, sodass keine Rauch- oder Brandentwicklung auftreten kann.
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7 zeigt ein alternatives
Ausführungsbeispiel,
bei dem ein Relais 26 als Einrichtung zur Unterbrechung
der Ansteuerung des Dickschicht-Heizwiderstands 5 (als
Einrichtung zur Abschaltung der Stromzufuhr) Verwendung findet,
ohne dass hierbei die Zentraleinheit CPU eingesetzt wird.
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Solange
die leitende Schicht 29 unversehrt ist, erfolgt über das
Relais 26 keine Unterbrechung der Stromversorgung. Bei
einer Fehlfunktion oder einem Ausfall des Thermistors 6 steuert
nicht nur die Zentraleinheit 20 die Heizelement-Steuerschaltung 21 zur
Abschaltung der Stromzufuhr zu dem Dickschicht-Heizwiderstand 5 an,
sondern das Relais 26 unterbricht ebenfalls die Stromversorgung über einen Transistor 30 als
Steuerschaltung der Einrichtung zur Unterbrechung der Stromversorgung.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel sind nämlich keine
Maßnahmen zur
Bewältigung
einer Situation getroffen worden, bei der ein Störzustand der Zentraleinheit
CPU vorliegt. Bei diesem Ausführungsbeispiel
kann jedoch die Stromversorgung unterbrochen werden, ohne die Zentraleinheit
CPU 20 einzubeziehen.
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Wenn
somit ein Störzustand
auftritt, bei dem auf Grund einer Fehlfunktion der Zentraleinheit
CPU 20 der Dickschicht-Heizwiderstand 5 eingeschaltet bleibt,
erfolgt über
das Relais 26 eine Unterbrechung der Stromversorgung des
Dickschicht-Heizwiderstands 5 zum Zeitpunkt eines Brechens
der Keramikplatte 4, wodurch eine durch elektrische Entladungen bzw. Überschläge hervorgerufene
Rauch- oder Brandentwicklung verhindert werden kann.
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Nachstehend
wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung näher
beschrieben.
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8 zeigt ein Schaltbild einer
in der erfindungsgemäßen Fixiereinrichtung
vorgesehenen Regelschaltung, durch die die Temperatur des Dickschicht-Heizwiderstands 5 konstant
auf einem vorgegebenen Temperaturwert gehalten wird. 9 zeigt eine Draufsicht
auf die Innenseite des Heizelements 3 (auf die dem Dickschicht-Heizwiderstand 5 gegenüberliegende
Seite), während 10 die Beziehung zwischen
der Temperatur des Thermistors 6 und dem Widerstandswert
in Form einer grafischen Darstellung veranschaulicht.
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Die
Bezugszahl 29 bezeichnet eine elektrisch leitende Schicht,
die an der Innenseite der Keramikplatte 4 des Heizelements 3 derart
ausgebildet ist, dass sie in Richtung der Längsachse der Keramikplatte 4 im
wesentlichen parallel zu dem Dickschicht-Heizwiderstand 5 verläuft. Diese
leitende Schicht 29 ist elektrisch unabhängig von
dem Dickschicht-Heizwiderstand 5 in Reihenschaltung mit
einem Thermistor 6 vorgesehen, der derart angeordnet ist,
dass er die leitende Schicht 29 im wesentlichen im mittleren
Bereich teilt. Die Bezugszahlen 29c und 29c bezeichnen
die elektrischen Kontakte zwischen der leitenden Schicht 29 und
Elektroden 6a und 6a des Thermistors 6.
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Bei
der Zentraleinheit CPU 20 sind mit OUTPORT 1 ein
Ausgangskanal bzw. eine Ausgangsschnittstelle für digitale Ausgangssignale
und mit INPORT 2 eine Analog/Digital-Umsetzungsschnittstelle bzw. ein Analog/Digital-Umsetzungseingabekanal bezeichnet.
Bei Temperaturänderungen ändert sich auch
der Widerstandswert des Thermistors 6, wodurch sich wiederum
die Eingangsspannung in Form der in
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10 dargestellten, bei der
Analog/Digital-Umsetzung erhaltenen Digitalwerte ändert.
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Bei
einem normal verlaufenden Bilderzeugungsvorgang wird der Zentraleinheit
CPU 20 die Änderung
des Widerstandswertes des Thermistors 6 über den
Eingabekanal INPORT 2 zugeführt, der einen Analog/Digital-Umsetzungseingabekanal
darstellt, wodurch die Temperatur der Keramikplatte 4 erfasst
wird. Die Zentraleinheit CPU 20 gibt dann über den
Ausgabekanal OUTPORT 1 Ausgangssignale zur Steuerung der
Heizelement-Steuerschaltung 21 ab, wodurch der Dickschicht-Heizwiderstand 5 derart
angesteuert wird, dass die ermittelte Temperatur konstant auf dem
vorgegebenen Temperaturwert gehalten wird.
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Es
sei nun angenommen, dass eine Fehlfunktion bzw. ein Ausfall des
Thermistors 6 vorliegt und die Zentraleinheit CPU fehlerhaft
ermittelt, dass die Temperatur der Keramikplatte 4 unter
der tatsächlichen
Temperatur liegt. In diesem Falle steuert die Zentraleinheit CPU
die Heizelement-Steuerschaltung 21 dahingehend an, dass
der Einschaltzustand des Dickschicht-Heizwiderstands 5 aufrecht
erhalten wird. Dies hat zur Folge, dass bei der Keramikplatte 4 ein
plötzlicher
Temperaturanstieg auftritt und die Keramikplatte 4 auf
Grund der dadurch gegebenen Wärmebeanspruchung
bricht.
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Beim
Brechen der Keramikplatte 4 tritt auch ein Bruch der leitenden
Schicht 29 auf, wodurch die Spannung am Eingabekanal INPORT 2 auf
0 V abfällt.
Der bei der Analog/Digital-Umsetzung erhaltene Digitalwert am Eingabekanal
INPORT 2 geht somit sofort auf 00H über. Wenn die Zentraleinheit
CPU 20 diesen abrupten Übergang
des bei der Analog/Digital-Umsetzung erhaltenen Digitalwertes auf
00H feststellt, steuert sie die Heizelement-Steuerschaltung 21 dahingehend
an, dass die Stromzufuhr des Dickschicht-Heizwiderstands 5 unterbrochen
bzw. abgeschaltet wird.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
wird somit bei einer Fehlfunktion des Thermistors 6 und
einem Bruch der Keramikplatte 4 die Stromversorgung des Dickschicht-Heizwiderstands 5
zum Zeitpunkt des Brechens der Keramikplatte 4 unterbrochen,
wodurch das Auftreten von elektrischen Entladungen bzw. Überschlägen verhindert
wird, sodass keine Rauch- oder Brandentwicklung auftreten kann.
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11 zeigt ein weiteres alternatives
Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel
findet ein Relais 26 als Einrichtung zur Unterbrechung
der Ansteuerung des Dickschicht-Heizwiderstands 5 (als
Einrichtung zur Unterbrechung bzw. Abschaltung der Stromversorgung) Verwendung,
ohne dass die Zentraleinheit CPU einbezogen wird.
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Solange
die leitende Schicht 29 unversehrt bleibt, erfolgt über das
Relais 26 keine Unterbrechung der Stromversorgung, was
darauf beruht, dass die Basis des das Relais 26 ansteuernden
Transistors 30 über
den Thermistor 6 mit einem zur Aufrechterhaltung des Einschaltzustands
des Relais 26 ausreichenden Strom versorgt wird. Während eines
normal verlaufenden Bilderzeugungsvorgangs arbeitet somit dieses
Ausführungsbeispiel
in der gleichen Weise wie das zweite Ausführungsbeispiel.
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Nachstehend
wird nun eine Situation näher beschrieben,
bei der eine Fehlfunktion oder ein Ausfall des Thermistors 6 vorliegt
und ein Bruch der Keramikplatte 4 auftritt. In einem solchen
Falle wird der der Basis des das Relais 26 ansteuernden
Transistors 30 zugeführte
Strom unterbrochen und der Transistor 30 gesperrt. Das
Relais 26 fällt
somit ab und öffnet
sich, wodurch die Stromversorgung des Dickschicht-Heizwiderstands 5 unterbrochen
bzw. abgeschaltet wird. Gleichzeitig wird die Heizelement-Steuerschaltung 21 von
der Zentraleinheit CPU 20 zur Unterbrechung der Stromversorgung
des Dickschicht-Heizwiderstands 5 angesteuert.
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Während nämlich bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung keine Maßnahmen
zur Bewältigung
einer Situation getroffen sind, bei der ein Störzustand der Zentraleinheit
GPU 20 oder eine Fehlfunktion der Temperatur-Steuerschaltung 21 auf Grund
eines Kurzschlusses vorliegen, kann bei diesem Ausführungsbeispiel
die Stromversorgung ohne Einbeziehung der Zentraleinheit CPU 20 unterbrochen
bzw. abgeschaltet werden. Bei einem Störzustand, bei dem die Zentraleinheit
CPU auf Grund einer Fehlfunktion den Einschaltzustand des Dickschicht-Heizwiderstands 5 aufrecht
erhält,
bricht somit nicht nur die Keramikplatte 4, sondern das
Relais 26 unterbricht auch die Stromzufuhr zu dem Dickschicht-Heizwiderstand 5,
wodurch eine durch elektrische Entladungen bzw. Überschläge hervorgerufene Rauch- oder
Brandentwicklung verhindert wird.
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Im
Rahmen der vorstehenden Beschreibung ist der auf der Keramikplatte 4 ausgebildete
Heizwiderstand 5 als Dickschicht-Heizwiderstand beschrieben
worden, der unter Verwendung eines Dickschicht-Druckverfahrens ausgebildet
wird. Es liegt jedoch auf der Hand, dass auch andere Heizwiderstände Verwendung
finden können,
die in anderer Weise hergestellt worden sind.
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Obwohl
die Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf die offenbarten Anordnungen
und Ausführungsbeispiele
beschrieben worden ist, ist sie nicht auf die im einzelnen beschriebenen
Merkmale beschränkt,
sondern erstreckt sich selbstverständlich auch auf Modifikationen
oder Änderungen,
die im Rahmen des durch die Patentansprüche gegebenen Schutzumfangs
liegen.