DE2360389A1

DE2360389A1 - Regelschaltung fuer die schmelzeinrichtung einer kopiermaschine

Info

Publication number: DE2360389A1
Application number: DE19732360389
Authority: DE
Inventors: Robert Lee Traister
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1972-12-06
Filing date: 1973-12-04
Publication date: 1974-06-12
Also published as: BR7309435D0; BE808310A; FR2209956B1; JPS4990541A; AU6333773A; CA1018585A; GB1447679A; FR2209956A1; JPS5413179B2; NL7316624A; IT1060110B

Description

,.yßitö 4. Dezember 1973

:'· ... :<J.y ' P 6924

XEROX CORP. .."■-

Xerox Square, Rochester, New York 14605, USA

Regelschaltung für die" Schmelzeinrichtung einer Kopiermaschine.

Die.Erfindung betrifft eine Regelschaltung für die zum Fixieren der Kopien dienende Schmelzeinrichtung einer-Kopiermaschine zur Aufrechterhaltung einer vorgegebenen Stromzufuhr zur Heizeinrichtung der Schmelzeinrichtung ungeachtet von Schwankungen der Netzspannung·.

In elektrostatischen Kopiermaschinen wird auf dem Kopiermaterial in elektrostatischer Weise ein mit Toner aufgezeichnetes Bild des zu kopierenden Originals hergestellt. Um das Bild zu fixieren, wird es verschmolzen, indem das Kopiermaterial durch einen erhitzten Ofen geleitet wird, der gewöhnlich als Schraelzeinrichtung bezeichnet wird. Dort wird durch eine Kombination von. V/ärme und Druck der Toner auf das Kopiermaterial aufgeschmolzen, so daß eine bleibende Kopie entsteht·

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Bei Maschinen dieser Art kommt es auf eine richtige Temperatur der Schmelzeinrichtung an. Wenn die Temperatur der Schmelzeinrichtung zu niedrig ist, kann die Verschmelzung unvollständig sein. Dies tritt am häufigsten durch ein Verschmieren oder Verschwinden des Bildes in Erscheinung, besonders wenn man mit der Kopie hantiert· Ist dagegen die. Temperaturverschmelzeinrichtung zu hoch, dann besteht die Gefahr, daß das Kopiermaterial verbrannt oder angesengt wird.

Die meisten Schmelzeinrichtungen verwenden irgendeine Art eines elektrischen Heizers, beispielsweise eine Quarzlampe, als Wärmequelle· Ein wichtiger Faktor für die Punktion einer solchen Schmelzeinrichtung und für die von der Schmelzeinrichtung err ei ch~ ten Betriebstemperaturen ist die Netzspannung. Wenn Netzspannungen von den optischen Spannungen, für die die Heizeinrichtung gebaut ist, sich unterscheiden, können die Temperaturen der Schmelzeinrichtung so weit abweichen, daß es zu schlecht fixierten Kopien kommt.

Die Erfindung will daher eine Regelvorrichtung für eine solche Schmelzeinrichtung schaffen. Durch eine Regelschaltung soll die Energiezufuhr zu der Heizeinrichtung für die Schmelzeinrichtung der Kopiermaschine derart geregelt werden, daß der Heizer unabhängig von Änderungen der Netzspannung praktisch stets eine konstante Energie erhält. Diese Energiezufuhr soll auf die für einen effizienten Betrieb der Schmelzeinrichtung erforderliche beschränkt werden. Mit Hilfe dieser Regelschaltung soll es möglich sein, die Schmelzeinrichtung für die kleinsten vorauszusetzenden Netzspannungen auszulegen, mit der Sicherheit, daß über diesem Minimum liegende Netzspannungen ohne Beeinträchtigung der Punktion oder der Schmelzeinrichxung selbst aufgenommen werden können.

Gemäß der Erfindung wird dies durch eine Regelschaltung erreicht, die in dem kennzeichnenden Teil des ersten Anspruches niedergelegt ist.

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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile de'r Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Äüsführungsbeiapiels anhand der Zeichnungen« Darin zeigen:

Fig.1 eine schematische Schnittansicht einer elektrostatischen Kopiermaschine mit der erfindungsgemäßen Regelschaltung;

Fig.2 eine vergrößerte Schnittansicht der Schmelzeinrichtung in der in Fig.1 gezeigten Kopiermaschine; und ,

Fig.5 ein Schaltschema der erfindungsgemäßen Regelschaltung für die Schmelzeinrichtung."

In Fig.1 ist ein Beispiel einer Kopiermaschine 10 dargestellt, die die erfindungsgemäße Regelschaltung für die Sehmelzeinrichtung. enthält.-Wie bei allen elektrostatischen Systemen, also auch der dargestellten xerographischen Kopiermaschine, wirdein Lichtbild eines zu reproduzierenden Originals auf die sensibilisierte Oberfläche einer xerographischen Platte projiziert, um dort ein latentes elektrostatisches Bild zu formen. Danach wird das latente Bild mit Hilfe von gegensinnig geladenem Entwicklermaterial entwickelt, wobei ein xerographisches Pulver- oder Tonerbild entsteht, das dem latenten Bild auf der Plättenoberfläche entspricht. Das Tonerbild wird dann elektrostatisch auf eine Bildempfangsflache übertragen, wo es durch eine Schmelzeinrichtung fixiert wird, so daß es bleibend auf der Empfangsfläche haftet.

In der Kopiermaschine 10 wird ein zu kopierendes Original 12 auf einen transparenten Tisch 14 gelegt, der ortsfest in einem Beleuchtungssystem angeordnet ist, das insgesamt mit 15 bezeichnet und am linken Ende der Maschine untergebracht ist. Das auf dem Tisen liegende Original 12 wird beleuchtet, wodurch Lichtstrahlen erzeugt werden, die den Bildbereichen des Originals entsprechen. Die Lichtstrahlen werden mit Hilfe eines optischen Systems auf die lichtempfindliche Fläche einer xerograpit-BChen Platte projiziert. Bei dem in Fig.1 gezeigten Beispiel

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einer Kopiermaschine 10 hat die xerographische Platte die Form einee flexiblen photoleitenden Bandes 17, das an einer Bandführung 18 gehaltert ist.

Die Bandführung 18 des photoleitenden Bandes 17 umfaßt drei Rollen 20, 21 und 22, die mit parallelen Achsen ungefähr an den Spitzen eines Dreiecks angeordnet sind. Die obere Rolle 22 sitzt auf einer Welle 23, die ihrerseits von einem nicht gezeigten Motor und Antrieb gedreht wird, um das Band 17 in der durch den Pfeil der Fig.1 angedeuteten Richtung zu bewegen. Während dieser Bewegung des Bandes wird das van dem Original 12 auf dem Tisch reflektierte Lichtmuster auf die Photorezeptorfläche des Bandes 17 in einer Belichtungsstation 25 aufgeblitzt, um so ein latentes elektrostatisches Bild zu erzeugen·

Die kontinuierliche Bewegung des photoleitenden Bandes 17 führt das elektrostatische Bild durch eine Entwicklungsstation 26, in der eine insgesamt mit 28 bezeichnete Entwicklungeeinrichtung angeordnet ist. Dort wird das latente elektrostatische Bild mit Hilfe von Toner unter der Verwendung eines mehrfachen magnetischen Bürstensystems 29 entwickelt·

Das entwickelte elektrostatische Bild wird von dem Band 17 zu der Übertragungsstation 30 weiterbefördert, wo es auf eine Empfängerfläche, normalerweise ein Kopiepapierblatt 31, übertragen wird. Das Kopiepapierblatt wird dazu zwischen der Übertragungsrolle 32 und dem Band 17 vorgeschoben. Damit das entwickelte Bild ausschließlich mit Hilfe einer elektrischen Vorspannung auf der Übertragungsrolle 32 übertragen werden kann, wird das Kopierblatt 31 mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Band 17 bewegt. Hierzu ist ein Blattransportmechanismus vorgesehen, der insgesamt mit 34 bezeichnet ist. Dieser Mechanismus befördert Kopierblätter 31 von einem insgesamt-mit 35 bezeichneten Mechanismus zur Handhabung des Papiers zur Übertragungsstation 30.

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Nach ,der Übertragung wlr<3 ;d as <Kapierblatt 31 vom Band 17 abgestreift und durch eine Schmelzeinrichtung 38befördert, in der das Tonerbild auf dem Kopierblatt fixiert wird. Nach dem iEixieren wird die fertige Kopie in eine» Ausgabetrog 39 entlassen.

Das photoleitende Band 17 besteht aus einer photoleitenden Selenschicht auf einer lietenäen Unterlage. Die Selenschicht stellt die licht empfangende Fläche der Maschine-dar. Weitere Einzelheiten hinsichtlich der Konstruktion des Bandies 17, seiner Beziehung zur Maschine und zur Bandführung sind aus der US-PS 3 750 623, ausgegeben am 1.5. 1973, ersichtlich.

Wie KLg.2 zeigt» vweist die SehmelzeinricM;ung 38 ein Gehäuse 40 auf, in dem eine untere geheizte Schmelzrolle 41 und eine obere Andrückrolle 42 untergebraehit sind.. Die Rollen 41 und 42 bildsa ^gemeinsam einen Spalt, dureh den die Köpierblätter 31 laufen. Die Rollen 41 und 42 sind auf .geeignete Weise drehbar gehaltert und werden gemeinsam von einem Antrieb (nicht gezeigt) gedreht· Die Andrückrolle 42 besteht, aus einem verhältnismäßig weichen Material, beispielsweise Teflon, Neopren ο«dgl., so daß die Pressung zwischen den Rollen 41, 42 die Oberfläche der Andruckrolle 42 verformt. Auf diese Weise kommt ein vergrößerter Kontäktbogen zwischen dem Kppierblätt ixnä der geheizten Schmelzrolle 41" zustand e.

In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist die Schmelzrolle 41 hohl und aus einem geeigneten wärmeleitenden Material geformt. Eine Wärmequelle, beispielsweise eine Lampe'44, 1st in der Schmelzrolle angeordnet. Ein geeigneter,, temperaturempfindlicher Widerstand, d.h. ein Thermistor 45, ^ia* an dem Gehäuse 40 der Schmelz einrichtung derart .gehaltert, daß er mit; dem Gehäuse im Wärmeaustausch steht und somit die Temperatur in dem Gehäuse 40 wahrnimmt.

In Pig.3 ist ein Schalteenema eines Regelkreises 50 dargestellt, der dazu dient, de,n Eingangs strom zur Heizlampe 44 der Schmelz-

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einrichtung 40 ungeachtet von Schwankungen der Netzspannung zu regeln. Die Heizlampe 44 der Schmelzeinriehtung ist mit einer Stromquelle verbunden., die hierin als Netzanschlüsse L1, L2 dargestellt ist. In der Verbindung liegt ein passendes Schalt:- organ, das in dem dargestellten 3eispiel ein siliziumgesteuerter Gleichrichter 46 ist.

Ein Transformator 51 liegt mit seiner Primärwicklung 52 über der Heizlampe 44. Die Sekundärwicklung 53 des Transformators 51 ist mit den Eingangsklemmen eines geeigneten Zweiweggleichrichters 55 verbunden. Eine passende GIk j-chSpannungsquelle für die Vorspannung ist durch die Leitung 53 angedeutet, mit der eine Klemme 56 des Zweiweggleichrichters 55 verbunden ist. Die andere Ausgangsklemme 57 des Sweiweggleichrichters 55 ist über eine Leitung 64 mit dem Steuereingang 65 eines Schaltverstärkers 66 verbunden.

Ein Steuerkondensator 60 liegt parallel zu' den Klemmen 56, 57 des Zweiweggleichrichters 55 zwischen den Leitungen 58» 64· In der Leitung 64 ist ein passender Ladewiderstand 61 für den Kondensator zwischen den Gleichrichteranschluß 57 und den Kondensator 60 gelegt. Ein Entladungswiderstand 62 liegt zum Kondensator 60 parallel.

Zur Steuerung des siliziumgesteuerten Gleichrichters 46 ist ein geeignetes Steuerorgan, im vorliegenden Beispiel der Sehaltverstärker 66, vorgesehen. Die Ausgangsklemme des Verstärkers 66 ist über eine Leitung 69 mit dem Steuereingang des siliziumgesteuerten Gleichrichters 46 verbunden. Das Tor 67 des Verstärkers 66 ist auf eine passende Bezugsgleichspannung aus der Leitung 58 eingestellt, wozu in dieser Leitung ein geeigneter Vorwiderstand 63 eingeschaltet ist. An die Leitung 69 ist über einen Ladewiderstand 71 ein Kondensator 70 angeschlossen. Über den Verstärker 66 bzw. zwischen der Leitung 64 und Erde liegt jeweils ein geeigneter Yiid er stand 74 bzw. 75 zur Einstellung des Spannungspegels. Zwischen dem Tor 67 des Verstärkers und

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Erde ist ein Entladungswiderstand 78 angeordnet und eine Diode 79 stellt eine Verbindung vom Kondensator 70 zum Widerstand 78 her· ·■■■_. ..-■■-

Im Betrieb der Kopiermaschine 10 werden die Meßspannungen an der Heizlampe 44 der Schmelzeinrichtung 40 ständig von dem Transformator 51 des Regelkreises überwacht. Der Ausgang der Transformatorwicklung 53 wird von dem .Gleichrichter. 55 gleichgerichtet und das resultierende Gleichspannungssignal dient dazu, den Steuerkondensator 60 durch den Widerstand 61 aufzuladen. Wenn die Ladung auf dem Steuerkondensator 60 eine vorgegebene Höhe erreicht, schaltet das Spannungssignal in der Leitung 64 zum Tor 65 des Verstärkers 66 den Verstärker- 66 in den leitenden Zustand um. Das sich ergebende Steuersignal in der Leitung 69 triggert den siliziuingesteuerten Gleichrichter 46 in den Sperrzustand, wodurch der Strom zur Heizlampe 44 der Schmelzeinrichtung unterbrochen wird. Mit Beendigung der Stromzufuhr zur Heizlampe 44fällt das von dem Transformator 51 erzeugte Spannungssignal ab und der Steuerkondensator 60 entlädt sich durch den Widerstand 62·

Im leitenden Zustand des Schaltverstärker, s 66 "lädt das Spannungssignal auf der Leitung 69 durch den Widerstand 71 den Kondensator 70 auf. Wenn die Ladung auf dem Kondensator 70 die vorgegebene Höhe erreicht, die durch_;die Widerstände 74, 75 bestimmt ist, wird der Verstärker 66 in den nichtleitenden Zustand umgeschaltet. Mit dem Wegfall des Steuersignals in der Leitung 69 wird der siliziumgesteuerte Gleichrichter 46 in den leitenden Zustand umgeschaltet und die Stromzufuhr zur Heizlampe 44 wird wieder hergestellt. Beim Umschalten des Verstärkers 66 in den Sperrzustand wird selbstverständlich der Kondensator 70 durch den Widerstand 78 entladen, um für den nächsten Zyklus bereit zu sein·

Im Rahmen der Erfindung sind gegenüber dem beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel Abänderungen möglich;

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Claims

Patentansprüche

My Regelschaltung für die Schmelzeinrichtung einer Kopiermaschine, zur Aufrechterhaltung·einer vorgegebenen Stromzufuhr zur Heizeinrichtung der Schmelzeinrichtung ungeachtet von Schwankungen der Netzspannung, gekennzeichnet durch einen ersten Schaltungsteil zur Überwachung der Stromzufuhr zur Schmelzeinrichtung, der in einem ersten Schaltzustand Strom zii der Schmelzeinrichtung durchläßt und in einem zweiten Schaltzustand die Stromzufuhr zur Schmelzeinrichtung unterbricht, und durch einen zweiten Schaltungsteil, der den ersten Schaltungsteil betätigt.
2. Regelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schaltungsteil bei Erreichen eines
vorgegebenen Spannungspegels von dem ersten in den zweiten Schaltzustand geschaltet wird. .
3. Regelschaltung nach Anspruch 1 oder 2,· dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schaltungsteil den ersten
Schaltungsteil derart betätigt, daß er diesen nach einer Unterbrechung der Stromzufuhr nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne wieder in den ersten Schaltzustand
zurück-schaltet.
4-. Regelschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schaltungsteil ein Schaltorgan (46) enthält, das die Schmelzeinrichtung von der Stromquelle abschaltet, wenn der Stromeingang zur
Schmelzeinrichtung eine vorgegebene Höhe übersteigt.
5. Regelschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schaltungsteil signalerzeugende Elemente enthält zur "Überwachung der an der

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Schmelzeinrichtung liegenden Spannungshöhe, die bei einer vorgegebenen Spannungshöhe, ein vorgegebenes Steuersignal-erzeugen", sowie ein auf dieses Steuersignal ansprechendes Organ, das die Leitung unterbricht und die Stromzufuhr zur Schmelzeinrichtung beendet, und daß im zweiten Schaltungsteil ein Verzögerungsglied enthalten ist,, das nach einer vorgegebenen Zeitspanne die Zuleitung zur Schmelzeinrichtung wieder herstellt. -"".-"* .
6. Regelschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet^ daß der zweite Schaltungsteil die folgenden Teile umfaßt:

Einen ersten Kondensator (60), der bei einer vorgegebenen. Aufladung das Schaltorgan in den zweiten Schaltungszustand umschaltet, wodurch die Stromzufuhr zur Heizeinrichtung unterbrochen wird, weiter eine Schaltanordnung zur Aufladung des ersten-Kondensators proportional zu der an der Heizeinrichtung liegenden Leitungsspannung, einen zweiten Kondensator (70), der bei einer vorgegebenen Aufladung das Schaltungsorgan in den ersten Schaltzustand überführt, wodurch die Heizeinrichtung mit Strom versorgt wird, und.schließlich eine Anordnung zur Aufladung des zweiten Kondensators (70) auf das Umschalten des Schaltorgans in den zweiten Schaltzustand hin.
7. Regelschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,-daß das Schältorgan (46) durch, ein vorgegebenes Steuersignal in einen Sperrzustand überführbar ist, in dem es die Stromzufuhr zur Heizeinrichtung unterbricht, daß ferner ein Steuerorgan. (66) vorgesehen ist, das in einem ersten Schaltzustand dieses Steuersignal liefert und in einem zweiten Schaltzustand das Steuersignal beendet, und daß dieses Steuerorgan (66) durch eine Schaltanordnung betätigt wird, die den er-

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sten Kondensator (60) enthält, sowie eine Schaltanordnung zum Aufladen des ersten Kondensators proportional zu der an der Heizeinrichtung liegenden Spannung, wobei eine solche Anordnung getroffen ist, daß bei einer vorgegebenen Aufladung des ersten Kondensators das Steuerorgan (66) in seinen ersten Schaltzustand überführt wird und damit das Schaltorgan (46) in den Sperrzustand, wodurch die Stromzufuhr zur Heizeinrichtung unterbrochen wird, und schließlich einen zweiten Kondensator, der durch das Umschalten des Steuer— organs auf den ersten Schaltzustand aufladbar ist, wobei eine solche Anordnung getroffen ist, daß bei einer vorgegebenen Aufladung des zweiten Kondensators (70) das Steuerorgan (66) in den zweiten Schaltzustand überführt wird, wodurch das Schaltorgan (46) in den leitenden Zustand umgeschaltet wird und die Stromaufuhr zur Heizeinrichtung wieder hergestellt wird.
8. Regelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die an dem Eingang der Schmelzvorrichtung liegende Leistung ansprechende Einrichtungen vorgesehen sind, die auf eine vorbestimmte Leistung ansprechen, um den ersten Schaltungsteil in den zweiten Schaltzustand zu schalten, so daß die Energiezufuhr zu der. Schmelzeinrichtung unterbrochen wird; und daß der erste Schaltungsteil durch den zweiten Schaltungsteil in seinen ersten Schaltzustand nach einer vorbestimmten Zeitspanne zurückschaltbar ist, so daß die Energiezufuhr zu der Schmelzeinrichtung wieder hergestellt wird.

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L e e r s e i t e