DE69333432T2 - Fixier-Heizelement mit einem elektrisch leitenden Element in der Längsrichtung des Substrates - Google Patents

Fixier-Heizelement mit einem elektrisch leitenden Element in der Längsrichtung des Substrates Download PDF

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Fixiereinrichtung mit einem keramischen Substrat und einem auf dem keramischen Substrat angeordneten Heizwiderstand.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Diese Aufgaben werden durch eine Fixiereinrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • 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:
  • 1(a) eine Vorderansicht eines Beispiels für ein Heizelement,
  • 1(b) eine Rückansicht des Heizelements gemäß 1(a),
  • 2 eine Schnittansicht einer Fixiereinrichtung,
  • 3 eine perspektivische Darstellung der Fixiereinrichtung gemäß 2,
  • 4 eine Schnittansicht eines Bildaufzeichnungsgeräts,
  • 5 ein Schaltbild einer Regelschaltung zur Einregelung einer konstanten Temperatur,
  • 6 eine Draufsicht der Rückseite eines Heizelements,
  • 7 ein Schaltbild einer alternativen Regelschaltung zur Einregelung einer konstanten Temperatur,
  • 8 ein Schaltbild einer Regelschaltung zur Einregelung einer konstanten Temperatur gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 9 eine Draufsicht der Rückseite eines Heizelements,
  • 10 eine grafische Darstellung der Beziehungen zwischen einer Thermistortemperatur, einem Widerstandswert und dem digitalen Ausgangssignalwert eines Analog/Digital-Umsetzers, und
  • 11 eine Regelschaltung zur Einregelung einer konstanten Temperatur gemäß einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • In den 2 und 3 ist die Fixiereinrichtung in Form einer Schnittansicht und in Form einer perspektivischen Ansicht dargestellt.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.
  • 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.
  • 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.
  • 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
  • 10 dargestellten, bei der Analog/Digital-Umsetzung erhaltenen Digitalwerte ändert.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (5)

  1. Fixiereinrichtung (1), mit a) einem keramischen Substrat (4), b) einem auf dem keramischen Substrat angeordneten und in Richtung der Längsachse des keramischen Substrats verlaufenden Heizwiderstand (5), c) einem auf dem keramischen Substrat vorgesehenen elektrisch leitenden Element (29), d) einer Detektoreinrichtung (20) zur Ermittlung, ob ein Strom über das elektrisch leitende Element fließt oder nicht, und e) einer Unterbrechereinrichtung (20; 26) zur Unterbrechung der Stromversorgung des Heizwiderstands, wenn durch die Detektoreinrichtung ermittelt wird, dass kein Strom über das elektrisch leitende Element fließt, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitende Element (29) sich in der Längsrichtung des keramischen Substrats bis in die jeweilige Nähe von gegenüberliegenden Enden des keramischen Substrats erstreckt, um bei einem Brechen des keramischen Substrats zu reißen, und das elektrisch leitende Element (29) in einem nicht in einem Endbereich gelegenen Abschnitt ein Temperatur-Detektorelement (6) zur Ermittlung der Temperatur des keramischen Substrats aufweist.
  2. Fixiereinrichtung nach Anspruch 1, bei der das elektrisch leitende Element als Elektrode dient, über die das Ausgangssignal des Temperatur-Detektorelements aufgenommen wird.
  3. Fixiereinrichtung nach Anspruch 1, mit einer Stromversorgungs-Steuereinrichtung (21), die die Stromversorgung des Heizwiderstands derart steuert, dass die von dem Temperatur-Detektorelement ermittelte Temperatur auf einer vorgegebenen Fixiertemperatur gehalten wird.
  4. Fixiereinrichtung nach Anspruch 1, bei der der Heizwiderstand (5) an einer Seite des keramischen Substrats (4) angeordnet ist und das Temperatur-Detektorelement (6) und das elektrisch leitende Element (29) an der gegenüberliegenden Seite angeordnet sind.
  5. Fixiereinrichtung nach Anspruch 1, bei der der Heizwiderstand und das elektrisch leitende Element parallel zueinander angeordnet sind.
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