DE2061054C2

DE2061054C2 - Verfahren zur Steuerung der einer Lampe und einem Erhitzer zugeführten elektrischen Leistung für ein Kopiergerät

Info

Publication number: DE2061054C2
Application number: DE19702061054
Authority: DE
Inventors: Yoshihisa Tawara Atsumi Aichi Kawai; Kitamaro Toyokawa Atsumi Aichi Nakamura
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1969-12-12
Filing date: 1970-12-11
Publication date: 1982-05-27
Also published as: DE2061054A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der einer Lampe und einem Erhitzer zugeführten elektrischen Leistung für ein Kopiergerät, das einen Erhitzer zum Fixieren oder Trocknen der Kopie und eine Lampe, die mit der Kopierbetätigung des Kopiergerätes zusammenwirkend bei einer jeweiligen Kopierbetätigung während einer bestimmten Zeitspanne leuchtet, enthält, wobei der Erhitzer und die Lampe von einer Wechselstromquelle gespeist werden, deren abgebbare Leistung beschränkt ist und einen vorbe-

stimmten Wert nicht überschreitet

Ein Kopiergerät besitzt im allgemeinen eine Lampe als Lichtquelle für die Belichtung, einen Erhitzer für die Trockenfixierung sowie eine Motorantriebsquelle und ist ferner mit einem elektrische Energie verbrauchenden Teil versehen, der aus dem die Lampe, den Erhitzer und die Motorantriebsquelle steuernden Stromkreis besteht Die elektrische Energie wird größtenteils für die Lampe und den Erhitzer verbraucht Bei einem Kopiergerät bei dem als Lichtquelle eine Glühlampe oder eine ι ο HalogepJampe benutzt wird, wird diese, um Schleierbildung auf dem lichtempfindlichen Papier zu vermeiden, elektrische Energie zu sparen, die Lebensdauer der Lampe zu erhöhen und um die durch das Leuchten der Lampe bedingte Temperaturerhöhung zu vermeiden, nur bei der Belichtung gezündet Andererseits wird der Erhitzer immer gespeist um ihn in konstant erhitztem Zustand zu halten (US-PS 31 48 610). Infolgedessen summieren sich bei der Belichtung die Verbrauchsleistung der Lampe und des Erhitzers sowlj der anderen in Betrieb genommenen Teile und bringen die Verbrauchsleitung auf Höchstwert, was zu einer Stromspitze führt und sich letztlich in einem hohen Energieverbrauch auswirkt

Ferner werden, je schneller das Kopiergerät arbeitet, die Verbrauchsleistung der Lampe und des Erhitzers merklich desto größen Falls die übliche Betriebsstromquelle als Stromquelle benutzt wird, erreicht der höchste Verbrauchsstrom schließlich den Grenzwert des entnehmbaren Speisestroms, und infolgedessen kann das Kopiergerät nicht mehr schneller arbeiten. Der Arbeitsgeschwindigkeit des Kopiergerätes ist also durch die der Wechselstromquelle maximal entnehmbare Leistung eine Grenze gesetzt weil mit steigender Arbeitsgeschwindigkeit auch die erforderliche elektrisehe Leistung ansteigt.

Um diesen Nachteil zu beheben, wurde bereits vorgeschlagen, den Erhitzer während der Leuchtdauer der Lampe kurzzuschließen und nicht elektrisch zu speisen und ihn nur zu speisen, wenn die Lampe nicht -to leuchtet, so daß der Spitzenwert des Verbrauchsstroms absinkt Es wird damit möglich, bei der Anwendung der üblichen Stromquelle die Wattzahl der Lampe sowie des Erhitzers gegenüber der Speisegrenze der elektrischen Leitung, des Zuleitungskabels oder der Steckdose in dem betreffenden Raum zu erhöhen. Hierbei tritt aber der Nachteil ein, daß Lampe und Erhitzer nicht gleichzeitig betrieben werden können. Während der Trockenfixiei ung kann also nicht bereits die nächste Belichtung vorgenommen werden. Die Leistung des jo Kopiergerätes sinkt infolgedessen ab. Ferner kühlt sich der Erhitzer, der während der Belichtung abgestellt wird, unterdessen ab, und es braucht wieder Zeit, bis der Erhitzer den konstant erhitzten Zustand erreicht. Es zeigt sich also die Schwierigkeit, die Zeit des Durchgangs des schon belichteten und entwickelten lichtempfindlichen Papiers in der Trocken- und Fixierstation und der elektrischen Speisung des Erhitzers zu regulieren.

Gemäß der US-PS 32 88 047 werden während eines Kopierzyklus nacheinander die Beli^htungslampe und erst nach deren Erlöschen der Erhitzer über Schalter an die Stromquelle angeschlossen. Da bei jedem Kopiervorgang erst nach dem Erlöschen der Lampe der Stromkreis für den Erhitzer geschlossen wird, benötigt b5 er jedesmal eine entsprechend lange Zeit, um die erforderliche Temperatur zu erreichen, und auch in diesem Fall kann die nächste Belichtung erst erfolgen, wenn der Trocken- und Fixiervorgang des vorausgehenden Kopierzyklus abgeschlossen ist Beide Umstände setzen der Kopiergeschwindigkeit enge Grenzen.

Durch die US-PS 34 24 526 ist es bekannt bei einem Kopiergerät mit dem Einschalten des Gerätes zunächst den Erhitzers an die Stromquelle anzuschließen, ihn aoer, sobald die Belichtungslampen eingeschaltet werden, völlig auszuschalten. Das Ausschalten des Erhitzers und das Einschalten der Lampe geschieht dabei über ein und den selben Schaltkontakt Auch hier muß sich also während der Leuchtdauer der Lampen der Erhitzer um etliche Grade abkühlen, so daß er, wenn er mit dem Löschen der Lampen wieder eingeschaltet wird, eine entsprechende Zeit benötigt um die erforderliche Temperatur wieder zu erreichen, wodurch sich die Durchlaufzeit für eine Kopier verlängert Ein weiterer Nachteil dieses Kopiergerätes ist daß bei eingeschaltetem Gerät und nicht leuchtenden Lampen, also auch wenn das Kopiergerät z. B. nur in Bereitschaft gehalten wird, dem Erhitzer immer die volle Leistung zugeführt wird, was einen unnötig hohen Energieverbrauch bedeutet Besonders bei Halogenlampen wirkt es sich nachteilig aus, wenn während des Betriebs des Erhitzers die Lampen immer völlig von der Stromquelle getrennt sind; denn mit jedem Löschen der Halogenlampen wird der Halogenzyklus unterbrochen, und die Lichtausbeute und auch die Lebensdauer der Lampe werden somit gemindert.

Aufgabe der Erfindung ist es, für ein Kopiergerät in dem eine Lampe und eine Erhitzer so angeordnet sind, daß sie von einer Wechselstromquelle gespeist werden, deren abgebbare Leistung beschränkt ist und einen vorbestimmten Wert nicht überschreitet ein Verfahren zur Steuerung der der Lampe und dem Erhitzer zuzuführenden elektrischen Leistung zu liefern, durch das auch bei leuchtender Lampe der Erhitzer laufend weiter gespeist wird, ohne daß die von der Lampe und dem Erhitzer gleichzeitig aufgenommene Leistung den beschränkten Wert der von der Wechselstromquelle abgebbaren Leistung überschreitet Ein Absinken der Temperatur des Erhitzers während des Leuchtens der Lampe soll damit verhindert und somit eine hohe Arbeitsgeschwindigkeitskeit des Kopiergerätes erreicht werden, ohne daß ein Übermaß an elektrischer Leistung nötig wird.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein Schalter zur Steuerung der Speisung der Lampe und ein Schalter zur Steuerung der Speisung des Erhitzers so gemeinsam betätigbar sind, daß durch ihre Betätigung der Lampe eine zum Leuchten ausreichende Leistung zugeführt und währenddessen der Erhitzer mit einer geringeren Leistung als bei nicht leuchtender Lampe versorgt wird und daß die gleichzeitig durch die Lampe und den Erhitzer verbrauchte Gesamtleistung so gesteuert wird, daß sie den beschränkten Wert nicht überschreitet.

Dazu können im Stromkreis die beiden Reihenschaltungen aus Lampe und Thyristor sowie aus Erhitzer und Thyristor zueinander und an die Wechselstromquelle parallel angeschlossen sein, wobei die beiden Thyristoren antiparallel gerichtet sind; den beiden Thyristoren ist jeweils ein Steuerstromkreis aus Widerstand und Kondensator parallel geschaltet, und jeweils ein den CR-Anschlußpunkt dieser Steuerstromkreis an das Tor ües betreffenden Thyristors anschließender Schalter ist vorgesehen. Dabei werden die Thyristoren in den unterschiedlichen Phasen der Stromquellenspannung abwechselnd leitend und zünden Lampe bzw. Erhitzer,

die mit ihnen in Reihe liegen.

Vorzugsweise sind die Schalter so angeordnet, daß durch sie auch die der Lampe zugeführte Wechselspannung steuerbar ist und daß an der Lampe oder an dem Erhitzer zu ihrer Vorerwärmung eine Spannung ansteht, ^r> die niedriger als ihre Betriebsspannung ist, wenn durch die Schalter an der Lampe und dem Erhitzer keine höhere Spannung als ihre Betriebsspannung ansteht, das heißt, wenn das Schaltmittel nichtleitend ist.

Es können im Stromkreis aber auch eine Parallel- in schaltung aus Lampe und Thyristor sowie eine Parallelschaltung aus Erhitzer und Thyristor zueinander in Reihe und an eine Wechselstromquelle, deren Spannung höher ist als die Betriebsspannung von Lampe und Erhitzer, angeschlossen sein, wobei die Tnyristoren gegeneinander gerichtet sind; jedem Thyristor ist dann außerdem je ein Steuerstromkreis aus Widerstand und Kondensator parallel geschaltet, und es sind zwei zusammenwirkende, abwechselnd das Tor des einen Thyristors an den CR-Anschlußpunkt seines Steuerstromkreises und das Tor des anderen Thyristors an den CR-Anschlußpunkt seines Steuerstromkreises anschließende Umschalter vorgesehen. Wenn dabei das Tor eines Thyristors am CR-Anschlußpunkt seines Steuerstromkreises liegt, wird dieser Thyristor während einer Halbwelle der Stromquellenspannung leitend, und entsprechend ist die Lampe oder der Erhitzer kurzgeschlossen und die gesamte Halbwelle der Stromquellenspannung liegt dann an dem jeweils anderen Teil, also Erhitzer oder Lampe, und zündet diese, und wenn beide Thyristoren während jeder Halbwelle der Stromquellenspannung nichtleitend bleiben, werden Lampe und Erhitzer in Reihe an der Stromquelle liegen und vorgewärmt.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können auch eine Parallelschaltung aus Lampe und Triac sowie eine Parallelschaltung aus Erhitzer und Triac zueinander in Reihe und gemeinsam an die Wechselstromquelle, deren Spannung höher ist, als die Betriebsspannung von Lampe und Erhitzer, angeschlos- ■« sen; die beiden Triacs sind dabei gegeneinander gerichtet Zu den beiden Triacs ist jeweils ein Steuerstromkreis aus einem Widerstand und einem Kondensator parallel geschaltet, wobei jeweils ein den CR-Anschlußpunkt dieser Steuerstromkreise an das Tor ■» des jeweiligen Triacs anschließender Schalter und ein die beiden Steuerstromkreise wechselweise parallel an den jeweiligen Triac und an die Wechselstromquelle anschließender Umschalter vorgesehen sind. Wenn dabei der Steuerstromkreis an den betreffenden Triac so angeschlossen ist, wird dieser Triac jeweils während einer Halbzelle der Wechselstroincjiisüe leitend und schließt die parallel liegende Lampe bzw. den parallel liegenden Erhitzer kurz; es steht dann die gesamte Halbwelle am jeweils anderen Teil, also an dem Erhitzer bzw. an der Lampe, an und zündet diese(n). Wenn beide Triacs während der Halbwelle nichtleitend bleiben, liegen Lampe und Erhitzer gemeinsam in Reihe an der Stromquelle und werden vorgewärmt

Vorzugsweise ist der Widerstand des Steuerstrom- «> kreises ein veränderlicher Widerstand, und durch Änderung des Widerstandswertes ist der Durchschaltzeitpunkt des mit diesem Widerstand verbundenen Triacs, dessen leitender oder nichtleitender Znstand vom Steuerstromkreis steuerbar ist, variierbar, damit ist auch die effektive Spannung, mit der Lampe oder Erhitzer gezündet werden, variierbar.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren setzt mit dem Einschalten des Kopiergerätes zunächst eine Vorwärmung sowohl der Lampe als auch des Erhitzers mit gegenüber beider Nennleistung geringerer Leistung ein. Bei Betätigung des Gerätes werden mit Hilfe von Halbleiterelementen, die durch Schalter in den Wechselstromkreis der Lampe und des Erhitzers eingeschaltet bzw. angesteuert werden können unter Ausnutzung der positiven und negativen Halbwellen der Wechselspannung, die Lampe mit ihrer zum Leuchten notwendigen Leistung versorgt und der Erhitzer mit reduzierter Leistung auf Vorwärme gehalten. Wenn nach dem Löschen der Lampe der Fixier- oder Trockenvorgang einsetzen soll, werden umgekehrt der Erhitzer mit höherer Leistung versorgt und der Lampe eine reduzierte Leistung zugeführt, so daß sie zwar nicht leuchtet, aber warm gehalten wird.

Bei der Verwendung einer Halogenlampe hat dies den besonderen Vorteil, daß der Halogenkreislauf nicht unterbrochen wird, so daß ihre Leuchtkraft erhalten bleibt und ihre Lebensdauer verlängert wird.

Allgemein bringt das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil einer beachtlichen Energieersparnis; denn indem sowohl Belichtungslampe als auch Erhitzer im Laufe eines Kopierzyklus nur während des Vorgangs, zu dem sie tatsächlich gebraucht werden, also Belichtungsvorgang und Trocken- und Fixiervorgang, mit ihrer vollen Leistung versorgt werden, wird der Gesamtenergieverbrauch gegenüber einem Gerät, bei dem der erhitzer ständig mit seiner vollen Leistung versorgt wird, herabgesetzt Es addieren sich zu keinem Zeitpunkt die vollen Verbrauchsleistungen der Lampe und des Erhitzers zu einem Spitzenwert; Leistungsausnahme und Energieverbrauch werden also vermindert

Indem eine Vorwärmung von Belichtungslampe und Erhitzer vorgenommen wird, kann das eingeschaltete Kopiergerät bei verminderter Leistungsaufnahme in Bereitschaft gehalten werden. Im Vergleich zu Geräten, bei denen Belichtungslampe und Erhitzer abwechselnd vollkommen von der Energiequelle getrennt und nur für den jeweiligen Abschnitt eines jeden Kopierzyklus mit ihr verbunden werden, kühlt der Erhitzer bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nach einem Trocken- und Fixiervorgang weniger ab, und es wird weniger Zeit und weniger Energie verbraucht, um ihn für den nächsten Trocken- und Fixiervorgang wieder auf die erforderliche Temperatur zu bringen. Damit vermindert sich einerseits ebenfalls der Energieverbrauch, und andererseits kann die Durchlaufgeschwindigkeit der Kopien erhöht werden, so daß mehrere Kopien pro Zeiteinheit hergestellt werden können.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der anhängenden Zeichnung.

F i g. 1 zeigt einen Zündstromkreis nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

F i g. 2 zeigt die Wellenform der Speisespannung nach der Ausführung gemäß Fig. 1, wobei in (a) die Wellenform der der Lampe zugeführten Spannung und in (b) die Wellenform der dem Erhitzer zugeführten Spannung dargestellt sind.

Fig.3 zeigt einen Zündstromkreis nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

F i g. 4 zeigt die Wellenform der der Lampe und dem Erhitzer zugeführten Spannung nach der zweiten Ausführungsform, wobei in (a), (b) und (c) jeweils die WeUenformen der Spannung, bei der jeweils der Phasenwinkel des leitenden Zustands geändert ist, dargestellt sind.

F i g. 5 zeigt einen Zündstromkreis nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig.6 zeigt einen Zündstromkreis nach einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

F i g. 7 zeigt die Wellenform der Spannung in dem Falle, daß die Lampe vorgewärmt und der Erhitzer erhitzt ist, gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, wobei in (a) die Wellenform der der Lampe zugeführten Spannung und in (b) die Wellenform der dem Erhitzer zugeführten Spannung dargestellt sind.

Fig.8 zeigt die Wellenform der Spannung in dem Falle, daß die Lampe mit hoher Helligkeit gezündet und der Erhitzer vorgewärmt ist, gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, wobei in (a) die Wellenform der der Lampe zugeführten Spannung und in (b) die Wellenform der dem Erhitzer zugeführten Spannung dargestellt sind.

F i g. 1 zeigt das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung. An die Stromquelle 1 sind über den Stromquellenschalter 2 die Lampe 3 und der Erhitzer 4 in Reihe angeschlossen, wobei die Spannung E der Stromquelle 1 höher als die Nennspannung E1 der Lampe 3 und die Nennspannung E 2 des Erhitzers 4 ist. Zur Lampe 3 ist der Thyristor 5i für den Kurzschluß dieser Lampe 3 parallel geschaltet, und parallel zum Erhitzer 4 ist der Thyristor 52 für den Kurzschluß dieses Erhitzers 4 mit dem Thyristor 5i in Reihe, aber in Gegenrichtung angeschlossen. Parallel zu diesen beiden Thyristoren 5i und 52 ist der die Leitung und Nichtleitung dieser beiden Thyristoren steuernde CR-Stromkreis vorgesehen. An den Thyristor 5i ist nämlich ein Stromkreis mit dem Widerstand 8i und dem Kondensator 9i parallel angeschlossen, und an den Thyristor 52 ist ein Stromkreis mit dem Kondensator 92 und dem Widerstand 82 parallel angeschlossen. Die CR-Anschlußpunkte m und π der beiden CR-Stromkreise sind jeweils an die Umschaltkontakte 7a bzw. Tb des Umschalters 7 angeschlossen. Dieser Umschalter 7 ist an den Umschalter 6 angeschlossen. Der eine Umschaltkontakt 6a des Umschalters 6 ist an das Gitter des Thyristors 5i und der andere Umschaltkontakt 6b an das Gitter des Thyristors 52 angeschlossen. Wenn der Umschalter 7 an den Umschaltkontakt 7a angelegt wird, wird durch das Verbindungsglied 10 der Umschalter 6 an den Umschaltkontakt 6a angelegt, und wenn der Umschalter 7 an den Umschaltkontakt Tb angelegt wird, wird der Umschalter 6 an den Umschaltkontakt 6b angelegt

Wenn der Umschalter 7 weder an den Umschaltkontakt 7a, noch an den Umschaltkontakt Tb angelegt ist, werden die beiden Thyristoren 5i und 52 nichtleitend. Der Lampe 3 und dem Erhitzer 4 wird die durch ihre beiden eigenen Widerstandswerte geteilte Spannung der Stromquelle 1 zugeführt, wobei, wenn die beiden Widerstandswerte gleich sind und

E₀ > E, (= E₂) > A

ist, die Spannung ——, wie im Abschnitt d in F i g. 2 (a)

und (b) dargestellt, der Lampe 3 und dem Erhitzer 4 zugeführt wird. Da diese Spannung im Vergleich zu den Nennspannungen E₁ und Ei der Lampe 3 und des Erhitzers 4 erheblich niedriger ist, werden die Lampen 3 und der Erhitzer 4 dabei nur vorgewärmt

Wird der Umschalter 7 dann auf den Kontakt 7a umgeschaltet, so wird der Umschalter 6 durch das Verbindungsglied 10 an den Kontakt 6a angelegt Das Potential am Punkt m wird dem Tor des Thyristors 5| zugeführt. Wenn die m-Seite des Kondensators 9| positiv geladen wird, wird der Thyristor 5i leitend, und wenn die m-Seite des Kondensators 9| in der umgekehrten Phase negativ geladen wird, wird der Thyristor 5i nichtleitend. Wenn der Thyristor 5i leitend wird, wird die Lampe 3 kurzgeschlossen und die Stromquellenspannung Eo dem Erhitzer 4 zugeführt, und wenn der Thyristor 52 in der umgekehrten Phase nichtleitend ist, wird die Stromquellenspannung Eo der Lampe 3 und dem Erhitzer 4, die zueinander in Reihe geschaltet sind, zugeführt, wobei die Lampe 3 mit der Spannung, wie im Abschnitt g in F i g. 2 (a) dargestellt, vorgewärmt und der Erhitzer 4 mit der Spannung, wie im Abschnitt gin F i g. 2 (b) dargestellt, gespeist wird.

Wird der Umschalter 7 andererseits auf den Kontakt 7b umgeschaltet, womit gleichzeitig auch der Umschalter 6 an seinen Kontakt 6b umgelegt wird, so wird die Spannung am Punkt η dem Tor des Thyristors 52 zugeführt. Wenn die n-Seite des Kondensators 92 das positive Potential trägt, so wird der Thyristor 5₂ leitend und der Erhitzer 4 wird kurzgeschlossen. Wenn die η-Seite des Kondensators 92 das negative Potential trägt, so wird der Thyristor S₂ nichtleitend und die Stromquellenspannung wird der Lampe 3 und dem Erhitzer 4, die zueinander in Reihe geschaltet sind, zugeführt. Die Spannungen, wie im Abschnitt /in F i g. 2 (a) und (b) dargestellt, speisen jeweils die Lampe 3 und den Erhitzer 4. Die Lampe 3 wird dabei mit hoher Helligkeit gezündet, und der Erhitzer 4 wird vorgewärmt.

Wie oben beschrieben, werden die Lampe 3 und der Erhitzer 4 stets mit der beide vorwärmenden Spannung versorgt, so daß der Erhitzer 4 bei der Erhitzung den konstant heizenden Zustand schnell erreicht und bei Anwendung einer Halogenlampe der Halogenzyklus durch die Vorwärmung aufrecht erhalten bleibt und die Lebensdauer des Glühfadens der Lampe somit verlängert werden kann.

Bei dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel muß, wenn Lampe 3 und Erhitzer 4 gleichzeitig gezündet werden sollen, der Umschalter 7 gemäß der Frequenz der Stromquelle auf den Kontakt 7a und den Kontakt Tb oszillierend umgeschaltet werden. In diesem Fall verbraucht das gesamte Kopiergerät nicht zu viel Strom.

Bei dem in F i g. 3 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Spannung der Stromquelle 1 mittels des Transformators 11 auf ungefähr den doppelten Wert der Spannung der Anwendung findenden Lampe 3 und des Erhitzers 4 verstärkt In dem Sekundärstromkreis dieses Transformators ! 1 sind eine Reihenschaltung aus der Lampe 3 und dem Thyristor 5i sowie eine Reihenschaltung aus dem Erhitzer 4 und dem Thyristor 52 zueinander parallel geschaltet, wobei die beiden Thyristoren 5i und 52 zueinander antiparallel geschaltet sind.

An den Thyristor 5i ist, zu diesem parallel, der aus dem veränderlichen Widerstand 8]' und dem Kondensator 9i bestehende Pfaasensteuerstromkreis angeschlossen. Der CR-Anschhißpunkt m ist über den Schalter 12] an das Tor des Thyristors 5i angeschlossen. Ebenso ist der CR-Pimkt η des zum Thyristor 52 parallel geschalteten, aus dem veränderlichen Widerstand 82' und dem Kondensator 92 bestehenden Phasensteuerstromkreis über den Schalter I22 an das Tor des Thyristors 52 angeschlossen.

Die Lampe 3 und der Erhitzer 4 werden also, wie in

F i g. 4 gezeigt, durch die Halbwelle, welche jeweils eine Phasendifferenz von einer halben Periode zur Wechselstromquelle 1 besitzt, elektrisch leitend gemacht, wobei diese Elektrifizierung durch den Steuerstromkreis phasengesteuert wird. Durch die genaue Steuerung der veränderlichen Widerstände 8i' und 82' kann, wie in Fig.4 (a), (b) und (c) gezeigt, der Phasenwinkel des leitenden Zustands geändert werden. Gemäß F i g. 4 (a) werden die Lampe 3 und der Erhitzer 4 unter etwa 1/4 Phasenwinkel gespeist, wobei die Effektivspannung merklich absinkt und Lampe 3 sowie Erhitzer 4 vorgewärmt werden. Gemäß F i g. 4 (b) werden Lampe 3 und Erhitzer 4 mit Überspannung gespeist. Gemäß F i g. 4 (c) wird die Lampe 3 wenig und der Erhitzer 4 mit Überspannung gespeist.

Ist in dem Zustand gemäß F i g. 4 (b) die Sekundärspannung des Transformators 11 doppelt so hoch wie die Nennspannung Eo der Lampe 3 und des Erhitzers 4, so werden Wechselstromhalbwellen mit der Spannung 2£b zugeführt. Wenn der Widerstand der Lampe 3 den Wert R\' und der Widerstand des Erhitzers 4 den Wert R2 aufweist, sind die elektrische Verbrauchsleistung der Lampe 3

2El

25

R\

und die elektrische Verbrauchsleistung des Erhitzers 4

30

Wie die Formeln zeigen, werden die beiden Verbrauchsleistungen größer als die Verbrauchsleistungen PL und PH bei der Zündung beider mit der Nennspannung. Werden aber die obigen Widerstandswerte Rt' und R2 im Vergleich mit den Widerstandswerten R\ und R2 höher, so wird die Verbrauchsleistung im Vergleich zu dem Fall, daß Lampe und Erhitzer gleichzeitig mit den Nennspannungen gezündet werden, wie folgt vermindert:

PL + PH> PL' PL + PH> PH'.

Andererseits wird der Helligkeitswert der Lampe von

45

50

größer, so daß -Mn merklich großer Lichtfluß und eine ebenso große Wärmeausstrahlung erzeugt werden können. Bei Versuchen konnten die Lichtmenge und das Vier- bis Fünffache und die Wärmeausstrahlung auf das Doppelte vergrößert werden.

Ferner kann bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die Phase durch die veränderlichen Widerstände 81' und 82' reguliert werden, so daß das Ansteigen der Temperatur des Erhitzers zu Beginn des Gebrauchs beschleunigt und die Trockenwirknng im Verhältnis zur umgebenden Temperatur und Feuchtigkeit reguliert werden kann.

Bei dem in F i g. 5 gezeigten dritten Ausführungsbei- es spiel ist die Triac 14 in den Sekundärstromkreis, in dem die Spannung der Stromquelle 1 durch den Transformator 11 verstärkt ist, eingeschaltet In Reihe mit diesem Triac 14 sind der Stromkreis mit dem Schalter 13i, der Lampe 3 und dem Gleichrichter 5i' und der Stromkreis mit dem Schalter 132, dem Erhitzer 4 und dem Gleichrichter 52' zueinander parallel geschaltet, wobei die Gleichrichter 5i' und 52' zueinander antiparallel geschaltet sind. Durch den Auslösetransformator 15 kann der Triac 14 gesteuert werden.

An Stelle der Gleichrichter 5i' und 52' kann der beim zweiten Ausführungsbeispiel gezeigte Phasensteuer-Stromkreis angewendet werden.

Bei dem in F i g. 6 gezeigten vierten Ausführungsbeispiel sind die Lampe 3 und der Triac 14, sowie der Erhitzer 4 und Triac 142 jeweils parallel geschaltet, wobei diese beiden Parallelschaltungen an die Stromquelle 1 und den Stromquellenschalter 2 in Reihe angeschlossen sind. Dem Triac 14| liegt der aus dem Widerstand 8, und dem Kondensator 9i bestehende Auslösestromkreis parallel, und dem Triac 142 liegt der aus dem veränderlichen Widerstand 82' und dem Kondensator 92 bestehende, die Auslösezeit ändernde Auslösestromkreis parallel. Durch den Schalter 16 am Anschlußpunkt zwischen den beiden Parallelschaltungen werden die beiden Auslösestromkreise über die Kontakte 16a und 166 wechselweise angeschlossen und mit Strom beschickt.

Wenn der Schalter 16 an die Kontakte 16a bzw. 166 der Auslösestromkreis angeschlossen wird, werden der Triac 14i bzw. der Triac 142 durch die Entladung des Kondensators 9i bzw. 92 des Auslösestromkreises leitend. Durch den Auslösestromkreis des Triacs 142 kann die Entladezeit des Kondensators 9₂ verändert werden, indem der veränderliche Widerstand 82' betätigt wird.

Als Schalter 16 wird ein Zeitschalter verwendet. Zum Beispiel, wenn der Stromquellenschalter 2 geschlossen wird, wird der Schalter 16 an den Kontakt 16a angeschlossen und, wenn die Vorlage in die Belichtungsstation gefördert wird, an den Kontakt 166 umgeschaltet und, nachdem die Vorlage eine bestimmte Zeit lang belichtet wurde, wieder an den Kontakt 16a zurückgeschaltet Gleich nach dem Schließen des Stromquellenschalters 2 sind dabei nicht nur der Triac 142, für den der Schalter 16 geöffnet ist, sondern auch der Triac 14i, für den der Schalter 16 geöffnet ist sondern auch der Triac 14i, für den der Schalter 16 geschlossen ist nichtleitend, so daß für die in F i g. 7 (a) und (b) gezeigte Zeit" 11 die Lampe 3 und der Erhitzer 4 mit niedriger Spannung vorgewärmt werden. Nach Ablauf der Zeit i 1 wird der Kondensator 9i entladen. Das Tor des Triacs 14i wird durchgeschaltet und der Triac 14i wird leitend. Die Lampe 3 wird kurzgeschlossen, und die gesamte Stromquellenspannung wird dem Erhitzer 4 zugeführt Der Erhitzer 4 wird hierauf erhitzt Nach Ablauf der halben Periode der Spannungswelle der Stromquelle wird dieser Triac 14i wieder nichtleitend, und die Lampe 3 und der Erhitzer 4 werden mit niedriger Spannung vorgewärmt Wenn der Kondensator 9i nach erneutem Ablauf der Zeit ti wieder entladen wird, wird die Lampe 3 kurzgeschlossen. Die gesamte Spannung wird also dem Erhitzer zugeführt, und der Erhitzer wird erhitzt Die Lampe 3 wird mit der in F i g. 7 (a) gezeigten Spannung vorgewärmt, und der Erhitzer 4 wird mit der in F i g. 7 (b) gezeigten Spannung erhitzt

Wird dann der Schalter 16 infolge der Förderung der Vorlage auf den Kontakt 16f> umgeschaltet, so behält der Triac 14i stets den nichtleitenden Zustand und der andere Triac 142 wird jedes Mal bei Entladung des Kondensators 92 nach Ablauf der Zeit h leitend. Dies

wird bei jeder Halbwelle der Stromquelle wiederholt, so daß die Lampe 3 mit der in F i g. 8 (a) gezeigten Spannung gezündet und der Erhitzer 4 mit der in F i g. 8 (b) dargestellten niedrigen Spannung vorgewärmt wird. Wird der Widerstandswert des veränderlichen Widerstands 82' geändert, so ändert sich die Entladezeit ti des Kondensators 92. Der effektive Wert der der Lampe 3 zugeführten Spannung wird also geändert, damit die Helligkeit der Lampe 3 geändert werden kann.

Alsdann wird der Zeitschalter 16 nach Ablauf einer bestimmten Zeit wieder auf den Kontakt 16a umgeschaltet.

Bei der Erfindung wird, wie aus den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ersichtlich, vermieden, daß die Lampe und der Erhitzer gleichzeitig elektrisch gespeist werden und der Verbrauchsstrom den Spitzenwert erreicht. Ferner wird, da Lampe und Erhitzer stets vorgewärmt sind, das v/egen der plötzlichen Elektrifizierung verursachte Durchbrennen des Glühfadens vermieden. Wenn als Lampe eine Halogenlampe benutzt wird, bleibt der Halogenzyklus mit der Vorwärmung erhalten und die Lebensdauer der Lampe wird damit verlängert. Der Erhitzer kann außerdem schnell den konstant erhitzten Zustand erreichen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Steuerung der einer Lampe und einem Erhitzer zugeführten elektrischen Leistung für ein Kopiergerät, das einen Erhitzer zum Fixieren oder Trocknen der Kopie und eine Lampe, die mit der Kopierbetätigung des Kopiergerätes zusammenwirkend bei einer jeweiligen Kopierbetätigung während einer bestimmten Zeitspanne leuchtet, enthält, wobei der Erhitzer und die Lampe von einer Wechselstromquelle gespeist werden, deren abgebbare Leistung beschränkt ist und einen vorbestimmten Wert nicht überschreitet, dadurchgekennzeichnet, daß ein Schalter (6, 7, 12_1f 13_lf 16) zur Steuerung der Speisung der Lampe (3) und ein Schalter (6, 7, 12* 13a 16) zur Steuerung der Speisung des Erhitzers (4) so gemeinsam betätigbar sind, daß durch ihre Betätigung der Lampe (3) eine zum Leuchten ausreichende Leistung zugeführt und währenddessen der Erhitzer (4) mit einer geringeren Leistung als bei nicht leuchtender Lampe (3) versorgt wird und daß die gleichzeitig durch die Lampe (3) und den Erhitzer (4) verbrauchte Gesamtleistung so gesteuert wird, daß sie den beschränkten Wert nicht überschreitet

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis die beiden Reihenschaltungen aus Lampe (3) und Thyristor (5|) sowie aus Erhitzer (4) und Thyristor (5₂) zueinander und an die Wechselstromquelle (1) parallel angeschlossen sind, wobei die beiden Thyristoren (5ι, 5₂) antiparallel gerichtet sind, daß den beiden Thyristoren (5|, 5₂) jeweils ein Steuerstromkreis aus Widerstand (81', 8₂') und Kondensator (9|, 9₂) parallel geschaltet ist und daß jeweils ein den CR-Anschlußpunkt (m, n) dieser Steuerstromkreise an das Tor des betreffenden Thyristors (5i, S₂) anschließender Schalter (12i, 12₂) vorgesehen ist, und wobei die Thyristoren (5i, 5₂) in den unterschiedlichen Phasen der Stromquellenspannung abwechselnd leitend werden und Lampe (3) bzw. Erhitzer (4), die mit ihnen in Reihe liegen, zünden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltmittel so angeordnet ist, daß durch es auch die der Lampe (3) zugeführte Wechselspannung steuerbar ist und daß an der Lampe (3) oder an dem Erhitzer (4) zu ihrer Vorerwärmung eine Spannung ansteht, die niedriger als ihre Betriebsspannung ist, wenn durch das Schaltmittel an der Lampe (3) und dem Erhitzer (4) keine höhere Spannung als ihre Betriebsspannung ansteht, das heißt, wenn das Schaltmittel nichtleitend ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis eine Parallelschaltung aus Lampe (3) und Thyristor (5i) sowie eine Parallelschaltung aus Erhitzer (4) und Thyristor (5₂) zueinander in Reihe und an eine Wechselstromquelle (1), deren Spannung höher ist als die Betriebsspan- to nung von Lampe (3) und Erhitzer (4), angeschlossen sind, wobei die Thyristoren (5i, 5₂) gegeneinander gerichtet sind, daß jedem Thyristor (5), 5₂) außerdem je ein Steuerstromkreis aus Widerstand (81, 8₂) und Kondensator (9), 9₂) parallel geschaltet ist und daß t>5 zwei zusammenwirkende, abwechselnd das Tor des einen Thyristors (5|) an den CR-Anschlußpunkt (m) seines Steuerstromkreises (81,9i) an und das Tor des anderen Thyristors (5₂) an den CR-Anschlußpunkt (n) seines Steuerstromkreises (82, 9₂) anschließende Umschalter (6, 7) vorgesehen sind, wobei, wenn das Tor eines Thyristors (5i, 5₂) am CR-Anschlußpunkt (m, n) seines Steuerstromkreises (81, 9i, 82, 9₂) liegt, dieser Thyristor während einer Halbwelle der Stromquellenspannung leitend wird und entsprechend Lampe (3) oder Erhitzer (4) kurzgeschlossen ist und die gesamte Halbwelle der Stromquellenspannung an Erhitzer (4) oder Lampe (3) liegt und diese zündet, und wobei, wenn beide Thyristoren (5i, 52) während jeder Halbwelle der Stromquellenspannung nichtleitend bleiben, Lampe (3) und Erhitzer (4) in Reihe an der Stromquelle liegen und vorgewärmt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Parallelschaltung aus Lampe (3) und Triac (14i) sowie eine Parallelschaltung aus Erhitzer (4) und Triac (14₂) zueinander in Reihe und gemeinsam an die Wechselstromquelle (1), deren Spannung höher ist als die Betriebsspannung von Lampe (3) und Erhitzer (4), angeschlossen sind und die beiden Triacs (14i, 14J gegeneinander gerichtet sind sowie daß zu den beidenTriacs (14i, 14₂) jeweils ein Steuerstromkreis aus einem Widerstand (81, 8₂') und einem Kondensator (9i, 9₂) parallel geschaltet ist, wobei jeweils ein den CR-Anschlußpunkt dieser Steuerstromkreise an das Tor des jeweiligen Triacs anschließender Schalter und ein die beiden Steuerstromkreise (81, 9i; 8₂', 9₂) wechselweise parallel an den jeweiligen Triac (14i, 14₂) und an die Wechselstromquelle (1) anschließender Umschalter (16) vorgesehen sind, wobei, wenn der Steuerstromkreis (81, 9i; 8₂\ 9₂) an den betreffenden Triac (M₁, 14₂) angeschlossen ist, dieser Triac jeweils während einer Halbwelle der Wechselstromquelle (1) leitend wird und die parallel liegende Lampe (3) bzw. den parallel liegenden Erhitzer (4) kurzschließt sowie die gesamte Halbwelle am Erhitzer (4) bzw. an der Lampe (3) ansteht und diese zündet und wobei, wenn beide Triacs (14i, 14₂) während der Halbwelle nichtleitend bleiben, Lampe (3) und Erhitzer (4) gemeinsam in Reihe an der Stromquelle (1) liegen und vorgewärmt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand des Steuerstrdmkreises ein veränderlicher Widerstand (S₂') ist und durch Änderung des Widerstandswertes der Durchschaltzeitpunkt des mit diesem Widerstand (82') verbundenen Triacs (14₂), dessen leitender oder nichtleitender Zustand vom Steuerstromkreis (8₂', 9₂) steuerbar ist, variierbar und damit auch die effektive Spannung, mit der Lampe (3) oder Erhitzer (4) gezündet werden, variierbar ist.