WO2008015243A1 - Vorrichtung und verfahren zum erkennen eines brandes in einer fixiereinheit eines druckers oder kopierers - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum erkennen eines brandes in einer fixiereinheit eines druckers oder kopierers Download PDF

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WO2008015243A1
WO2008015243A1 PCT/EP2007/057976 EP2007057976W WO2008015243A1 WO 2008015243 A1 WO2008015243 A1 WO 2008015243A1 EP 2007057976 W EP2007057976 W EP 2007057976W WO 2008015243 A1 WO2008015243 A1 WO 2008015243A1
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WO
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photoelectric sensor
sensor
fire
fixing
error signal
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Application number
PCT/EP2007/057976
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hans Taubenberger
Roland Wolf
Kurt Zietlow
Original Assignee
OCé PRINTING SYSTEMS GMBH
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Publication date
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Priority to EP07802462A priority patent/EP2049951A1/de
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2007—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using radiant heat, e.g. infrared lamps, microwave heaters

Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for detecting a fire in a fixing unit of an electrographic imaging device. It is known to arrange a smoke sensor in a suction channel, is sucked through the exhaust air from a fixing of a fixing unit.
  • This toner image is fixed on the carrier material by the heat radiated by the radiant heaters.
  • the infrared heaters generate a temperature of several 100 ° C.
  • any stationary paper ignites in the area of the radiant heaters.
  • the radiant heaters can be temporarily covered with roller blind.
  • roller blind arrangement is known, for example, from the documents DE 198 27 210 C1 and DE 103 38 516 B3.
  • roller blind is particularly advantageous if a paper web is to be printed and toner images located thereon are to be fixed.
  • these roller blinds are opened, residuals of paper that are located in the radiation area of the radiant heater can be ignited and have remained behind in the fixing unit, for example following a tear of a paper web to be printed.
  • the fire of the paper remnants usually spreads out in the fuser unit and expands on the paper web. The occurrence of a fire in the fuser unit must be detected as quickly as possible in order to be able to take measures to prevent the spread of the fire.
  • the fire ie the fixing of the fuser can be sealed off.
  • bulkheads are preferably used, with a first Schott are arranged in the main transport direction of the carrier material in front of the fixing unit and a second bulkhead in the main transport direction of the carrier material after the fixing unit.
  • these bulkheads are closed, whereby the fire is hermetically sealed.
  • the burning paper remainders as well as the paper web burn maximally up to this Schotts. After cleaning the interior of the fixing unit, the printing operation can be continued.
  • One possibility for detecting the fire of the fixing unit is to monitor a suction air flow generated from the fixing unit by means of a suction device with the aid of a smoke sensor.
  • a part of the main air flow can be branched off and fed to the smoke sensor via a filter element.
  • Proportional to the present in the monitored by the Rausensor exhaust air flow particle flow increases its output voltage. If the output voltage exceeds a preset limit, the sensor will detect a fire in the fuser and the bulkheads will close. Due to the complex flow conditions and different possible fire locations can pass between a fire and the Brander internally applied using the smoke sensor in the exhaust duct a considerable time, in particular several seconds, which necessary safety reactions are unnecessarily delayed.
  • the object of the invention is to specify a device and a method for detecting a fire in a fixing unit of an electrographic imaging device, by means of which a fire can be detected quickly and reliably.
  • a fixing unit of an electrographic image forming apparatus is used to detect a fire, a photoelectric sensor in the fixing unit adjacent to a Carrier material arranged, which has a toner image to be fixed.
  • the carrier material preferably contains at least one toner image, which is transferred to the carrier material and fixed on the latter with the aid of the fixing unit.
  • At least part of the radiation emitted by the heat radiators of the fixing unit is not detected by the photoelectric sensor. This ensures that the radiation caused by the fire is detected to detect a fire and that the result detected by the sensor is not or only slightly influenced or falsified by the radiation emitted by the radiant heaters.
  • the photoelectric sensor may comprise a photodiode, a phototransistor and / or a solar cell.
  • an optical filter can be provided, which is connected upstream of the photoelectric sensor and which preferably transmits light in the visible spectral range to the photoelectric sensor.
  • the radiation emitted by the radiant heaters of a radiation fixing unit can be filtered out, as a result of which only radiation of a spectral range to the photoelectric sensor is transmitted through the filter, which has a characteristic spectral range caused by fire or by flames.
  • the fuser unit preferably comprises a radiant heater, in particular an infrared heater, which is arranged opposite the front and / or rear side of the carrier material so that at least one toner image on the front side and / or rear side of the carrier material as the carrier material passes by means of the heat generated by the radiant heater is fixed to the radiant heater on the substrate.
  • a gap is preferably provided, wherein the at least one photoelectric sensor monitors at least a portion of the gap.
  • the monitoring unit preferably has a light source and an evaluation circuit, wherein the light source emits light, by which the photoelectric sensor generates an error signal.
  • the evaluation circuit monitors a signal emitted by the light source
  • a sensor error can cause a stop of the printing process and / or a shutdown of the radiant heater.
  • a first error signal can be output when a sensor error occurs and a second error signal when a fire occurs. It is advantageous to continuously monitor the function of the photoelectric sensor during the printing process with the aid of the monitoring unit. This minimizes the risk of an unrecognized fire. Damage, in particular by an overrun of the fire to other areas of the photographic imaging device, can thereby be avoided.
  • a second aspect of the invention relates to a method for detecting a fire in a fixing unit of an electrophotographic image forming apparatus.
  • this method at least a part of a fixing region of the fixing unit is monitored by means of a photoelectric sensor. With the aid of the photoelectric sensor, at least a part of the radiation generated by radiant heaters of the fixing unit is not detected. It will be a
  • the photoelectric sensor is preferably arranged adjacent to the carrier material to be fixed.
  • the invention can be advantageously used in electrographic printing or copying machines whose recording methods for image formation are based, in particular, on the electrophotographic, magnetographic or ionographic recording principle. Furthermore, the invention can be advantageously used in electrographic printing or copying machines whose recording methods for image formation are based, in particular, on the electrophotographic, magnetographic or ionographic recording principle. Furthermore, the invention can be advantageously used in electrographic printing or copying machines whose recording methods for image formation are based, in particular, on the electrophotographic, magnetographic or ionographic recording principle. Furthermore, the
  • Printing or copying use a recording method for generating biases, in which an image recording medium is directly or indirectly electrically controlled point by point.
  • the invention is not limited to such electrostatic printing or copying machines.
  • Figure 1 is a sectional side view of a portion of a high performance electrographic printer
  • Figure 2 is a sectional view of the plan view of the part of the high-performance printer of Figure 1;
  • FIG. 3 shows a diagram in which the radiant power of the radiant heater and a flame, the passband of the optical filter and the sensitivity of the photoelectric sensor as a function of the wavelength are shown;
  • FIG. 4 shows a diagram in which the sensor signals of the photoelectric sensor caused by the heat radiation of the radiant heater and by the radiation emitted by a flame are shown;
  • FIG. 5 shows an evaluation circuit for evaluating the sensor signal of the photoelectric sensor for generating an error signal
  • Figure 6 is a schematic representation of the arrangement of the photoelectric sensor and a test arrangement for testing the photoelectric sensor in a fixing unit of the high-performance printer.
  • FIG. 7 shows a drive circuit for driving a light source of the test arrangement according to FIG. 6;
  • Figure 8 is a schematic representation of an evaluation circuit for evaluating the sensor signal of the photoelectric sensor
  • Figure 9 is a schematic representation of a circuit for generating a measurement enable signal
  • Figure 10 is a diagram showing the course of the drive signal for driving the light source of the test arrangement
  • Figure 11 is a diagram showing the history of the sensor signal generated by the photoelectric sensor and two limits
  • Fig. 12 is a diagram showing the history of the sensor signal generated by the photoelectric sensor in a fire
  • FIG. 13 is a diagram showing the profile of the sensor signal generated by the photoelectric sensor in the case of a sensor failure by a heavily soiled filter.
  • Figure 14 is a block diagram showing the activation of the
  • Light source of the test arrangement and the evaluation unit for evaluating the sensor signals of the photoelectric sensor shows.
  • the printing unit 12 preferably has two printing units, which in the present embodiment print a paper web 16, each with a printed image on the front side and on the back.
  • the printing units generate at least one toner image on the front side of the paper web 16 and optionally at least one toner image on the back side of the paper web 16.
  • the paper web 16 is passed between the infrared radiation heating elements 18, 20 of the fixing unit 14 with the toner images thereon Toner images on the paper web 16 generate required amount of heat.
  • the printed by the high-performance printer 10 web 16 has during the printing and fixing a transport speed of usually ⁇ 0.6 m per second, so with the help of Infrarotstrahlungscreamimplantation 18, 20, a sufficiently large amount of heat must be provided for fixing the toner images at this speed.
  • the heating elements 18, 20 Before starting the fixing process, the heating elements 18, 20 must be heated to a preset temperature in order to achieve a desired fixing result. During this heating process, the paper web 16 is shielded from the heating elements 18, 20 so that no radiant heat or only a small part of the radiant heat generated by the heating elements 18, 20 strikes the paper web 16. As a result, damage to the paper web 16 due to excessive thermal radiation can be avoided. Shielding is preferably carried out with the aid of so-called roller blinds, which, like a roller shutter, can have a plurality of interconnected lamellae. Suitable arrangements for shielding the paper web 16 before the fixing process during the preheating of the heating elements 18, 20 and after the fixing process are, for example, from the documents
  • the radiant heater 18 generates radiant heat for fixing toner images on the front side and the radiant heater 20 for fixing toner images on the back surface of the paper web 16. Between the radiant heaters 18, 20 and the paper web 16, a space is provided respectively. Furthermore, the fixing unit 14 has exhaust air ducts 22, 24, which are connected to an exhaust air system. Air and possibly dirt particles are sucked out of the fixing region of the fixing unit 14 via the exhaust air ducts 22, 24. In particular, this results in a cooling of the heating elements 18, 20 after a fixing process, whereby a heat accumulation in the fixing unit 14 is avoided.
  • bulkhead flaps 26a, 26b are arranged in front of the fixing area and 28a and 28b after the fixing area, by means of which the fixing area can be hermetically sealed off.
  • two photoelectric sensors 30, 32 are provided, of which only the sensor 30 is visible in FIG.
  • a spatial area of the fixing unit 14 is monitored, wherein the photoelectric sensors 30, 32 detect the radiation emitted by this area radiation of an area limited by an optical filter spectral range.
  • This spectral range is preferably the spectral range of visible light, whereby the flame of a
  • Burning paper or other carrier material generated light radiation is detected. With the help of the filter can be effectively prevented that of the Radiant heaters 18, 20 emitted infrared radiation to the photoelectric sensor 30, 32 reach and complicate the evaluation of the measurement result.
  • the photoelectric sensor 30, 32 is formed in the present embodiment by a photodiode and an evaluation circuit.
  • the photodiode closes a measuring circuit of the evaluation circuit when the light emitted by a flame in the monitoring area strikes the detection area of the photodiode.
  • an input signal for a comparator of the evaluation circuit is generated with the aid of the photodiode.
  • the comparator compares the input signal with a preset comparison value and outputs an error signal depending on the comparison result.
  • a fire in the fixing unit 14 may arise, in particular, from paper residues left behind in the fixing unit 14 and / or from incorrect operation or malfunction, in particular when the paper web 16 is not moved and is not adequately shielded against the activated radiant heaters 18, 20.
  • the photoelectric sensors 30, 32 are arranged so that their monitoring areas the entire fixing area between the radiant heater 18 and the opposite paper web 16, d. H. the fixation area, monitor.
  • the sensitivity of the photoelectric sensors 30, 32 is such that an error signal is reliably generated even when a flame occurs only at the end 18a of the radiant heater 18 arranged remote from the sensor 30, 32.
  • the spectral range of the heating radiation emitted by the radiant heaters 18, 20 is similar to that of a black radiator and has a maximum at 2 ⁇ m to 4 ⁇ m, as will be explained in more detail below in connection with the further figures.
  • the proportion of the visible spectral range of the heating radiation generated by the radiant heaters 18, 20 is so high that the photodiode of the sensor 30, 32 turns on, so that it can not be safely distinguished between a fire and the heating radiation.
  • the spectral distribution of the flames when burning carrier material is significantly further in the visible range. Particularly with small flames and with activated radiant heaters, it can not be reliably distinguished between the error case when a flame occurs and the normal state when the radiant heaters 18, 20 are activated.
  • a reliable radiation spectrum in the visible spectral range can be obtained in the sensor 30, 32 Distinction between a flame when burning the paper web 16 or a paper remainder 16a and the heat radiation done.
  • Common substrates to be printed, such as paper and plastics contain various carbon compounds. The combustion, ie the oxidation, of these carbon compounds with an open flame produces radiation in the visible spectral range, in particular in the spectral range of the colors orange, yellow, green and blue. Influences of the radiation generated by the heating elements 18, 20 are not transmitted through the filter glass and thus do not influence the measurement result of the photoelectric sensor 30, 32.
  • the sensor 30, 32 is thus supplied only a radiation in a suitable spectral range, which differs from the main spectral range of the radiant heaters 18, 20.
  • a single sensor 30, 32 is sufficient for monitoring conventional fixing areas of the fixing stations 14 of high-performance printers.
  • at least two sensors 30, 32 are provided which have overlapping monitoring areas.
  • the sensors 30, 32 may, for example, be arranged such that each of the sensors monitors the relevant fixing region of the fixing unit 14, wherein the error signals of the two sensors may be linked together by a logical AND circuit or a logical OR circuit.
  • An AND circuit ensures that both sensors 30, 32 must have detected an error, ie a flame, and in the case of an OR circuit it is sufficient for one of the sensors 30, 32 to detect a flame in order to generate an error signal for one To issue a fire error.
  • further actions are initiated, such as stopping the drive of the paper web 16th and closing the bulkhead flaps 26a, 26b, 28a, 28b.
  • the sensors 30, 32 are preferably arranged on the right and left of the paper web 16 in the main conveying direction of the paper web 16.
  • the main conveying direction of the paper web 16 is indicated in Figure 1 by the arrow Pl.
  • the sensors 30, 32 are aligned so that, as already mentioned, the fixing region between the flat heating element 18 and the opposite region of the paper web 16 is preferably completely monitored.
  • the sensors 30, 32 are arranged above the paper web 16.
  • the sensors 30, 32 may also be disposed adjacent the paper web 16 or underneath the paper web 16.
  • the advantage of using photoelectric sensors 30, 32 arranged to monitor the fusing region in the immediate vicinity of the paper web 16 and the carrier material is that fires can be detected immediately after their emergence. Compared to smoke sensors, this advantage is achieved in such a photoelectric sensor 30, 32 in that not only smoke must penetrate into a detection range of a smoke detector to detect the fire, but the radiation at the speed of light to photoelectric sensor 30, 32 passes.
  • FIG. 2 shows a sectional representation of a plan view of the high-performance printer 10 according to FIG. Elements having the same or similar function have the same reference numerals.
  • FIG. 3 shows a diagram which shows the spectral distribution of the radiant power of the radiant heater 18, a small flame of the burning paper residue 16a, the spectral transmission range of the filter upstream of the sensor 30, 32 and the spectral sensitivity of the sensor 30, 32.
  • the spectral distribution of the heating radiation of the radiant heater 18 is shown in FIG. 3 by a bold solid line, the spectral distribution of a small flame by a bold dashed line, the spectral sensitivity of the sensor 30.- 32 by a thin dashed line and the passband of the filter thin dash-dot line shown.
  • the radiant powers of the radiant heater 18 and the small flame and the sensitivity of the sensor 30, 32 and the filter are logarithmically divided in the diagram of Figure 3.
  • FIG 4 the Anschverhaiten the overall order of barrier filter 40 and sensor 30, 32 during operation of the radiant heater 18 is shown as a solid line and the occurrence of a flame in the fixing of the fixing unit 14 as a dashed line depending on the wavelength.
  • the output voltage of the sensor 30, 32 is proportional to the integral over the wavelength.
  • FIG. 5 shows an evaluation circuit for evaluating the
  • the photodiode is shown in FIG. designated reference numeral 31.
  • the transimpedance amplifier has an operational amplifier 44 and a circuit formed by the components 46, 48.
  • the radiation 42 generated by the flame and / or the radiant heater 18 strikes a barrier filter 40, which is arranged in front of the detection range of the photodiode 31.
  • the notch filter 40 transmits only a selected wavelength band of the radiation 42 emitted by the radiant heater 18 and / or the flame to the detection region of the photodiode 32.
  • a proportional voltage is output at the output of the sensor 31.
  • Voltage divider of two resistors 56 and 54 is generated by the evaluation circuit of Figure 5, a logic signal with a signal level of 24 V DC as an error signal and output. About the ratio of the resistors 54, 56, the threshold of the error signal and thus a threshold value is set.
  • the error signal output by the evaluation circuit according to FIG. 5 can subsequently be further processed in a suitable manner.
  • the evaluation circuit shown in FIG. 5 can be used for the sensor 32 in the same way as explained for the sensor 30.
  • FIG. 6 schematically shows a test arrangement for testing the function of the sensor 30, in which the sensor 30, the detection area 60 of the sensor 30, the monitoring area 62 of the sensor 30, a blocking filter 40 and a light source 64 are shown. Between the light source 64 and the monitoring area 62, a protective glass pane 66 is provided. By the light source 64, a light beam 68 is emitted, which is aligned so that it passes through the filter 40 to a sensor region of the sensor 30.
  • the radiation emitted by the light source 64 has such a spectral distribution and an intensity such that the evaluation circuit of FIG. 5 outputs an error signal.
  • the sensor 30 By turning on the light source 64, it can be checked whether the sensor 30 outputs an error signal when the light source 64 is switched on. If this is the case, then the sensor 30 is functional and also outputs an error signal when a fire occurs in the fixing unit 14. With a suitable control of the
  • FIG. 7 shows a drive circuit for driving the light source 64.
  • the light source 64 comprises at least one light-emitting diode LED 1, LED 2 as light source.
  • a clock generator 70 to which a clock of a central clock generator is supplied, a square wave pulse-pause signal is generated, which is supplied to an LED driver circuit 72.
  • the LED driver circuit 72 activates a first light-emitting diode LED 1 and a second light-emitting diode LED 2.
  • the first light emitting diode LEDl serves as a test light source for the photographic electrical sensor 30 and the light emitting diode LED2 serves as a light source for the photoelectric sensor 32.
  • the pulse-pause signal generated by the clock generator 70 causes the light emitting diodes LEDl, LED2, when via the signal line pulse-pause of the LED driver circuit 72 is a logical high- Signal is supplied. Further, the clock generator 70 outputs a pulsating clock signal having a period of one millisecond.
  • the sensor signals of the photoelectric sensors 30, 32 are supplied to a comparator stage 74, which compares the sensor signals with two preset limit values in each case. If a first limit value is permanently exceeded, then there is a fire, with a first error being supplied to an evaluation circuit 76.
  • the evaluation circuit 76 is further supplied to the clock signal generated by the clock generator 70. If a second limit value is not exceeded by the respective sensor signal, the evaluation circuit 76 is supplied with a second error signal.
  • the first and second error signals are generated by the comparator stage 74 for the first sensor 30 and the second sensor 32, respectively.
  • the error signals generated by the comparator stage 74 relating to the first sensor 30 are denoted by S30 and those relating to the second sensor 32 are denoted by S32.
  • the evaluation circuit 76 evaluates the supplied error signals, wherein the evaluation circuit 76 is additionally supplied a measurement enable signal. Depending on this measurement enable signal, when a first or second error of the first sensor 30 occurs or when a first or second error of the second sensor 32 occurs, a first error signal 78 is output which indicates that a fire or a fire in the fixing unit 14 has broken out and / or a second error signal 80, which indicates that a sensor error of at least one sensor 30, 32 is present.
  • FIG. 9 shows a generator circuit 82 for generating the measurement enable signal.
  • the generator circuit 82 is supplied with the clock signal generated by the clock generator 70 and the pulse-pause signal generated by the clock generator 70.
  • the generator circuit 82 only generates a measurement enable signal when the light-emitting diode diodes LED1, LED2 are triggered so that they do not emit light due to the pulse-pause signal.
  • the pulse-pause signal and the measurement enable signal are generated in a clock-dependent manner.
  • An evaluation of the evaluation circuit 76 of the first error signals supplied by the comparator stage 74 and / or a forwarding of an error signal 78 thus takes place only if the evaluation by the measurement enable signal is enabled, ie. H. when the light emitting diodes LEDl, LED2, emit no light radiation.
  • the evaluation circuit 76 can take into account further evaluation regulations.
  • the evaluation circuit 76 can link the first error signal of the first sensor 30 and the first error signal of the second sensor 32 with one another in a suitable manner, in particular by a logical AND operation. This ensures that a fire is only forwarded as an error signal 78 if both sensors 30, 32 have detected the fire. This ensures that both sensors 30, 32 must have detected the fire before further action is taken.
  • the first error signal of the first sensor 30 and the first error signal of the second sensor 32 linked by a logical OR operation, so that the error signal 78 is already output and forwarded, even if only one sensor 30, 32 detected the fire.
  • the spectral distribution of the light sources 64 formed by the light-emitting diodes LED, LED 2, 64 of the filter characteristic of the filter 40 and the spectral sensitivity of the photodiode 32 is adjusted.
  • the light-emitting diode diodes LED1, L ⁇ D2 are clocked and driven with a square-wave signal of constant frequency.
  • At the output of the respective sensor 30, 32 sets a proportional voltage.
  • any type of known measuring circuits for generating the output voltage of the sensors 30, 32 can be used.
  • a signal curve 84 for driving the light emitting diodes LED1, LED2, which each form a test light source 64 for testing the sensors 30, 32, is exemplary in FIG shown.
  • FIG. 11 shows the signal curve of the output voltage 86 of the sensor 30.
  • LED2 By the clocked driven with a square wave constant frequency LED light emitting diodes LEDl, LED2 generate the sensors 30, 32 a the drive clock of the light emitting diodes LEDl, LED2 corresponding rectangular sensor signal 86 and output this.
  • This output signal 86 is influenced in particular by contamination of the filter 40 and the protective glass 66.
  • a first threshold 88 which forms a tripping threshold for triggering a fire failure
  • a second threshold 90 are the one Defect threshold for determining a sensor error forms shown. As long as the sensor signal 86, as shown in FIG. 11, exceeds the second limit value 90 with each rectangular pulse, there is no sensor error. If the sensor signal 86 drops below the first limit value 88 for each rectangular pulse, no fire is detected in the fixing unit 14.
  • FIG. 12 shows the sensor signal 86 and the limit values 88 and 90.
  • the sensor signal 86 is permanently above the first limit value 88, so that a fire is detected in the fixing unit 14.
  • the waveform of the sensor signal 86 of Figure 12 with the help of the error signal 78 fires a fire and it can immediately countermeasures and protective measures are taken.
  • FIG. 13 shows the sensor signal 86 as well as the first limit value 88 and the second limit value 90, wherein the signal curve of the sensor signal 86 permanently falls below the second limit value 90, so that the defect threshold falls permanently below and a sensor error is detected and the error signal 80 is output becomes.
  • the first limit value 88 may also be equal to the second limit value 90 or the second limit value 90 may be above the first limit value 88.
  • the evaluation of the sensor signal 86 is preferably carried out with the aid of the circuits shown in FIGS. 8 and 9, which evaluate a comparator circuit and preferably a filter contained in the evaluation circuit 76. With the aid of the generated measurement enable signal, an evaluation gap is used to evaluate the signal nals 86 generated by the discharge behavior of the evaluation circuit, in particular the outer circuit 48, 46 of the comparator 44 or the discharge behavior of similar measuring circuits, is filtered out.
  • the circuits shown in FIGS. 7 to 9 are designed such that two light sources LED1, LED2 are activated and the signals from two sensors 30, 32 are evaluated.
  • the decision matrix for generating the error signals 78, 80 to be output is preferably generated by means of a high-level language, in particular with the aid of VHDL, in a programmable logic module.
  • FIG. 14 shows a block diagram which shows the activation of the light source 44 of the test arrangement and the evaluation unit for evaluating the sensor signal of the photoelectric sensor 30, 32.
  • the drive unit 92 comprises the clock generator 70 and the LED driver 72 according to FIG. 7.
  • the light emitting diode LED 1 is driven with a square wave signal, as described above, so that it periodically emits light for a predetermined time in accordance with this control signal which radiates as radiation 42 to the sensor region of the sensor 30 forming photodiode.
  • the photodiode 30 is connected to an evaluation unit 94, which in particular comprises a comparator and an evaluation circuit similar to the comparator 74 and the evaluation circuit 76 according to FIG.
  • the evaluation unit 94 evaluates the sensor signal of the sensor 30 and outputs a first error signal when detecting a fire in the fixing unit 14 and a second error signal when a sensor error is present.
  • the sensors 30, 32 can be arranged within the fusing station itself and / or in a region of, for example, a printing unit adjoining the fuser unit 14, so that its respective monitoring area covers at least a part of the fusing area.
  • the error signal output by the sensor 30, 32 must be interrupted for a preset period of time, for example a preset number of cycles, before a fault signal 78 is output, by which further action is taken.
  • further measures may also include the introduction of fire-retardant substances, such as CO 2 , in the fixation area.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen eines Brandes in einer Fixiereinheit (14) einer elektrografischen Bilderzeugungseinrichtung (10). Mit Hilfe eines fotoelektrischen Sensors (30, 32), der benachbart zu einem zu fixierenden Trägermaterial (16) angeordnet ist, wird mindestens ein Teil eines Fixierbereichs der Fixiereinheit (16) überwacht. Es wird ein Fehlersignal ausgegeben, wenn mit Hilfe des fotoelektrischen Sensors (30, 32) ein Brand im Fixierbereich detektiert wird.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen eines Brandes in einer Fixiereinheit eines Druckers oder Kopierers
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen eines Brandes in einer Fixiereinheit einer elektrografischen Bilderzeugungseinrichtung. Es ist bekannt, einen Rauchsensor in einem Absaugkanal anzuordnen, durch den Abluft aus einem Fixierraum einer Fixiereinheit gesaugt wird.
Aus dem Dokument DE 102 15 353 Al ist bekannt, unterhalb eines zu fixierenden Trägermaterials eine Sensoranordnung mit elektrisch leitenden Sensorseilen anzuordnen, die bei Auftreffen eines brennenden Teils des Trägermaterials durchbrennen. Im Brandfall wird der Stromfluss durch das durchgebrannte Sensorteil unterbrochen und ein Fehlersignal erzeugt.
Insbesondere bei Strahlungsfixiereinheiten, mit Strahlungsheizelementen nutzen, besteht eine Brandgefahr durch Trägermaterialreste, die der durch die Strahlungsheizeie- mente erzeugten Wärmestrahlung ausgesetzt sind. Ferner besteht die Möglichkeit, dass bei unerwartetem Stoppen des Trägermaterials die Wärmeleistung der Strahlungsheizelemente nicht schnell genug reduziert werden kann, wodurch das der Wärmestrahlung ausgesetzte Trägermaterial entzündet werden kann. Insbesondere bei Hochleistungsdruckern mit Druckgeschwindigkeiten von ≥ 1 m pro Sekunde ist eine hohe Wärmeleistung der Strahlungsfixiereinheit erforderlich, um die zum Fixieren erforderliche Energie bereitzustellen. Vorzugsweise werden in der Strahlungsfixiereinheit Infrarotheizstrahler als Strahlungsheizelemente ein- gesetzt, unter bzw. zwischen denen ein Trägermaterial mit einem auf diesem zu fixierenden Tonerbild vorbeigeführt wird. Dieses Tonerbild wird durch die von den Heizstrahlern abgestrahlte Wärme auf dem Trägermaterial fixiert. Die Infrarotheizstrahler erzeugen dabei eine Temperatur von mehreren 1000C. Innerhalb kürzester Zeit, d. h. innerhalb weniger Sekunden, entzündet sich stillstehendes Papier im Bereich der Heizstrahler.
Um die Heizleistung der Heizstrahler besser steuern zu können und das zu fixierende Trägermaterial vor der unerwünschten Wärmeeinstrahlung zu schützen, können die Heizstrahler zeitweise mit Rolloanordnung abgedeckt werden. Eine solche Rolloanordnung ist beispielsweise aus den Do- kumenten DE 198 27 210 Cl und DE 103 38 516 B3 bekannt.
Die Verwendung eines Rollos ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine Papierbahn bedruckt und darauf befindliche Tonerbilder fixiert werden sollen. Beim öffnen dieser Rollos können sich im Strahlungsbereich der Heizstrahler be- findliche Papierreste entzünden, die beispielsweise nach einem Riss einer zu bedruckenden Papierbahn in der Fixiereinheit zurückgeblieben sind. Der Brand der Papierreste breitet sich üblicherweise in der Fixiereinheit aus und weitet sich auf die Papierbahn aus. Das Auftreten eines Brandes in der Fixiereinheit muss schnellstmöglich erkannt werden, um Maßnahmen ergreifen zu können, durch die eine Ausbreitung des Brandes verhindert wird.
Wie eingangs erwähnt, sind verschiedene Sensoranordnungen zum Ermitteln eines Brandes in der Fixiereinheit bekannt.
Nach der Branderkennung kann die Brandstelle, d. h. der Fixierbereich der Fixierstation abgeschottet werden. Dafür werden vorzugsweise Schotts verwendet, wobei ein erstes Schott in Haupttransportrichtung des Trägermaterials vor der Fixiereinheit und ein zweites Schott in Haupttransportrichtung des Trägermaterials nach der Fixiereinheit angeordnet sind. Beim Erkennen eines Brandes in der Fi- xiereinheit werden diese Schotts geschlossen, wodurch die Brandstelle hermetisch abgeschlossen ist. Die brennenden Papierreste sowie die Papierbahn brennen maximal bis zu diesen Schotts . Nach einer Reinigung des Innenraums der Fixiereinheit kann der Druckbetrieb fortgesetzt werden.
Eine Möglichkeit zur Branderkennung der Fixiereinheit ist, einen aus der Fixiereinheit mit Hilfe einer Absaugvorrichtung erzeugten Absaugluftstrom mit Hilfe eines Rauchsensors zu überwachen. Dabei kann ein Teil des Hauptluft- Stroms abgezweigt und über ein Filterelement dem Rauchsensor zugeführt werden. Proportional zu der im vom Rausensor überwachten Abluftstrom vorhandenen Partikelströmung erhöht sich dessen AusgangsSpannung. Übersteigt die Ausgangsspannung einen voreingestellten Grenzwert, detektiert der Sensor einen Brand in der Fixiereinheit und es werden die Schotten geschlossen. Bedingt durch die komplexen Strömungsverhältnisse und verschiedene mögliche Brandorte kann zwischen einer Brandentstehung und der Branderfassung mit Hilfe des Rauchsensors im Abluftkanal eine erhebliche Zeit, insbesondere mehrere Sekunden vergehen, wodurch notwendige Sicherheitsreaktionen unnötig verzögert werden.
Ferner ist es mit Hilfe von Rauchsensoren nicht möglich, Rauchpartikel von anderen in dem Abluftstrom enthaltenen Teilchen zu unterscheiden, wodurch ein Brand vom Rauchsensor auch dann detektiert wird, wenn beispielsweise aufgrund eines starken Abriebs des Trägermaterials viele durch Verunreinigungen erzeugte Partikel in der Abluft enthalten sind, die diese trüben. Dadurch kann es zu Fehlauslösungen durch diese Verunreinigungen kommen. Solche Verunreinigungen können insbesondere durch Papierstaubpartikel, Tonerpartikel oder durch Emissionen aus Offset- druckverfahren entstehen. Eine schnelle korrekte Erkennung eines Brandes ist somit beim Stand der Technik nur schwer möglich, wobei Fehlauslösungen nicht sicher vermieden werden können.
Die genannten Dokumente werden hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung aufgenommen. Insbesondere die konstruktive und funktionelle Ausgestaltung der in diesen Dokumenten beschriebenen Strahlungsfixiereinheiten sowie der Rolloabschirmung der Strahlungsfixiereinheiten können in Verbindung mit der nachfolgend beschriebenen Erfindung vorteilhaft genutzt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen eines Brandes in einer Fixierein- heit einer elektrografisehen Bilderzeugungseinrichtung anzugeben, durch die ein Brand schnell und sicher erkannt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkma- len des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Bei einer Vorrichtung zum Erkennen eines Brandes in einer
Fixiereinheit einer elektrografischen Bilderzeugungseinrichtung wird zum Detektieren eines Brandes ein fotoelektrischer Sensor in der Fixiereinheit benachbart zu einem Trägermaterial angeordnet, das ein zu fixierendes Tonerbild aufweist. Das Trägermaterial enthält vorzugsweise mindestens ein Tonerbild, das auf das Trägermaterial umgedruckt ist und mit Hilfe der Fixiereinheit auf diesem fi- xiert wird. Mit Hilfe des fotoelektrischen Sensors kann ein Brand, insbesondere eine Flamme, sicher und zuverlässig erkannt werden. Durch die optische Überwachung zumindest eines Teils des Innenraums der Fixiereinheit bzw. eines Fixierbereichs, wird der Ausbruch eines Feuers ohne weitere Verzögerung erkannt. Dadurch können sofort Maßnahmen zum Eindämmen des Feuers getroffen werden. Insbesondere können Schotteinrichtungen zum Abschotten des Fixierbereichs der Fixiereinheit geschlossen werden. Zumindest ein Teil der von den Heizstrahlern der Fixiereinheit abgegebe- v.er, Strahlung wird nicht vom fotoelektrischen Sensor er- fasst. Dadurch wird sichergestellt, dass die vom Brand verursachte Strahlung zum Erkennen eines Brandes erfasst wird und dass das vom Sensor detektierte Ergebnis nicht oder nur gering von der von den Heizstrahlern abgegebenen Strahlung beeinflusst bzw. verfälscht wird.
Der fotoelektrische Sensor kann dabei eine Fotodiode, einen Fototransistor und/oder eine Solarzelle umfassen. Ferner kann ein optisches Filter vorgesehen werden, das dem fotoelektrischen Sensor vorgeschaltet ist und das vorzugsweise Licht im sichtbaren Spektralbereich zum fotoelektrischen Sensor durchlässt. Dadurch kann insbesondere die von den Heizstrahlern einer Strahlungsfixiereinheit abgegebene Strahlung herausgefiltert werden, wodurch nur Strahlung eines Spektralbereichs zum fotoelektrischen Sensor durch das Filter hindurch gelassen wird, die einen durch Feuer bzw. durch Flammen hervorgerufene charakteristischen Spektralbereich aufweist. Vorzugsweise umfasst die Fixiereinheit einen Heizstrahler, insbesondere einen Infrarotheizstrahler, der der Vorderseite und/oder Rückseite des Trägermaterials gegenüberlie- gend angeordnet ist, sodass mit Hilfe der vom Heizstrahler erzeugten Wärme mindestens ein Tonerbild auf der Vorderseite und/oder Rückseite des Trägermaterials beim Vorbeiführen des Trägermaterials am Heizstrahler auf dem Trägermaterial fixiert wird. Zwischen dem Heizstrahler und dem Trägermaterial ist vorzugsweise ein Zwischenraum vorgesehen, wobei der mindestens eine fotoelektrische Sensor mindestens einen Bereich des Zwischenraums überwacht.
Es ist vorteilhaft, eine Überwachungseinheit zum Überwa- chen der Funktion des fotoelektrischen Sensors vorzusehen, Eine solche Überwachungseinheit ermöglicht, dass Funktionsfehler, insbesondere Ausfälle, des fotoelektrischen Sensors erkannt werden. Damit kann sichergestellt werden, dass der fotoelektrische Sensor ein Fehlersignal beim Auf- treten eines Brandes bzw. eines Feuers in der Fixiereinheit ausgibt. Die Überwachungseinheit hat vorzugsweise eine Lichtquelle und eine Auswerteschaltung, wobei die Lichtquelle Licht emittiert, durch das der fotoelektrische Sensor ein Fehlersignal erzeugt. Die Auswerteschaltung ü- berwacht ein durch das von der Lichtquelle emittierte
Licht bewirktes Fehlersignal des fotoelektrischen Sensors. Ermittelt die Auswerteschaltung dabei, dass der fotoelektrische Sensor kein Fehlersignal ausgibt, obwohl die Lichtquelle derart angesteuert wird, dass sie Licht emittiert, wird ein Sensorfehler ausgegeben. Der Sensorfehler kann ein Stopp des Druckprozesses und/oder ein Abschalten der Heizstrahler bewirken. Durch die Überwachung der Funktion des fotoelektrischen Sensors kann ein erstes Fehlersignal beim Auftreten eines Sensorfehlers und ein zweites Fehlersignal beim Auftreten eines Brandes ausgegeben werden. Es ist vorteilhaft, die Funktion des fotoelektrischen Sensors kontinuierlich während des Druckprozesses mit Hilfe der Überwachungseinheit zu überwachen. Dadurch wird die Gefahr eines nicht bemerkten Brandes minimiert. Schäden, insbesondere durch ein Ü- bergreifen des Brandes auf andere Bereiche der fotografi- sehen Bilderzeugungseinrichtung, können dadurch vermieden werden .
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen eines Brandes in einer Fixiereinheit einer elektrofotografischen Bilderzeugungseinrichtung. Bei diesem Verfahren wird mit Hilfe eines fotoelektrischen Sensors mindestens ein Teil eines Fixierbereichs der Fixiereinheit überwacht. Mit Hilfe des fotoelektrischen Sensors wird zumindest ein Teil der von Heizstrahlern der Fixier- einheit erzeugten Strahlung nicht erfasst. Es wird ein
Fehlersignal ausgegeben, wenn mit Hilfe des fotoelektrischen Sensors ein Brand im Fixierbereich detektiert wird. Der fotoelektrische Sensor ist vorzugsweise benachbart zu dem zu fixierenden Trägermaterial angeordnet.
Durch ein solches Verfahren können Brände sicher und zeitnah nach ihrem entstehen ermittelt werden, wodurch sehr schnell Maßnahmen ergriffen werden können, um eine Ausbreitung des Brandes zu verhindern. Das Verfahren nach Pa- tentanspruch 14 kann auf die gleiche Weise weitergebildet werden, wie dies für die Vorrichtung nach Patentanspruch 1 durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche angegeben ist. Ferner können die beanspruchten Gegenstände durch einzelne in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen angegebene Merkmale oder beliebige Merkmalskombinationen der in diesen Ausführungsbeispielen genannten Merkmale beschränkt werden.
Die Erfindung kann vorteilhaft bei elektrografischen Druck- oder Kopiergeräten eingesetzt werden, deren Aufzeichnungsverfahren zur Bilderzeugung insbesondere auf dem elektrofotografischen, magnetografischen oder ionografi- sehen Aufzeichnungsprinzip beruhen. Ferner können die
Druck- oder Kopiergeräte ein Aufzeichnungsverfahren zur Biiderzeugung nutzen, bei dem ein Bildaufzeichnungsträger direkt oder indirekt elektrisch punktweise angesteuert wird. Die Erfindung ist jedoch nicht auf solche elektro- grafischen Druck- oder Kopiergeräte beschränkt.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden auf die in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele Bezug genommen, die anhand spezifischer Terminologie beschrieben sind. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass der Schutzumfang der Erfindung dadurch nicht eingeschränkt werden soll, da derartige Veränderungen und weitere Modifizierungen an den gezeigten Vorrichtungen und/oder den beschriebenen Verfahren sowie derartige weitere Anwendungen der Erfindung, wie sie darin aufgezeigt sind, als übliches derzeitiges oder künftiges Fachwissen eines zuständigen Fachmanns angesehen werden. Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung, nämlich:
Figur 1 eine Schnittdarstellung der Seitenansicht eines Teils eines elektrografischen Hochleistungsdruckers ; - S -
Figur 2 eine Schnittdarstellung der Draufsicht des Teils des Hochleistungsdruckers nach Figur 1;
Figur 3 ein Diagramm, in dem die Strahlungsleistung des Heizstrahlers und einer Flamme, der Durchlassbereich des optischen Filters sowie die Empfindlichkeit des fotoeiektrischen Sensors in Abhängigkeit der Wellenlänge dargestellt sind;
Figur 4 ein Diagramm, in dem die durch die Wärmestrahlung des Heizstrahlers und durch die von einer Flamme emittierten Strahlung bewirkten Sensorsignale des fotoelektrischen Sensors dargestellt sind;
Figur 5 eine Auswerteschaltung zum Auswerten des Sensorsignals des fotoelektrischen Sensors zum Erzeugen eines Fehlersignals;
Figur 6 eine schematische Darstellung der Anordnung des fotoelektrischen Sensors und einer Testanordnung zum Testen des fotoelektrischen Sensors in einer Fixiereinheit des Hochleistungsdruckers;
Figur 7 eine Ansteuerschaltung zum Ansteuern einer Lichtquelle der Testanordnung nach Figur 6;
Figur 8 eine schematische Darstellung einer Auswerte- Schaltung zum Auswerten des Sensorsignals des fotoelektrischen Sensors; Figur 9 eine schematische Darstellung einer Schaltung zum Erzeugen eines Messfreigabesignals;
Figur 10 ein Diagramm das den Verlauf des Ansteuersignals zum Ansteuern der Lichtquelle der Testanordnung zeigt;
Figur 11 ein Diagramm, das den Verlauf des vom fotoelektrischen Sensor erzeugten Sensorsignals sowie zwei Grenzwerte zeigt;
Figur 12 ein Diagramm, das den Verlauf des vom fotoelektrischen Sensor erzeugten Sensorsignals bei einem Brand zeigt;
Figur 13 ein Diagramm, das den Verlauf des vom fotoelektrischen Sensor erzeugten Sensorsignals bei einem Sensorfehler durch einen stark verschmutzen Filter zeigt; und
Figur 14 ein Blockschaltbild, das die Ansteuerung der
Lichtquelle der Testanordnung sowie die Auswerteeinheit zum Auswerten der Sensorsignale des fotoelektrischen Sensors zeigt.
In Figur 1 ist eine Schnittdarstellung der Seitenansicht eines elektrografischen Hochleistungsdruckers 10 dargestellt, der mindestens eine Druckeinheit 12 und eine Fi- xiereinheit 14 aufweist. Die Druckeinheit 12 hat vorzugsweise zwei Druckwerke, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Papierbahn 16 mit jeweils einem Druckbild auf deren Vorderseite und auf deren Rückseite bedrucken. Die Druckwerke erzeugen dazu mindestens ein Tonerbild auf der Vorderseite der Papierbahn 16 und optional mindestens ein Tonerbild auf der Rückseite der Papierbahn 16. Die Papierbahn 16 wird mit den darauf befindlichen Tonerbildern zwi- sehen Infrarotstrahlungsheizelementen 18, 20 der Fixiereinheit 14 hindurchgeführt, die die zum Fixieren der Tonerbilder auf der Papierbahn 16 erforderliche Wärmemenge erzeugen. Die durch den Hochleistungsdrucker 10 bedruckte Papierbahn 16 hat während des Druck- und Fixiervorgangs eine Transportgeschwindigkeit von üblicherweise ≥ 0,6 m pro Sekunde, sodass mit Hilfe der Infrarotstrahlungsheizelemente 18, 20 eine ausreichend große Wärmemenge zum Fixieren der Tonerbilder bei dieser Geschwindigkeit bereitgestellt werden muss.
Vor dem Start des Fixierprozesses müssen die Heizelemente 18, 20 auf eine voreingestellte Temperatur aufgeheizt werden, urn ein gewünschtes Fixierergebnis zu erzielen. Während dieses AufheizVorgangs ist die Papierbahn 16 zu den Heizelementen 18, 20 abgeschirmt, sodass keine Strahlungswärme oder nur ein geringer Teil der durch die Heizelemente 18, 20 erzeugten Strahlungswärme auf die Papierbahn 16 trifft. Dadurch kann eine Schädigung der Papierbahn 16 infolge zu großer Wärmestrahlung vermieden werden. Das Ab- schirmen erfolgt vorzugsweise mit Hilfe sogenannter Rollos, die ähnlich einem Rollladen mehrere miteinander verbundene Lamellen aufweisen können. Geeignete Anordnungen zum Abschirmen der Papierbahn 16 vor dem Fixierprozess während des Vorheizens der Heizelemente 18, 20 sowie nach dem Fixierprozess sind beispielsweise aus den Dokumenten
DE 198 27 210 Cl und DE 103 38 516 B3 bekannt. Die Ausgestaltungen der dort beschriebenen Ausführungen zum Abschirmen der Papierbahn 16 vor den Heizstrahlern 18, 20 sowie der Aufbau und die Ausgestaltungen der dort beschriebenen Fixiereinheiten werden hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung aufgenommen.
Der Heizstrahler 18 erzeugt Strahlungswärme zum Fixieren von Tonerbildern auf der Vorderseite und der Heizstrahler 20 zum Fixieren von Tonerbildern auf der Rückseite der Papierbahn 16. Zwischen den Heizstrahlern 18, 20 und der Papierbahn 16 ist jeweils ein Zwischenraum vorgesehen. Fer- ner hat die Fixiereinheit 14 Abluftkanäle 22, 24, die mit einem Abluftsystem verbunden sind. Über die Abluftkanäle 22, 24 werden Luft und gegebenenfalls Schmutzpartikel aus dem Fixierbereich der Fixiereinheit 14 abgesaugt. Insbesondere erfolgt dadurch eine Kühlung der Heizelemente 18, 20 nach einem Fixiervorgang, wodurch ein Wärmestau in der Fixiereinheit 14 vermieden wird.
Ferner sind Schottklappen 26a, 26b vor dem Fixierbereich und 28a und 28b nach dem Fixierbereich angeordnet, durch die der Fixierbereich hermetisch abgeriegelt werden kann.
Weiterhin sind zwei fotoelektrische Sensoren 30, 32 vorgesehen, von denen in Figur 1 nur der Sensor 30 sichtbar ist. Mit Hilfe der fotoelektrischen Sensoren 30, 32 wird ein räumlicher Bereich der Fixiereinheit 14 überwacht, wobei die fotoelektrischen Sensoren 30, 32 die von diesem Bereich abstrahlende Strahlung eines durch ein optisches Filter beschränkten Spektralbereichs erfassen. Dieser Spektralbereich ist vorzugsweise der Spektralbereich von sichtbarem Licht, wodurch die von einer Flamme beim
Verbrennen von Papier oder von anderem Trägermaterial erzeugten Lichtstrahlung erfasst wird. Mit Hilfe des Filters kann wirkungsvoll verhindert werden, dass die von den Heizstrahlern 18, 20 emittierte Infrarotstrahlung zum fotoelektrischen Sensor 30, 32 gelangen und die Auswertung des Messergebnisses erschweren.
Der fotoelektrische Sensor 30, 32 wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine Fotodiode und eine Auswerteschaltung gebildet. Die Fotodiode schließt einen Mess- stromkreis der Auswerteschaltung, wenn das von einer Flamme im Überwachungsbereich emittierte Licht auf den Erfas- sungsbereich der Fotodiode trifft. Abhängig von der Intensität der emittierten Strahlung wird mit Hilfe der Fotodiode ein Eingangssignal für einen Komparator der Auswerteschaltung erzeugt. Der Komparator vergleicht das Eingangssignal mit einem voreingestellten Vergleichswert und gibt abhängig vom Vergleichsergebnis ein Fehlersignal aus. Ein Brand in der Fixiereinheit 14 kann insbesondere durch in der Fixiereinheit 14 zurückgebliebene Papierreste und/oder durch eine Fehlbedienung oder Fehlfunktion entstehen, insbesondere dann, wenn die Papierbahn 16 nicht bewegt wird und dabei nicht ausreichend gegen die aktivierten Heizstrahler 18, 20 abgeschirmt ist.
Die fotoelektrischen Sensoren 30, 32 sind so angeordnet, dass ihre Überwachungsbereiche den gesamten Fixierbereich zwischen dem Heizstrahler 18 und der gegenüberliegenden Papierbahn 16, d. h. den Fixierbereich, überwachen. Die Empfindlichkeit der fotoelektrischen Sensoren 30, 32 ist dabei so, dass ein Fehlersignal auch dann sicher erzeugt wird, wenn eine Flamme nur an dem zum Sensor 30, 32 ent- fernt angeordneten Ende 18a des Heizstrahlers 18 auftritt.
In der Druckeinheit 12 ist vor der Übergabestelle der Papierbahn 16 von der Druckeinheit 12 zur Fixiereinheit 14 ein zur übrigen Druckeinheit 12 abgeschotteter Übergabe- Schacht 36 vorgesehen, in den ein bereits fixiertes Tonerbild im Start-Stopp-Betrieb des Hochleistungsdruckers 10, insbesondere zum Mehrfarbendruck oder zwischen zwei Druckvorgängen, zurückgezogen wird, um zwischen zwei nacheinan- der folgenden Druckvorgängen keinen unnötigen Zwischenraum auf der Papierbahn 16 zu lassen.
Durch den Schacht 36 wird im Brandfall verhindert, dass ein beim Fixieren der Papierbahn 16 auftretendes Feuer beim nachfolgenden Rückzug der Papierbahn 16 in den Bereich der Druckwerke der Druckeinheit 12 gelangen kann.
Der Spektralbereich der von den Heizstrahlern 18, 20 abgegebenen Heizstrahlung ähnelt dem eines schwarzen Strahlers und hat ein Maximum bei 2 um bis 4 um, wie nachfolgend in Verbindung mit den weiteren Figuren noch näher ausgeführt wird. Jedoch ist der Anteil des sichtbaren Spektralbereichs der von den Heizstrahlern 18, 20 erzeugten Heizstrahlung so hoch, dass die Fotodiode des Sensors 30, 32 durchschaltet, sodass nicht sicher zwischen einem Feuer und der Heizstrahlung unterschieden werden kann. Die Spektralverteilung der Flammen beim Verbrennen von Trägermaterial liegt jedoch deutlich weiter im sichtbaren Bereich. Insbesondere bei kleinen Flammen und bei aktivier- ten Heizstrahlern kann nicht sicher zwischen dem Fehlerfall beim Auftreten einer Flamme und dem Normalzustand bei aktivierten Heizstrahlern 18, 20 unterschieden werden.
Durch die Kombination der Fotodiode mit einem geeigneten optischen Filter, insbesondere mit einem zwischen dem Ü- berwachungsbereich und der Fotodiode angeordneten Filterglas, kann in dem dem Sensor 30, 32 zugeführten Strahlungsspektrum im sichtbaren Spektralbereich eine sichere Unterscheidung zwischen einer Flamme beim Brennen der Papierbahn 16 oder eines Papierrestes 16a und der Wärmestrahlung erfolgen. In üblichen zu bedruckenden Trägermaterialien, wie Papier und Kunststoffen, sind verschiedene KohlenstoffVerbindungen enthalten. Die Verbrennung, d. h. die Oxidation, dieser KohlenstoffVerbindungen mit einer offenen Flamme erzeugt eine Strahlung im sichtbaren Spekt- raibereich, insbesondere im Spektralbereich der Farben O- range, Gelb, Grün und Blau. Einflüsse der durch die Heiz- strahier 18, 20 erzeugten Strahlung werden durch das Filterglas nicht durchgelassen und beeinflussen somit das Messergebnis des fotoelektrischen Sensors 30, 32 nicht. Dem Sensor 30, 32 wird somit nur eine Strahlung in einem geeigneten Spektralbereich zugeführt, der sich von dem Hauptspektralbereich der Heizstrahler 18, 20 unterscheidet. Zur Überwachung üblicher Fixierbereiche der Fixierstationen 14 von Hochleistungsdruckern ist ein einziger Sensor 30, 32 ausreichend. Jedoch werden bei dem Hochleistungsdrucker 10 nach Figur 1 mindestens zwei Sensoren 30, 32 vorgesehen, die einander überlappende Überwachungsbereiche haben. Die Sensoren 30, 32 können beispielsweise so angeordnet sein, dass jeder der Sensoren den relevanten Fixierbereich der Fixiereinheit 14 überwacht, wobei die Fehlersignale der beiden Sensoren durch eine logische UND- Schaltung oder eine logische ODER-Schaltung miteinander verknüpft sein können. Durch eine UND-Schaltung wird erreicht, dass beide Sensoren 30, 32 einen Fehler, d. h. eine Flamme, erkannt haben müssen und bei einer ODER- Schaltung ist es ausreichend, dass einer der Sensoren 30, 32 eine Flamme detektiert, um ein Fehlersignal für einen Brandfehler auszugeben. Durch die Ausgabe eines solchen Brandfehlersignals werden weitere Handlungen initiiert, beispielsweise das Stoppen des Antriebs der Papierbahn 16 und das Schließen der Schottklappen 26a, 26b, 28a, 28b. Die Sensoren 30, 32 sind vorzugsweise rechts und links neben der Papierbahn 16 in Hauptförderrichtung der Papierbahn 16 angeordnet. Die Hauptförderrichtung der Papierbahn 16 ist in Figur 1 durch den Pfeil Pl angegeben.
Die Sensoren 30, 32 sind dabei so ausgerichtet, dass wie bereits erwähnt, der Fixierbereich zwischen dem flächigen Heizelement 18 und dem gegenüberliegenden Bereich der Pa- pierbahn 16 vorzugsweise vollständig überwacht wird. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Sensoren 30, 32 o- berhalb der Papierbahn 16 angeordnet. Bei anderen Ausführungsbeispielen können die Sensoren 30, 32 auch neben der Papierbahn 16 oder unterhalb der Papierbahn 16 angeordnet sein, Der Vorteil der Nutzung von fotoelektrischen Sensoren 30, 32, die zum Überwachen des Fixierbereichs in unmittelbarer Nähe der Papierbahn 16 bzw. des Trägermaterials angeordnet sind, besteht darin, dass Brände sofort nach ihrem Entstehen erkannt werden können. Gegenüber Rauchsensoren wird dieser Vorteil bei einem solchen fotoelektrischen Sensor 30, 32 dadurch bewirkt, dass nicht erst Rauch in einen Erfassungsbereich eines Rauchmelders eindringen muss, um den Brand zu detektieren, sondern das die Strahlung mit Lichtgeschwindigkeit zum fotoelektri- sehen Sensor 30, 32 gelangt. Insbesondere beim Anordnen eines Rauchsensors in einem Abluftstrom der über die Absaugstutzen 22, 24 abgesaugten Abluft kann mit dem fotoelektrischen Sensor 30, 32 bei dem Hochleistungsdrucker 10 bei der Branddetektion ein Zeitvorteil von mehreren Sekun- den erreicht werden. Ferner wird durch die fotoelektrischen Sensoren 30, 32 im Unterschied zu Rauchsensoren kein Fehlersignal ausgegeben werden, wenn die Schmutzpartikeldichte in der Fixiereinheit 14 oder im Abluftstrom über- schritten wird. In Figur 2 ist eine Schnittdarstellung einer Draufsicht des Hochleistungsdruckers 10 nach Figur 1 dargestellt. Elemente mit gleicher oder ähnlicher Funktion haben dieselben Bezugszeichen.
In Figur 3 ist ein Diagramm dargestellt, das die spektrale Verteilung der Strahlungsleistung des Heizstrahlers 18, einer kleinen Flamme des brennenden Papierrestes 16a, den spektralen Durchlassbereichs des dem Sensor 30, 32 vorge- schalteten Filters und die spektrale Empfindlichkeit des Sensors 30, 32 zeigt. Die spektrale Verteilung der Heizstrahlung des Heizstrahlers 18 ist in Figur 3 durch eine fette Vollinie, die spektrale Verteilung einer kleinen Flamme durch eine fette Strichlinie, die spektrale Emp- findlichkeit des Sensors 30.- 32 durch eine dünne Strichlinie und der Durchlassbereich des Filters mit einer dünnen Strich-Punkt-Linie dargestellt. Die Strahlungsleistungen des Heizstrahlers 18 und der kleinen Flamme sowie die Empfindlichkeit des Sensors 30, 32 und des Filters sind im Diagramm nach Figur 3 logarithmisch unterteilt.
In Figur 4 ist das Ansprechverhaiten der Gesamtordnung aus Sperrfilter 40 und Sensor 30, 32 beim Betrieb des Heizstrahlers 18 als Volllinie und beim Auftreten einer Flamme im Fixierbereich der Fixiereinheit 14 als Strichlinie abhängig von der Wellenlänge dargestellt. Die Ausgangsspannung des Sensors 30, 32 ist dabei proportional dem Integral über die Wellenlänge.
In Figur 5 ist eine Auswerteschaltung zum Auswerten des
Messsignals des durch die Fotodiode und einen integrierten Transimpedanzverstärker gebildeten fotoelektrischen Sensor 30 dargestellt. Die Fotodiode ist in Figur 5 mit dem Be- zugszeichen 31 bezeichnet. Der Transimpedanzverstärker weist einen Operationsverstärker 44 sowie eine aus den Bauelementen 46, 48 gebildete Beschaltung auf.
Die von der Flamme und/oder dem Heizstrahler 18 erzeugte Strahlung 42 trifft auf einen Sperrfilter 40, das vor dem Erfassungsbereich der Fotodiode 31 angeordnet ist. Wie bereits erläutert, lässt das Sperrfilter 40 nur ein ausgewähltes Wellenlängenband der von dem Heizstrahler 18 und/oder der Flamme emittierten Strahlung 42 zum Erfassungsbereich der Fotodiode 32 durch. Je nach Intensität der Strahlung 42, die auf den Erfassungsbereich der Fotodiode 31 trifft, wird eine proportionale Spannung am Ausgang des Sensors 31 ausgegeben. Über eine übliche Kompara- torschaltung mit einem Operationsverstärker 52 und einem
Spannungsteiler aus zwei Widerständen 56 und 54 wird durch die Auswerteschaltung nach Figur 5 ein logisches Signal mit einem Signalpegel von 24 V DC als Fehlersignal erzeugt und ausgegeben. Über das Verhältnis der Widerstände 54, 56 wird die Ansprechschwelle des Fehlersignals und somit ein Grenzwert eingestellt. Das durch die Auswerteschaltung nach Figur 5 ausgegebene Fehlersignai kann nachfolgend auf geeignete Art und Weise weiterverarbeitet werden.
Die in Figur 5 gezeigte Auswerteschaltung kann in gleicher Weise wie für den Sensor 30 erläutert für den Sensor 32 eingesetzt werden.
In Figur 6 ist eine Testanordnung zum Testen der Funktion des Sensors 30 schematisch dargestellt, in der der Sensor 30, der Erfassungsbereich 60 des Sensors 30, der Überwachungsbereich 62 des Sensors 30, ein Sperrfilter 40 sowie eine Lichtquelle 64 gezeigt sind. Zwischen der Lichtquelle 64 und dem Überwachungsbereich 62 ist eine Schutzglasscheibe 66 vorgesehen. Durch die Lichtquelle 64 wird ein Lichtstrahl 68 emittiert, der so ausgerichtet ist, dass er durch das Filter 40 hindurch auf einen Sensorbereich des Sensors 30 trifft.
Die von der Lichtquelle 64 emittierte Strahlung hat dabei eine solche spektrale Verteilung und eine solche Intensität, dass die Auswerteschaltung nach Figur 5 ein Fehler- signal ausgibt. Somit kann durch Einschalten der Lichtquelle 64 geprüft werden, ob der Sensor 30 bei eingeschalteter Lichtquelle 64 ein Fehlersignal ausgibt. Ist das der Fall, so ist der Sensor 30 funktionsfähig und gibt auch beim Auftreten eines Brandes in der Fixiereinheit 14 ein Fehlersignal aus. Mit einer geeigneten Ansteuerung der
Lichtquelle 64 und einer geeigneten Auswerteschaltung des Sensorsignals des fotoelektrischen Sensors 30 kann die Funktion des Sensors 30 fortlaufend auch während eines Druckprozesses bzw. während eines Fixierprozesses über- v/acht werden, ohne dass es zu einer fehlerhaften Brandmeldung kommt. Dies wird nachfolgend im Zusammenhang mit den Figuren 7 bis 9 noch näher erläutert.
Figur 7 zeigt eine AnsteuerSchaltung zum Ansteuern der Lichtquelle 64. Die Lichtquelle 64 umfasst mindestens eine Leuchtemitterdiode LEDl, LED2 als Lichtquelle. Mit Hilfe eines Taktgenerators 70, dem ein Takt eines zentralen Taktgebers zugeführt wird, wird ein Rechtecksignal pulse- pause erzeugt, das einer LED Treiberschaltung 72 zugeführt wird. Die LED Treiberschaltung 72 steuert abhängig vom pulse-pause-Signal eine erste Leuchtemitterdiode LEDl und eine zweite Leuchtemitterdiode LED2 an. Die erste Leuchtemitterdiode LEDl dient als Testlichtquelle für den foto- elektrischen Sensor 30 und die Leuchtemitterdiode LED2 dient als Lichtquelle für den fotoelektrischen Sensor 32. Das vom Taktgenerator 70 erzeugte pulse-pause-Signal bewirkt ein Ausschalten der Leuchtemitterdioden LEDl, LED2 , wenn über die Signalleitung pulse-pause der LED Treiberschaltung 72 ein logisches High-Signal zugeführt wird. Ferner gibt der Taktgenerator 70 ein pulsierendes Taktsig- nai mit einer Periode von einer Millisekunde aus.
In Figur 8 werden die Sensorsignale der fotoelektrischen Sensoren 30, 32 einer Komparatorstufe 74 zugeführt, die die Sensorsignale jeweils mit zwei voreingestellten Grenzwerten vergleicht. Wird ein erster Grenzwert dauerhaft ü- berschritten, so liegt ein Brand vor, wobei ein erster Fehler einer Auswerteschaltung 76 zugeführt wird. Der Auswerteschaltung 76 wird ferner das vom Taktgenerator 70 erzeugte Taktsignal zugeführt. Wird ein zweiter Grenzwert durch das jeweilige Sensorsignal nicht überschritten, so wird der Auswerteschaltung 76 ein zweites Fehlersignal zu- geführt. Das erste und zweite Fehlersignal wird von der Komparatorstufe 74 jeweils für den ersten Sensor 30 und den zweiten Sensor 32 erzeugt. Die von der Komparatorstufe 74 erzeugten Fehlersignale, die den ersten Sensor 30 betreffen sind mit S30 und die den zweiten Sensor 32 betreffen mit S32 bezeichnet. Die Auswerteschaltung 76 wertet die zugeführten Fehlersignale aus, wobei der Auswerteschaltung 76 zusätzlich eine Messfreigabesignal zugeführt wird. Abhängig von diesem Messfreigabesignal werden bei einem auftretenden ersten oder zweiten Fehler des ers- ten Sensors 30 oder beim Auftreten eines ersten oder zweiten Fehlers des zweiten Sensors 32 ein erstes Fehlersignal 78 ausgegeben, das angibt, dass ein Brand bzw. ein Feuer in der Fixiereinheit 14 ausgebrochen ist und/oder ein zweites Fehlersignal 80, das angibt, dass ein Sensorfehler mindestens eines Sensors 30, 32 vorliegt.
In Figur 9 ist eine Generatorschaltung 82 zum Erzeugen des Messfreigabesignals dargestellt. Der Generatorschaltung 82 wird das vom Taktgenerator 70 erzeugte Taktsignal sowie das vom Taktgenerator 70 erzeugte pulse-pause-Signal zugeführt. Die Generatorschaltung 82 erzeugt nur ein Messfreigabesignal, wenn die Leuchtemitterdioden LEDl, LED2 auf- grund des pulse-pause-Signals so angesteuert werden, dass sie kein Licht emittieren. Das pulse-pause-Signal und das Messfreigabesignai werden taktabhängig erzeugt. Eine Auswertung der Auswerteschaltung 76 von der Komparatorstufe 74 zugeführten ersten Fehlersignalen und/oder eine Weiter- leitung eines Fehlersignals 78 erfolgt somit nur, wenn die Auswertung durch dass Messfreigabesignal freigegeben ist, d. h. wenn die Leuchtemitterdioden LEDl, LED2 , keine Lichtstrahlung emittieren.
Die Auswerteschaltung 76 kann weitere Auswertevorschriften berücksichtigen. Insbesondere kann die Auswerteschaltung 76 das erste Fehiersignal des ersten Sensors 30 und das erste Fehlersignal des zweiten Sensors 32 miteinander auf geeignete Art und Weise verknüpfen, insbesondere durch ei- ne logische UND-Verknüpfung. Dadurch wird sichergestellt, dass ein Brand erst dann als Fehlersignal 78 weitergeleitet wird, wenn beide Sensoren 30, 32 den Brand erfasst haben. Dadurch wird sichergestellt, dass beide Sensoren 30, 32 den Brand erfasst haben müssen, bevor weitere Maßnahmen ergriffen werden.
Üblicherweise wird das erste Fehlersignal des ersten Sensors 30 und das erste Fehlersignal des zweiten Sensors 32 durch eine logische ODER-Verknüpfung miteinander verknüpft, sodass das Fehlersignal 78 bereits dann ausgegeben und weitergeleitet wird, wenn auch nur ein Sensor 30, 32 den Brand erfasst.
Die Spektralverteilung der durch die Leuchtemitterdioden LEDl, LED2, gebildeten Lichtquellen 64 ist der Filtercharakteristik des Filters 40 und der spektralen Empfindlichkeit der Fotodiode 32 angepasst. Mit Hilfe des durch den Taktgenerator 70 erzeugten pulse-pause-Signals werden die Leuchtemitterdioden LEDl, LΞD2 getaktet mit einem Recht- ecksignal konstanter Frequenz angesteuert. Am Ausgang des jeweiligen Sensors 30, 32 stellt sich eine proportionale Spannung ein. Dabei kann jede Art bekannter Messschaltun- gen zum Erzeugen der AusgangsSpannung der Sensoren 30, 32 genutzt werden, Ein Signalverlauf 84 zum Ansteuern der Leuchtemitterdioden LEDl, LED2 , die jeweils eine Testlichtquelle 64 zum Test der Sensoren 30, 32 bilden, ist in Figur 10 beispielhaft dargestellt.
In Figur 11 ist der Signalverlauf der AusgangsSpannung 86 des Sensors 30 dargestellt. Durch die getakteten mit einem Rechtecksignal konstanter Frequenz angesteuerten Leuchtemitterdioden LEDl, LED2 erzeugen die Sensoren 30, 32 ein dem Ansteuertakt der Leuchtemitterdioden LEDl, LED2 entsprechendes rechteckförmiges Sensorsignal 86 und geben dieses aus. Dieses Ausgangssignal 86 wird insbesondere durch eine Verschmutzung des Filters 40 und des Schutzglases 66 beeinflusst.
Zusätzlich zu dem Ausgangssignal 86 sind ein erster Grenzwert 88, der eine Auslöseschwelle zum Auslösen eines Brandfehlers bildet, und ein zweiter Grenzwert 90 der eine Defektschwelle zum Ermitteln eines Sensorfehlers bildet, dargestellt. Solange das Sensorsignal 86, wie in Figur 11 gezeigt, mit jedem rechteckförmigen Impuls den zweiten Grenzwert 90 überschreitet, liegt kein Sensorfehler vor. Unterschreitet das Sensorsignal 86 bei jedem rechteckförmigen Impuls den ersten Grenzwert 88, so wird kein Brand in der Fixiereinheit 14 detektiert.
In Figur 12 sind das Sensorsignal 86 sowie die Grenzwerte 88 und 90 dargestellt. Das Sensorsignal 86 liegt dauerhaft oberhalb des ersten Grenzwertes 88, sodass ein Feuer in der Fixiereinheit 14 detektiert wird. Somit wird bei dem Signalverlauf des Sensorsignals 86 nach Figur 12 mit Hilfe des Fehlersignals 78 eine Brandmeldung ausgelöst und es können sofort Gegenmaßnahmen sowie Schutzmaßnahmen ergriffen werden.
In Figur 13 sind das Sensorsignal 86 sowie der erste Grenzwert 88 und der zweite Grenzwert 90 dargestellt, wo- bei der Signalverlauf des Sensorsignals 86 dauerhaft den zweiten Grenzwert 90 unterschreitet, sodass die Defekt- schwelle dauerhaft unterschritten und ein Sensorfehler erkannt sowie das Fehlersignal 80 ausgegeben wird. Im Unterschied zu den gezeigten Grenzwerten 88, 90 kann bei ande- ren Ausführungsbeispielen der erste Grenzwert 88 auch gleich dem zweiten Grenzwert 90 sein oder der zweite Grenzwert 90 kann oberhalb des ersten Grenzwerts 88 liegen. Die Auswertung des Sensorsignals 86 erfolgt vorzugsweise mit Hilfe der in den Figuren 8 und 9 gezeigten Schaltungen, die eine Komparatorschaltung sowie vorzugsweise ein in der Auswerteschaltung 76 enthaltenes Filter ausgewertet werden. Mit Hilfe des generierten Messfreigabesignals wird eine Auswertelücke zum Auswerten des Sig- nals 86 erzeugt, durch das ein Entladeverhalten der Auswerteschaltung, insbesondere der Außenbeschaltung 48, 46 des Komparators 44 oder das Entladeverhalten ähnlicher Messschaltungen, herausgefiltert wird.
Die in den Figuren 7 bis 9 gezeigten Schaltungen sind so konzipiert, dass zwei Lichtquellen LEDl, LED2 angesteuert und die Signale von zwei Sensoren 30, 32 ausgewertet werden. Die Entscheidungsmatrix zum Erzeugen der auszugeben- den Fehlersignale 78, 80 wird vorzugsweise mittels einer Hochsprache, insbesondere mit Hilfe von VHDL, in einem programmierbaren Logikbaustein erzeugt.
In Figur 14 ist ein Blockschaltbild dargestellt, das die Ansteuerung der Lichtquelle 44 der Testanordnung sowie die Auswerteeinheit zum Auswerten des Sensorsignals des fotoelektrischen Sensors 30, 32 zeigt. Mit Hilfe der Ansteuereinheit 92 wird die Leuchtemitterdiode LEDl angesteuert. Die Ansteuereinheit 92 umfasst insbesondere den Taktgene- rator 70 und den LED Treiber 72 nach Figur 7. Mit Hilfe der Ansteuereinheit 92 wird die Leuchtemitterdiode LEDl, wie bereits zuvor beschrieben, mit einem Rechtecksignal angesteuert, sodass sie entsprechend diesem Anteuersignal periodisch für eine vorbestimmte Zeit Licht abstrahlt, die als Strahlung 42 auf den Sensorbereich der den Sensor 30 bildenden Fotodiode trifft. Die Fotodiode 30 ist mit einer Auswerteeinheit 94 verbunden, die insbesondere einen Kom- parator und eine Auswerteschaltung ähnlich dem Komparator 74 und der Auswerteschaltung 76 nach Figur 8 umfasst. Die Auswerteeinheit 94 wertet das Sensorsignal des Sensors 30 aus und gibt beim Detektieren eines Brandes in der Fixiereinheit 14 ein erstes Fehlersignal und beim Vorliegen eines Sensorfehlers ein zweites Fehlersignal aus. Die Sensoren 30, 32 können innerhalb der Fixierstation selbst und/oder in einem an die Fixiereinheit 14 angrenzenden Bereich beispielsweise einer Druckeinheit, angeord- net werden, sodass ihr jeweiliger Überwachungsbereich mindestens einen Teil des Fixierbereichs abgedeckt.
Vorzugsweise muss das vom Sensor 30, 32 ausgegebene Fehlersignal über einen voreingestellten Zeitraum unterbro- chen, beispielsweise eine voreingestellte Taktanzahl lang, erfasst werden, bevor ein Fehlersignal 78, ausgegeben wird, durch das weitere Maßnahmen ergriffen werden. Diese weiteren Maßnahmen können auch das Einbringen von brandhemmenden Stoffen, wie beispielsweise CO2, in dem Fixier- bereich umfassen.
Obgleich in den Zeichnungen und in der vorhergehenden Beschreibung bevorzugte Ausführungsbeispiele aufgezeigt und detailliert beschrieben worden sind, sollte dies als rein beispielhaft und die Erfindung nicht einschränkten angesehen werden. Es sei darauf hingewiesen, das nur die bevorzugten Ausführungsbeispiele dargestellt und beschreiben sind und sämtliche Veränderungen und Modifizierungen, die derzeit und künftig im Schutzumfang der Erfindung liegen, geschützt werden sollen. Bezugszeichenliste
10 Hochleistungsdrucker
12 Druckeinheit
14 Fixiereinheit
16 Papierbahn
16a Papierrest 18, 20 Heizstrahler
22, 24 Absaugstutzen
26a, 26b,
28a, 28b Schottklappen
30, 32 Sensoren/Fotodiode 40 Sperrfilter
42 emittierte Strahlung
44 Operationsverstärker / TransimpedanzVerstärker
46, 48 Bauelement
52 Operationsverstärker / Komparator 54, 56 Widerstände eines Spannungsteilers
58 VersorgungsSpannung
60 Erfassungsbereich
62 Überwachungsbereich
64 Lichtquelle 66 Schutzglas
68 Lichtstrahl
70 Taktgenerator
72 LED Teiber
74 Komparator 76 Auswerteschaltung
78 erstes Fehlersignal Brandfehler
80 zweites Fehlersignal Sensorfehler 82 Messfreigabeschaltung 84 Ansteuersignal LEDl
86 Sensorsignal Sensor 30
88 erster Grenzwert, Auslöseschwelle Brandfehler
90 zweiter Grenzwert, Auslöseschwelle Sensorfehler

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Erkennen eines Brandes in einer Fixiereinheit einer elektrografischen Bilderzeugungseinrichtung,
mit einem fotoelektrischen Sensor (30, 32), der be- nachbart zu einem ein zu fixierendes Tonerbild aufweisendes Trägermaterial (16) angeordnet ist,
wobei der fotoelektrische Sensor (30, 32) derart angeordnet und/oder ausgebildet ist, dass er zumindest ein Teil der von Heizstrahlern (18, 20) der Fixiereinheit (14) erzeugten Strahlung nicht erfasst.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der fotoelektrische Sensor (30, 32) eine Fotodi- ode, einen Fototransistor und/oder eine Solarzelle umfasst .
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein optisches Filter (40) vorgesehen ist, das dem fotoelektrischen Sensor
(30, 32) vorgeschaltet ist und das vorzugsweise Licht im sichtbaren Spektralbereich zum fotoelektrischen Sensor (30, 32) durchläset .
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter (40) einen Teil der von Heizstrahlern (18, 20) erzeugten Strahlung nicht durchläset, wobei das Filter (40) vorzugsweise Strahlung im infrarotem und/oder ultravioletten Spektralbereich nicht durch- lässt, wobei das Filter (40) in den fotoelektrischen Sensor (30, 32) integriert ist und/oder als separates optisches Bauelement vor dem fotoelektrischen Sensor (30, 32) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiereinheit (14) mindestens einen Heizstrahler (18) hat, der der Vor- derseite und/oder der Rückseite des Trägermaterials (16) gegenüberliegend angeordnet ist, so dass mit Hilfe der von Heizstrahler (10, 20) erzeugten Wärmestrahlung mindestens ein Tonerbild auf der Vorderseite und/oder Rückseite des Trägermaterials (16) beim Vorbeiführen des Trägermaterials (16) am Heizstrahler (18, 20) auf dem Trägermaterial (16) fixiert wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenraum zwischen den Heizstrahlern (18, 20) und dem Trägermaterial (16) vorgesehen ist, wobei der mindestens eine fotoelektrische Sensor (30, 32) mindestens ein Bereich des Zwischenraums überwacht.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Schottanordnung (26a, 26b, 28a, 28b) vorgesehen ist, die abhängig von einem beim Auftreten eines Brandes in der Fixiereinheit (14) vom fotoelektrischen Sensor (30, 32) oder einer mit dem fotoelektrischen Sensor (30, 32) verbundenen Auswerteeinheit (76) erzeugten
Fehlersignals einen Fixierbereich der Fixiereinheit (14) abschottet, so dass kein Feuer den Fixierbereich verlassen kann, wobei vorzugsweise mindestens eine erste Schottanordnung (26a, 2βb) vor dem Fixierbereich und mindestens eine zweite Schottanordnung (28a, 28b) nach dem Fixierbereich angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Stellelement zum Aktivieren der Schottanordnung (26a, 26b, 28a, 28b) vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überwachungseinheit zum Überwachen der Funktion des fotoelektrischen Sensors vorgesehen ist, die eine Lichtquelle (64, LEDl, LED2) und eine Auswerteeinheit (76) aufweist, wobei die Lichtquelle (64, LEDl, LED2) Licht emittiert, durch das der fotoelektrische Sensor (30, 32) ein
Fehlersignal erzeugt, wobei die Auswerteschaltung ein durch das von der Lichtquelle (64, LEDl, LED2) emittiertes Licht bewirktes Fehlersignal überwacht.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (76) beim Fehlen oder Unterschreiten eines auf Grund des emittierten Lichts erwarteten Fehlersignals einen Sensorfehler ermittelt, wobei die Auswerteeinheit (76) vorzugsweise bei einem durch einen Brand, vorzugsweise durch eine Flamme, bewirkten Fehlersignals ein erstes Fehlersignal (78) und bei einem Sensorfehler ein zweites Fehlersignal (80) ausgibt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (64, LEDl, LED2) periodisch, vorzugsweise in einem Zeitintervall von kleiner einer Sekunde, aktiviert wird.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (76) das erste Fehlersignal beim dauerhaften Ü- berschreiten eines ersten Grenzwertes (88) und das zweite Fehlersignal beim Unterschreiten eines zweiten Grenzwertes (88) bei aktivierter Lichtquelle erzeugt.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der fotoelektrische Sensor in der Fixiereinheit (14) benachbart zu einem zu fixierenden Trägermaterial (16) oder in einer benachbart zur Fixiereinheit (14) angeordneten Druckeinheit (12) angeordnet ist, wobei der Überwachungsbereich (62) des fotoelektrischen Sensors (30, 32) einen Teil oder den gesamten Fixierbereich der Fixiereinheit (14) überwacht.
14. Verfahren zum Erkennen eines Brandes in einer Fixier- einheit einer elektrografischen Bilderzeugungseinrichtung,
bei dem mit Hilfe eines fotoelektrischen Sensors (30, 32), der benachbart zu einem ein zu fixierendes To- nerbild aufweisendes Trägermaterial (16) angeordnet wird, mindestens ein Teil eines Fixierbereichs der Fixiereinheit (14) überwacht wird, wobei zumindest ein Teil der von Heizstrahlern (18, 20) der Fixiereinheit (14) erzeugten Strahlung durch den fotoelekt- rischen Sensor (30, 32) nicht erfasst wird und bei dem ein Fehlersignal (78) ausgegeben wird, wenn mit Hilfe des fotoelektrischen Sensors (30) ein Brand im Fixierbereich detektiert wird.
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