NL1006388C2 - Inrichting voor de regeling van vermogenstoevoer aan een belasting in een reproduktie-apparaat, in het bijzonder aan een fixeer-eenheid. - Google Patents

Description

Inrichting voor de regeling van vermogenstoevoer aan een belasting in een reproduktie-apparaat, in het bijzonder aan een fixeer-eenheid 5

Het octrooi heeft betrekking op een inrichting voor de regeling van vermogenstoevoer aan een belasting in een reproduktie-apparaat, in het bijzonder aan een fixeer-eenheid, omvattende een electrisch hoofdcircuit voor toevoer van vermogen van een energiebron aan de belasting, een van een stuurelectrode voorzien 10 schakelorgaan opgenomen in het electrische hoofdcircuit, waarbij een schakelsignaal aangelegd op de stuurelectrode een omschakeling van de toestand van het schakelorgaan bewerkstelligt, een nuldoorgangsdetector voor het genereren van een nuldoorgangsdetectie-signaal bij detectie van een nuldoorgang van een op het hoofdcircuit aanwezig in hoofdzaak sinusvormig signaal met periode P, een besturings-15 eenheid, verbonden met de stuurelectrode van het schakelorgaan voor het aanleggen van het schakelsignaal op de stuurelectrode door de besturingseenheid en verbonden met de nuldoorgangsdetector voor het ontvangen van het nuldoorgangsdetectie-signaal en voorzien van middelen voor ontvangst van een vermogensstuursignaal, dat een maat is voor het aan de belasting toe te voeren vermogen en op een reproductie 20 apparaat voorzien een dergelijke inrichting voor regeling van de vermogenstoevoer aan een belasting, in het bijzonder aan een fixeer-eenheid.

Er is een wens om het energieverbruik van reproduktie-apparaten steeds verder te verminderen. Bij reproduktie-apparaten van het type welke een tonerbeeld met behulp van warmte fixeren op een dragermateriaal wordt een groot deel van het 25 opgenomen vermogen verbruikt door de fixeer-eenheid. De fixeer-eenheid zorgt ervoor dat een tonerbeeld door warmte of door een combinatie van warmte en druk zich vasthecht aan het dragermateriaal. Het energieverbruik van een fixeer-eenheid kan worden verminderd door alleen warmte op te wekken in de fixeer-eenheid als deze warmte ook daadwerkelijk nodig is, dat wil zeggen op het moment dat er ook 30 daadwerkelijk toner aan een ontvangstvei gefixeerd moet worden. Dit vereist een fixeer-inrichting welke snel kan reageren. Hiervoor zijn instant fixeereenheden welke een kleine warmte-capaciteit bezitten geschikt. Een beschrijving van een dergeiijke fixeer-inrichting kan gevonden worden in US 4 355 225. Echter om een goed resultaat te krijgen moet de fixeer-eenheid gedurende het fixeren nauwkeurig een bepaalde 1006388 2 temperatuur kunnen vasthouden. Hiervoor is een nauwkeurige vermogensregeling noodzakelijk. Met behulp van een electronisch schakeielement, zoals een thyristor, triac of solid state relais is een dergelijke nauwkeurige regeling mogelijk. Een probleem met dergelijke schakelingen is het ontstaan van hogere harmonischen ten gevolgen van de 5 steile flanken op de schakelmomenten, waardoor vervuiling van het net veroorzaakt wordt. Het is bekend om, om deze hogere harmonischen te vermijden, te schakelen op de nuldoorgangen van de momentane spanningen. Vermogenstoevoer kan dan geregeld worden door op een gepaste manier halve periodes door te laten of te blokkeren. Een schakeling overeenkomstig de aanhef voor het realiseren van een 10 dergelijke vermogensregeling wordt uitgebreid beschreven in US 4 377 739. Echter tengevolge van de grote vermogens die dan pulserend afgenomen worden van het lichtnet, de bijbehorende pulserende grote stromen en de inwendige weerstand van het lichtnet ontstaan er spanningsvariaties op het lichtnet. Deze spanningsvariaties op het lichtnet veroorzaken flikker. Flikker is gedefinieerd als 'impression of unsteadiness of 15 visual sensation induced by a light stimulus whose luminance or spectral distribution fluctuates with time', in de internationale standaard CEI/IEC 1000-3-3. Flikker is vervelend voor de gebruiker en uit zich doordat lampen die op de fase van het lichtnet zijn aangesloten waar ook het reproduktie-apparaat op is aangesloten gaan flikkeren. In de voornoemde standaard worden twee grootheden beschreven waarmee flikker 20 gekarakteriseerd wordt: de 'short term flicker indicator' PS1 en de 'long term flicker indicator' P„. De eerste heeft betrekking op de intensiteit (severity) van de flikker geevalueerd over een korte periode (enkele minuten), de tweede heeft betrekking op de intensiteit (severity) van de flikker, geëvalueerd over een langere periode (enkele uren). Flikker kan worden gereduceerd door een SSR niet op de nuldoorgangen te schakelen 25 maar door fase-aansnijding toe te passen. Echter zoals hierboven al eerder opgemerkt veroorzaakt dit ongewenste straling.

De hier genoemde overwegingen zijn evenzo van toepassing op andere belastingen in een reproduktie-apparaat welke grote vermogens uit het lichtnet betrekken zoals bijvoorbeeld een papiervoorverwarmingseenheid.

30 Doel van de uitvinding is een inrichting voor de regeling van vermogenstoevoer aan een belasting in een reproduktie-apparaat te verkrijgen welke instantaan kan schakelen en waarbij tegelijkertijd zowel in het lichtnet geïnduceerde spannings fluctuaties, welke flikker veroorzaken, als netvervuiling ten gevolge van hogere harmonischen in verregaande mate verminderd zijn.

1006388 3

Hiertoe is de inrichting voor de regeling van vermogenstoevoer volgens de aanhef gekenmerkt door dat de besturings-eenheid middelen omvat voor het genereren van het schakelsignaal met een in de tijd vaderende fasehoek ten opzichte van de nuldoorgang van het op het hoofdcircuit aanwezig in hoofdzaak sinusvormig signaal, en 5 dat de in de tijd vaderende fasehoek varieert rond een door het vermogensstuursignaal bepaald fasehoek-instelpunt.

Doordat vermogen gradueel toegevoerd wordt worden spanningsflucutaties geminimaliseerd. Doordat de fase-aansnijding bij een constante vermogensbehoefte gevarieerd wordt, zijn hogere harmonischen in beduidend mindere mate aanwezig dan 10 in het geval dat met een vaste fasehoek aangestuurd wordt. De methode voorkomt dat iedere halve periode fase-aansnijding op exact dezelfde fasehoek plaatsvindt, waardoor een sterke piek in het frequentiespectrum van de harmonischen voorkomen wordt.

Een verdere verbetering wordt verkregen doordat de periodiek in de tijd variërende fasehoek varieert tussen twee uiterste waarden en dat bij het bereiken van 15 een uiterste waarde de op dat moment resterende stapgrootte als offset gebruikt wordt voor de volgende te genereren fasehoek.

Hierdoor wordt bereikt dat de fasehoeken van de respectievelijke fase-aansnijdingssignalen niet weer na het doorlopen van een aantal perioden op dezelfde waarde uitkomen. Hierdoor wordt het harmonischen spectrum nog verder afgeplat.

20 De uitvinding zal nu nader worden uiteengezet aan de hand van bijgaande figuren, waarvan:

Fig. 1 een schematische weergave van een afdruk inrichting toont;

Fig. 2 een fixeer-eenheid van het type dat geschikt is om instantaan vermogen te leveren weergeeft; 25 Fig. 3 een blokdiagram van een voedingscircuit volgens de uitvinding toont;

Fig. 4 een eerste flowdiagram van de aansturing van het SSR volgens de uitvinding weergeeft;

Fig. 5 een tweede flowdiagram van de aansturing van het SSR volgens de uitvinding weergeeft; 30 Fig. 6 een tijddiagram van de betrokken signalen weergeeft, en Fig.7-12 tonen tenslotte het gebruik van rated power blocks.

Figuur 1 toont een elektrofotografisch reproduktie-apparaat 1. Dit apparaat bevat een drumvormige fotogeleider 2 omgeven door achtereenvolgens een oplaad-inrichting 3, een LED-balk 4, een ontwikkelstation 5, een transferstation 6 en een cleaner 7.

1006388 4

Daarnaast is er voorzien in een papiermagazijn 8. Een vel wordt via papierbaan 9 langs transferstation 6 geleid, passeert fixeer-eenheid 10 en wordt afgelegd in aflegbak 11. Een centrale besturingseenheid 12 draagt er zorg voor dat alle eerder genoemde functies op de juiste momenten in werking treden en verzorgt de afhandeling van 5 instellingen door een gebruiker gemaakt op het bedieningspaneel 13 en verzorgt de afhandeling van communicatie met een aangesloten, echter niet getoonde, scanner en met een netwerk voor het verwerken van print-opdrachten. Een voedingscircuit 14 verzorgt de vermogenstoevoer van het lichtnet naar de fixeer-eenheid 10.

Gedurende een afdruk-operatie roteert de fotogeleider in de richting van de pijl en zal 10 het gebied van de fotogeleider ter plaatse van de oplaad-inrichting 3 tot een hoge negatieve spanning worden opgeladen. Dit gebied passeert vervolgens de LED-balk 4. Een in electronische vorm beschikbaar, af te drukken origineelbeeld wordt toegevoerd aan de LED-balk en deze projecteert het beeld (zwartschrijver) lijnsgewijze op de fotogeleider. Op die plaatsen waar de fotogeleider belicht wordt treedt lokaal geleiding 15 op en de lading vloeit daar weg. Op deze manier wordt een ladingsbeeld overeenkomstig het origineelbeeld op de fotogeleider gevormd. Bij het passeren van het ontwikkelstation 5 wordt toner aangebracht op de belichte gebieden. Bij het transferstation 6 wordt het tonerbeeld electrostatisch overgebracht op een vanuit papiermagazijn 8 via papierbaan 9 langsgevoerd vel kopiemateriaal. Cleaner 7 zorgt 20 ervoor dat eventuele tonerresten van de fotogeleider verwijderd worden.

Het vel kopiemateriaal voorzien van het tonerbeeld wordt vervolgens door fixeer-eenheid 10 geleid. De toner wordt hier op een zodanig temperatuur gebracht dat deze gaat verweken en zich vasthecht aan het kopiemateriaal. Vervolgens wordt het vel uitgevoerd en in een aflegbak gedeponeerd.

25 Figuur 2 toont een fixeer-eenheid van het type dat geschikt is om instantaan vermogen te leveren. De fixeer-inrichting bestaat uit een doosvormig huis 1 met buitenwanden die een afschermkap 2 vormen met een horizontale onderwand 3 een horizontale bovenwand 4 en vier verticale zijwanden. In twee tegenoverelkaar gelegen zijwanden 5 en 6 van de afschermkap 2 zijn spieetvormige openingen 7, respectievelijk 8 30 aangebracht die zich in horizontale richting over nagenoeg de gehele breedte van de betreffende zijwanden uitstrekken ter hoogte van het midden van de zijwanden 5 en 6, met een wijdte van bv. 6 mm en een lengte van bijvoorbeeld 900 mm. Buiten het huis 1 zijn nabij de spieetvormige opening 8 transportrollen 11 opgesteld voor het door een transportbaan in het huis voeren van het vel kopiemateriaal voorzien van een 1006388 5 toneibeeld. De transportbaan in het huis 1 wordt gevormd door velgeleidedraden 13 en 14 die respectievelijk onder en boven de transportbaan tussen de zijwanden 5 en 6 zijn gespannen in een richting die een scherpe hoek maakt met de transportrichting van een vel door het huis 1. De afstand tussen de draden 13 en 14 is bij de spieetvormige 5 opening 7 waar een vel het huis 1 binnenkomt groter dan bij de spieetvormige opening 8 waar het vel het huis 1 verlaat. De velgeleidedraden 13 en 14 zijn van 0,4 mm dik roestvast staal.

Onder de velgeleidedraden 13 die de onderkant van de veltransportbaan vormen zijn lamellen 15 aangebracht die een straler vormen. De lamellen 15 strekken zich dwars uit 10 ten opzichte van de veltransportrichting. Elk is gevormd uit een 9,6 mm brede band van roestvast staal met een dikte van 0,05 mm. De naar de papierbaan gerichte zijden van de lamellen 15 zijn met een laag hittebestendige lak zwart gespoten. Bij aansluiting op 220 Volt levert de straler een vermogen van 2000 W.

Twee in de veltransportrichting naast elkaar gelegen bandparten overlappen elkaar 15 gedeeltelijk. De stralerband is voorzien van een karteling door de band tussen twee tandwielen te trekken. Hierdoor wordt een zodanige mechanische voorspanning verkregen dat de banden bij uitzetting ten gevolge van temperatuurstijging niet gaan doorhangen.

De lamellen 15 zijn in serie geschakeld voor het verkrijgen van een electrische 20 weerstand van 24 ohm. De afschermkap 2 is aan de binnenzijde bekleed met een laag warmte-isolerend materiaal 16. Onder de straler is een warmtereflecterende plaat 17 van 1 mm dik reflectoraluminium aangebracht. Voor het regelen van de energietoevoer naar de straters is in het midden van het huis 1 een temperatuuropnemer 18 in de vorm van een NTC bevestigd op een lamel van de straler. Een tweede temperatuur-opnemer 25 19, eveneens uitgevoerd als een NTC, aangebracht onder in de fixeer-eenheid, geeft een indicatie van de omgevingstemperatuur. Het hierdoor gegenereerde signaal wordt gebruikt als een correctie op het setpoint.

Voor ontvangstmateriaal van 75 gram/m2 is een stralertemperatuur van circa 320°C voldoende om in de doorlooptijd van 5 meter/minuut een voor het fixeren van het 30 tonerbeeld benodigde veltemperatuur van circa 100°C te bereiken.

Fig. 3 toont een blokdiagram van het voedingscircuit volgens de uitvinding. Het voedingscircuit heeft via aansluitpunten 1 verbinding met het lichtnet, waaruit het benodigde vermogen wordt betrokken. Dit vermogen wordt via het hoofdcircuit 2 naar 1006388 6 de aansluitpunten 3 getransporteerd, waarop de stralerlamellen, in de figuur aangegeven met het verwijzingscijfer 4, van de fixeer-eenheid zijn aangesloten. In het hoofdcircuit 2 is een Solid State Relais 5 opgenomen. Dit Solid State Relais wordt in geleidende toestand gebracht door het aanleggen van een schakelsignaal op de stuur-5 electrode 6. Bij een nuldoorgang van de te schakelen wisselspanning op het hoofdcircuit komt het Solid State Relais weer in de open toestand. Het aan de belasting toe te voeren vermogen is nu te regelen door het Solid State Relais telkens een bepaald deel van een halve periode van de spanning op het voedingscircuit in geleidende toestand te brengen. De fasehoek waarbij het schakelsignaal telkens 10 aangelegd wordt aan stuurelectrode 6 is een maat voor het doorgelaten vermogen. Om het schakelsignaal telkens op een zelfde moment in de fase van de spanning op het hoofdcircuit te kunnen schakelen is synchronisatie met de wisselspanning vereist. Hiertoe is een nuldoorgangsdetector 7 opgenomen, welke de nuldoorgangen van de wisselspanning op het hoofdcircuit detecteert. Het schakelsignaal, weergegeven in 15 Fig.6B, wordt gegenereerd door besturings-eenheid 8 uitgevoerd volgens de uitvinding. Het tijdstip t^, de voor iedere halve fase opnieuw te bepalen fasehoek, wordt overeenkomstig de uitvinding afgeleid uit fasehoek t0. De fasehoek t0 vormt het instelpunt waaromheen de fase-aansnijding overeenkomstig de uitvinding gevarieerd wordt zoals verderop geïllustreerd zal worden. Dit instelpunt t0, dat overeenkomt met 20 een bepaald aan de belasting toe te voeren vermogen en uit te drukken is als een dutycycle, d.w.z. als een percentage van het maksimaal op te nemen vermogen, wordt bepaald door regel-eenheid 8A. Regel-eenheid 8A bepaalt het aan de belasting toe te voeren vermogen op grond van een schatting van de temperatuur van de stralerlamellen op basis van de meting van NTC 18, de omgevingstemperatuur 25 gedetecteerd door NTC 19, de bedrijfstoestand van het apparaat en het gekozen dragermateriaal. Deze laatste twee parameters worden door de centrale besturingseenheid aan de regeling toegevoerd. Het toe te voeren vermogen wordt door regel-eenheid 8A iedere 200 msec opnieuw bepaald. Dus iedere 200 msec wordt de waarde van t0 hernieuwd.

30 Besturingseenheid 8 is uitgevoerd als een microcontroller. Een flowdiagram van het

hierin vastgelegde programma om uit t01^, af te leiden is weergegeven in Fig.4 en Fig.5. Aan de hand van Fig.6 worden allereerst betrokken grootheden nader toegelicht: In Fig. 6A is het signaal 1 het sinusvormige verloop van de spanning zoals deze op het hoofdcircuit 2 ter plaatse van de lichtnet-aansluiting 1 aanwezig is. Besturingscircuit 8A

1006388 7 berekent op grond van bepaalde omgevingcondities zoals hiervoor uitgelegd het momentaan toe te voeren vermogen aan de fixeer-eenheid. Dit vermogen correspondeert met een fase-aansnijding op tijdstip tg. Overeenkomstig de uitvinding vindt fase-aansnijding nu niet plaats op het moment tg maar op het variërende moment 5 t^. Deze variaties van rond tg vinden plaats binnen de grenzen bepaald door het swingwindow. Het swingwindow wordt vastgelegd door de maksimaal toegestane afwijking van tg ter grootte van tg en word geclipt als het de grenzen van de halve periode overschrijdt, t^ doorloopt stapsgewijze met index n het swingwindow. De index n varieert tussen een negatieve uiterste waarde en een positieve uiterste waarde 10 overeenkomend met de uiterste waarden van het swingwindow. Per halve periode wordt een stap gezet, zodat iedere halve periode de index n met één opgehoogd of met één afgeiaagd wordt. Bij iedere stap wordt t^ met td verhoogd of verlaagd. De positie van ten opzicht van tg wordt nu op ieder moment bepaald door de index n, welke het aantal stappen ter grootte van td weergeeft waarmee t^ van t0 verwijderd is.

15 Fig. 6B toont het schakelsignaal 2 dat aangelegd wordt op de stuurelectrode op het tijdstip t^,.

De werking van de voedingsschakeling volgens de uitvinding zal nu uitgelegd worden aan de hand van de flowdiagrammen. Vertrekkende vanuit de start situatie 1 in Fig. 4 worden in stap 2 allereerst aan een aantal grootheden initiële waarden toegekend. Dit 20 zal normaliter bij inschakeling van het reproduktie-apparaat plaats vinden. Deze initiële instellingen omvatten de zwaai van het swing-window de stap td waarmee de actuele fase-aansnijding per fase-aansnijding telkens verschuift; het setpoint tg; t^, de voorgaande waarde van tg wordt initieel gelijk aan t0 gemaakt; het signaal FLAG dat aangeeft of de verschuiving van de fase-aansnijding stijgend of dalend is krijgt initieel 25 de waarde UP; en aan de index n wordt initiëel de waarde 0 toegekend. In stap 3 wordt de waarde van tg gelezen. In stap 4 wordt t^, berekend, het tijdstip waarop de fase-aansnijding binnen de huidige halve periode plaats moet vinden. In stap 5 wordt een timer T, gestart bij detectie van een nuldoorgang, deze timer loopt totdat in stap 6 de tijdsduur t^ is verstreken (J). In stap 7 wordt vervolgens op dat moment een een fase-30 aansnijdingsbesturingssingaal aan de besturingselectrode aangelegd. Vervolgens wordt in stap 3 tg weer ingelezen. Deze cyclus wordt iedere halve periode van de voedingsspanning uitgevoerd.

Aan de hand van Fig. 5 wordt gedetailleerd besproken hoe de berekening van t^, uitgevoerd wordt. Vertrekkende vanuit de startsituatie 1 wordt in stap 2 gecontroleerd of 1006388 8 t0 ongewijzigd is gebleven. Is dit niet het geval (N) dan impliceert dit dat ook de ligging van het swingwindow gewijzigd is; t^ zal dan stapsgewijs naar het nieuwe swingwindow toegaan: Hiertoe wordt in stap 3 de nieuwe index n berekend behorend bij de positie van de huidige t^ maar nu bepaald vanaf de nieuwe t0. Ligt de nieuwe positie rechts 5 van het swing-window of rechts van de fase-overgang aan het eind van de huidige halve periode zodat er gedipt moet worden (stap 4, J) dan wordt in stap 5 aan de variable FLAG de waarde DOWN toegekend. Is dit niet het geval (stap 4, N), dan wordt in stap 6 bepaald of de nieuwe positie links van het swingwindow ligt of links van de fase-overgang aan het begin van de huidige halve periode. Is dit het geval dan wordt in 10 stap 7 aan de variable FLAG de waarde UP toegekend. Is dit niet het geval dan is een correctie van de variabele FLAG niet nodig, alleen de nieuwe waarde van n is bepaald voor de nieuwe situatie. Hierna wordt stap 7 bereikt. Stap 8 wordt eveneens direkt bereikt als t0ongewijzigd is gebleven. In stap 8 wordt de waarde van de variabele FLAG gecontroleerd. Moet er opgeteld worden (J) dan wordt in stap 9 de index n met 1 15 opgehoogd. Hierna wordt in stap 10 gecontroleerd of t^, rechts buiten het swingwindow valt of rechts buiten de huidige halve periode valt (dippen). Is dit het geval (J) dan wordt in stap 11 aan de variabele FLAG de waarde DOWN toegekend. Hierna wordt stap 12 bereikt. Is in stap 8 geconstateerd dat FLAG DOWN is (N), dan wordt in stap 13 de index n met 1 afgelaagd. In stap 14 wordt gecontroleerd of t^, links buiten het 20 swingwindow valt of links van de huidige halve periode valt. Is dit het geval dan wordt aan de variabele FLAG de waarde UP toegekend. Hierna wordt stap 12 uitgevoerd waarin tcul bepaald wordt. Tenslotte wordt in stap 13 aan de variabele tprev de waarde t0 toegekend en keert de schakeling weer terug naar stap 5 van Figuur 4.

Een verbeterde onderdrukking van hogere harmonischen verkrijgt men door t3en 25 td zodanig te kiezen dat t3 geen geheel veelvoud van td is. Bij het passeren van het swingwindow door t^ wordt dan telkens een offset bepaald: dit is n* td -13, waarbij n de waarde van de index is waarbij de grens t3 juist gepasseerd is. Deze bij het passeren van een uiterste grens variërende offset wordt telkens bij tdUt geteld. Hiermee wordt bereikt dat fase-aansnijding gedurende een andere periode van het doorlopen van het 30 swingwindow ook op een ander raster van tijdstippen plaats vindt.

De invloed van onnauwkeurigheden van nulpuntdetector en timers wordt verminderd door rond de nuldoorgangen een niet noodzakelijkerwijs symmetrisch gelegen gebied te definiëren, bijvoorbeeld ter grootte van 400 microsec, waarbij, indien to of t^, in dit gebied ligt, het schakelsignaal 2 onderdrukt wordt.

1006388 9

Metingen aan de schakeling volgens de uitvinding hebben uitgewezen dat een aanzienlijke vermindering van flikker en van hogere harmonsichen wordt verkregen bij een swingwindow (2* tj van 3300 microsec en een stapgrootte t^ van 160 microsec; Dit bij een voedingsspanning van 230 V en 50 Hz.

5 De hier getoonde schakeling is niet beperkt tot het gebruik voor een fixeer- eenheid in een reproduktie-apparaat, maar is overal in een kopieer-apparaat toepasbaar waar vermogens met behulp van fase-aansnijding worden geregeld en waar op het lichtnet geïnduceerde flikker en stoorstraling zoveel mogelijk moeten worden beperkt, bijvoorbeeld een papiervoorverwarmings-eenheid.

10 Het is ook mogelijk flikker en straling te verminderen door het toepassen van

'rated power blocks'. Een rated power block is een sequentie van een aantal perioden van de voedingsspanning waarvan bepaalde halve perioden wel en bepaalde halve perioden niet doorgeschakeld worden naar de belasting. De verhouding tussen wel en niet doorgelaten halve perioden bepaalt de vermogenstoevoer naar de belasting. De 15 verhouding tussen positieve en negatieve doorgelaten halve perioden bepaalt de DC

belasting van het lichtnet. Deze laatste verhouding zal bij voorkeur zo worden gekozen dat er geen of een zo klein mogelijke DC belasting is van het lichtnet. In Figuur 7 is een 60 % power block, ook wel half block genoemd, weergegeven.

Een belasting wordt nu van vermogen voorzien door dit toe te voeren in de vorm van 20 rated power blocks. Omdat geschakeld wordt op nuldoorgangen en niet op steile flanken ontstaan geen harmonischen.

Flikker wordt verminderd door er voor te zorgen dat aan de kant van de bron optredende vermogenssprongen zo klein mogelijk zijn. Dit wordt bereikt door, bijvoorbeeld als een belasting van vollast naar nullast geschakeld moet worden, de 25 vermogensprong te splitsen in twee in de tijd verschoven kleinere sprongen, bijvoorbeeld eerste een stap van 0 naar 60% en vervolgens een stap van 60% naar 100%. Hiervoor kan een 60% power block gebruikt worden. In Figuur 8 wordt deze situatie getoond. In de getoonde situatie omvat een power block 5 perioden van de frequentie van het lichtnet. Op dezelfde manier kan ook bij het schakelen van vollast 30 naar nullast geschakeld worden via een tussenstap van 60%.

Fig. 9 toont het in- en uitschakelen van een verwarmingselement H1 op deze manier.

De donkergrijze blokken 1 representeren 60% power blocks, de lichtgrijze blokken 2 representeren 100% power blocks, d.w.z. maksimaal vermogen wordt toegevoerd. Vraagt de belasting continu een vermogen van 60% van vollast dan worden continu 1006388 10 60% power blocks aan de belasting toegevoerd. Dit wordt getoond in Fig.10.

In veel gevallen zal de vermogenstoevoer naar de belasting geregeld worden door een regellus. Per regelcyclus wordt dan de vermogenstoevoer naar de belasting bepaald. Is er sprake van een aan/uit regeling dan wordt er telkens tussen nullast en vollast 5 geschakeld. Door het toepassen van rated power blocks kan er ook op een of meer tussenniveau's geschakeld worden. In plaats van achtereenvolgens een cyclus van 100% en een van 0%, kunnen dan twee cycli gebruikt worden van 60%. Het aantal vermogenssprongen en de grootte hiervan wordt dan aanzienlijk verminderd en dus ook de door de vermogenssprongen in het lichtnet veroorzaakte, als flikker waarneembare, 10 spanningsfluctuaties.

Vermogenssprongen aan de kant van de bron kunnen ook verminderd worden door bij een veelvoud van belastingen belastingen afwisselend in en uit te schakelen zodanig dat de vermogenstoevoer naar een belasting gevariëerd kan worden terwijl er tegelijkertijd voor gezorgd wordt dat de totale vermogensopname uit de bron zo weinig 15 mogelijk varieert.

Deze situatie wordt getoond in Fig.11 waar twee verwarmingselementen H1 en H2 gevoed moeten worden. H1 moet een vermogen toegevoerd krijgen van 30% van vollast en H2 moet ene vermogen toegevoerd krijgen van 50% van vollast. Allereerst worden er 6 60% blocks aan H1 toegevoerd, tegelijkertijd wordt H2 gevoed met fill 20 blocks. De totale belasting is dan 100%, daarna worden nog 4 60% power blocks toegevoerd aan H2, het opgenomen vermogen is dan 60% van vollast. Fill blocks zijn complementair aan de rated power blocks. In Fig. 12 wordt een fill block dat complementair is aan een 60% power block getoond.

In zijn algemeenheid is het mogelijk om bij een veelvoud van belastingen rated power 25 blocks toe te voeren aan deze belastingen waarbij er naar gestreefd wordt dat de sommatie van de rated power blocks telkens zodanig is te dat vermogenssprongen aan de bron zo klein mogelijk zijn.

1006388

Claims (8)

1. Inrichting voor de regeling van vermogenstoevoer aan een belasting in een reproduktie-apparaat, in het bijzonder aan een fixeer-eenheid, omvattende 5 een electrisch hoofdcircuit voor toevoer van vermogen van een energiebron aan de belasting, een van een stuurelectrode voorzien schakelorgaan opgenomen in het electrische hoofdcircuit, waarbij een schakelsignaal aangelegd op de stuurelectrode een omschakeling van de toestand van het schakelorgaan bewerkstelligt, 10 een nuldoorgangsdetector voor het genereren van een nuldoorgangsdetectie-signaal bij detectie van een nuldoorgang van een op het hoofdcircuit aanwezig in hoofdzaak sinusvormig signaal met periode P, een besturings-eenheid, verbonden met de stuurelectrode van het schakelorgaan voor het aanleggen van het schakelsignaal op de stuurelectrode door de besturingseenheid 15 en verbonden met de nuldoorgangsdetector voor het ontvangen van het nuldoorgangsdetectie-signaal en voorzien van middelen voor ontvangst van een vermogensstuursignaal, dat een maat is voor het aan de belasting toe te voeren vermogen, met het kenmerk, dat de besturings-eenheid middelen omvat voor het genereren van het schakelsignaal 20 met een in de tijd vaderende fasehoek ten opzichte van de nuldoorgang van het op het hoofdcircuit aanwezig in hoofdzaak sinusvormig signaal, en dat de in de tijd vaderende fasehoek varieert rond een door het vermogensstuursignaal bepaald fasehoek-instelpunt.

2. Inrichting voor de regeling van vermogenstoevoer aan een fixeer-eenheid 25 volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de fasehoek periodiek in de tijd varieert.

3. Inrichting voor regeling van de vermogenstoevoer volgens Conclusie 2, met het kenmerk dat de fasehoek stapsgewijze varieert met een constante stapgrootte per doorlopen halve periode P.

4. Inrichting voor regeling van de vermogenstoevoer volgens Conclusie 3, met 30 het kenmerk dat de periodiek in de tijd variërende fasehoek varieert tussen twee uiterste waarden en dat bij het bereiken van een uiterste waarde de op dat moment resterende stapgrootte als offset gebruikt wordt voor de volgende te genereren fasehoek.

5. Inrichting voor regeling van de vermogenstoevoer volgens Conclusie 3, met het 1006388 kenmerk dat, indien het fasehoek-instelpunt verandert van een eerste waarde naar een tweede waarde, de fasehoek stapsgewijze aangepast wordt met een constante stapgrootte per doorlopen halve periode totdat de fasehoek valt binnen de uiterste waarden behorende bij de tweede waarde.

6. Inrichting voor de regeling van vermogenstoevoer volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de belasting uitgevoerd is als een fixeer-eenheid voor het fixeren van tonerbeelden op een dragermateriaal; dat de inrichting een temperatuursensor omvat voor het genereren van een 10 temperatuursignaal dat een maat is voor de temperatuur van de fixeer-eenheid; en dat het vermogensstuursignaal bepaald wordt in afhankelijkheid van de temperatuur van de fixeer-eenheid.

7. Een inrichting voor regeling van de vermogenstoevoer volgens conclusie 6, met het kenmerk, 15 dat de inrichting een tweede temperatuursensor omvat voor genereren van een signaal dat een maat is voor de omgevingstemperatuur, en dat de besturingseenheid electrisch verbonden is met de tweede temperatuursensor voor het ontvangen van een omgevingstemperatuursignaal en middelen omvat voor het corrigeren van het fasehoek-instelpunt op basis van het omgevingstemperatuursignaal. 20

8. Reproductie inrichting voorzien van een fixeereenheid en een inrichting voor regeling van de vermogenstoevoer aan de fixeer-eenheid volgens een van de conclusies 6 en 7. 1006388