DE3036211C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrophotographisches Gerät mit einer Mehrzahl von Prozeßeinrichtungen zur Erzeugung eines Bildes auf einem Aufzeichnungsmaterial und einer Steuereinrichtung, die einen programmierbaren Mikrocomputer und eine Ein-/Ausgabeeinheit mit einer Mehrzahl von Anschlüssen umfaßt, wobei die Ein-/Ausgabeeinheit Ausgabedaten abgibt, die Anzeigeinhalten für eine Anzeigeeinrichtung oder Steuersignalen für die Prozeßeinrichtungen entsprechen, oder Eingabedaten aufnimmt, die Eingabesignalen einer Eingabeeinrichtung oder Betriebszuständen der Prozeßeinrichtungen entsprechen.

Bekanntermaßen kann ein Mikroprozessor derart programmiert werden, daß die Ein-/Ausgabeanschlüsse der einzelnen Ein-/Ausgabeeinheiten blockweise zwischen Eingabe und Ausgabe umgeschaltet werden (Intel 8080 Microcomputer Systems User's Manual, September 1975, S. 5-113 bis 5-133).

Darüberhinaus können bei einer Steuereinrichtung für ein elektrophotographisches Gerät die einzelnen Steuerabschnitte des Steuerprogramms priorisiert ablaufen, wobei die jeweiligen Ansteuerungsprozesse der Prozeßeinrichtungen und der Anzeigeeinrichtung unabhängig voneinander sind. Eine derartige Steuereinrichtung ist aus der DE 27 14 441 A1 bekannt.

Weiterhin ist aus der DE 28 51 177 A1 ein elektrophotographisches Gerät der eingangs genannten Art bekannt, das eine Mehrzahl von Prozeßeinrichtungen und eine Mehrzahl von Ein-/Ausgabeeinrichtungen, die von einer Zentralrecheneinheit bzw. CPU über eine Datensammelleitung bzw. einen Bus einzeln angesteuert werden. Eine direkte Verbindung zwischen den Ein-/Ausgabeeinrichtungen für die Prozeßeinrichtungen und den Ein-/Ausgabeeinrichtungen für die Anzeigeeinrichtungen besteht jedoch nicht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein elektrophotographisches Gerät der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß eine unmittelbare Verknüpfung zwischen den Ein-/Ausgabeeinrichtungen für die Prozeßeinrichtungen und den Ein-/Ausgabeeinrichtungen für die Anzeigeeinrichtungen gegeben ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anschlüsse der Ein-/Ausgabeeinheit jeweils sowohl als Ein- als auch als Ausgang betreibbar sind und daß an den als Ein- oder Ausgang betriebenen Anschlüssen jeweils eine Eingabe- oder Überwachungseinrichtung und eine Anzeige- oder Betätigungseinrichtung für eine Prozeßeinrichtung angeschlossen ist.

Durch diese Maßnahmen ist es möglich, den Aufbau der Steuereinrichtung des elektrophotographischen Gerätes zu vereinfachen und somit auch deren Arbeitsweise effizienter zu gestalten.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer universellen Ein-/Ausgabeeinheit, die durch einen Mikrocomputer gesteuert ist;

Fig. 2 eine Schnittansicht durch ein Kopiergerät, in welchem die Erfindung anwendbar ist;

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Schaltung, bei der eine Ein-/Ausgabeeinheit sowohl als eine Ausgabeeinheit für eine Anzeige als auch als eine Eingabeeinheit für Befehlssignale verwendbar ist;

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Schaltung, in welcher eine Ein-/Ausgabeeinheit sowohl als eine Ausgabeeinheit für einen Kopierablauf und eine Anzeige als auch als Eingabeeinheit für Störungsfeststellsignale verwendet wird; und

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer bidirektionalen Einheit eines Mikrocomputers (8048 der Intel Corp.).

In Fig. 2 ist als Schnittansicht ein Kopierer dargestellt. Eine Trommel 11, auf deren Umfang ein dreischichtiges photoempfindliches Material aufgebracht ist, wobei Cadmiumsulfid (CdS) als Photoleiter verwendet ist, ist auf einer Welle 12 drehbar gelagert und wird beim Kopieren in Richtung eines Pfeils 13 gedreht. Wenn die Trommel 11 eine bestimmte Stellung erreicht, wird eine Vorlage, die auf einer Glasplatte 14 angeordnet ist, welche den Vorlagenwagen bildet, mittels einer Lampe 16 beleuchtet. Die Lampe 16 ist starr mit einem ersten Abtastspiegel 15 verbunden und das reflektierte Licht wird mittels des ersten Abtastspiegels 15 und eines zweiten Abtastspiegels 17 abgetastet. Dazu werden die Spiegel mit einem Geschwindigkeitsverhältnis von 1 : 1/2 verschoben, wobei eine konstante optische Weglänge vor einem Objektiv 18 beibehalten wird.

Das reflektierte Licht wird durch das Objektiv 18 geleitet, von einem dritten und einem vierten Spiegel 19 und 20 reflektiert und in einer Belichtungsstation 21 auf die Trommel 11 scharf gestellt. Die Trommel 11 wird mittels eines Primärladers 22 zuerst (beispielsweise positiv) geladen und dann in der Belichtungsstation 21 über einen Schlitz mit dem durch die Lampe 16 beleuchteten Vorlagenbild belichtet. Gleichzeitig mit dem Belichten wird an der Trommel 11 mittels eines Ladungsbeseitigers 23 eine Wechselstrom-Ladungsbeseitigung oder eine Ladungsbeseitigung mit einer zu der Polarität der Primärladung entgegengesetzten Polarität (beispielsweise negativ) vorgenommen und gleichförmig ganzflächig mit einer Lampe 24 belichtet, um ein elektrostatisches, latentes Bild mit einem hohen Kontrast auf der Trommel 11 auszubilden. Das elektrostatische, latente Bild wird dann in einer Entwicklungsstation als Tonerbild sichtbar gemacht.

Ein Kopierblatt 27-1 oder 27-2, das in einer Kassette 26-1 oder 26-2 untergebracht ist, wird mittels einer Papierzuführrolle 28-1 oder 28-2 in das Innere des Kopierers befördert und wird bei einer annähernd zeitlich richtigen Einstellung durch eine erste Ausrichtrolle 29-1 oder 29-2 und bei einer genauen zeitlichen Einstellung durch eine zweite Ausrichtrolle 30 zu der Trommel 11 weiterbefördert. Das auf der Trommel 11 ausgebildete Tonerbild wird dann während das Kopierblatt 27 zwischen der Trommel 11 und einem Transferlader 31 durchläuft auf das Kopierblatt 27 übertragen.

Nach der Durchführung der Bildübertragung wird das Kopierblatt über ein Förderband 32 zu einem Paar Fixierrollen 33-1 und 33-2 weitergeleitet, mit denen das übertragene Bild durch Wärme und Druck fixiert wird. Anschließend wird das Kopierblatt auf eine Ablage 34 ausgetragen. Nach der Bildübertragung wird die Oberfläche der Trommel 11 in einer Reinigungsstation 35 mittels einer elastischen Schneide gereinigt und dann mit dem nächsten Bilderzeugungszyklus begonnen.

Ferner sind vorgesehen ein Staudetektor 36, der beispielsweise aus einem photoelektrischen Element gebildet ist und ein Störsignal abgibt, wenn das Kopierblatt nicht zu vorbestimmten Zeitpunkten erfaßt wird, Papierdetektoren 37 und 38, die beispielsweise auch aus photoelektrischen Elementen gebildet sind und ein Signal im Falle des Fehlens von Kopierblättern in den entsprechenden Kassetten abgeben, und einen Tonerdetektor 39, der ebenfalls beispielsweise aus einem photoelektrischen Element gebildet ist, und mit welchem die Tonermenge in der Entwicklungsstation erfaßt und ein entsprechendes Signal bei Fehlen des Toners abgegeben wird.

In Fig. 3 und 4 sind Blockschaltbilder dargestellt, in welchen eine Ein-/Ausgabeeinheit bzw. E/A-Einheit sowohl für die Anzeige von Ablaufbedingungen und einer Ablauffolge als auch für die Eingabe verschiedener Feststellsignale und Befehlssignale verwendet wird. In Fig. 3 sind dargestellt: ein 8 Bit parallelverarbeitender Mikrocomputer 3 zum Steuern der Ablauffolge und der Anzeige, eine universell verwendbare LSI-E/A-Einheit 4 zum Abgeben von Signalen für eine Folge- und Anzeigesteuerung und zum Eingeben der Bedienungs- und Störungssignale, ein 8 Bit Digital-Analog-(D/A-)Umsetzer 5 zum Umsetzen der digitalen Signale in analoge Signale, die einem Hochspannungstransformator zugeführt werden, ein Schalter 6 zum Schalten der E/A-Einheit bzw. der LSI-E/A-Einheit für eine Datenausgabe bzw. -eingabe in dem Sperr- bzw. Durchlaßzustand, wobei die E/A-Funktion der LSI-E/A-Einheit 4 und des D/A-Umsetzers 5 durch den Mikrocomputer 3 gesteuert wird, lichtemittierende Dioden bzw. Leuchtdioden LED 1 bis LED 8 für eine Ablaufanzeige, die mittels einer Spannung +V betrieben werden, Stromsteuerwiderstände R1 bis R8, und Mikroschalter S1 bis S8 zur Signaleingabe an Eingangsanschlüssen P1 bis P8. Die lichtemittierenden Dioden LED 1 bis LED 8 leuchten bzw. leuchten nicht, wenn die Spannung einer damit verbundenen Einheit oder Anschlußgruppe N niedriger als die Ansteuerspannung +V bzw. gleich dieser Spannung ist, und sie werden üblicherweise entsprechend einem in einem Festwertspeicher des Mikrocomputers 3 gespeicherten Programm für einen Anzeigebetrieb, beispielsweise die Kontrastanzeige benutzt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel kann beispielsweise der von der Intel Corp. hergestellte Mikrocomputer 8048 verwendet werden, welcher den Mikrocomputer 1 bzw. 3 und die in Fig. 3 dargestellte universelle LSI-E/A-Einheit 4 zusammen enthält und in einem einzigen Standardgehäuse mit 40 Anschlüssen die Funktionen einer 8-Bit-Zentraleinheit (CPU), von 1k × 8-ROM-Programmspeichern, von 64k × 8-RAM-Datenspeichern, von 27 E/A-Leitungen und eines 8-Bit-Ereigniszählers beinhaltet. Dieser Mikrocomputer 8048 wird mittels einer einzigen Spannung von 5 V betrieben und hat mehr als 90 Befehle, die in einem oder zwei Durchläufen bei einer Durchlaufzeit von 2,5 bis 5 µs durchgeführt werden.

27 Signalleitungen für eine Eingabe/Ausgabe an dem Mikrocomputer 8048 sind auf 3 E/A-Einheiten bzw. -Anschlußgruppen von jeweils 8 Bit- und 3 Prüf-Eingangsleitungen aufgeteilt, wobei die Einheiten bidirektional für Ein- und Ausgabe verwendbar sind. Bei diesen E/A-Einheiten werden die Leitungen der Einheiten 1 und 2 wegen des speziellen Ausgabeschaltungsaufbaus quasibidirektional genannt, da jede Signalleitung für eine Eingabe und/oder Ausgabe verwendet werden kann, selbst wenn der Ausgang statisch gesperrt ist.

Diese Schaltung ist im einzelnen in Fig. 5 dargestellt, in welcher jede Signalleitung über einen Anschlußwiderstand mit einer verhältnismäßig hohen Impedanz (1 bis 50 kΩ) immer mit +5 V verbunden ist. Dadurch ist eine Stromquelle geschaffen, die eine Belastung mit hohem Pegel an einer TTL-Logik aufrechterhalten kann, wobei durch das übliche TTL-Gate ein Zustand mit dem Pegel 0 geschaffen werden kann. Auf diese Weise kann der gleiche Anschluß des Chips sowohl für die Signaleingabe als auch für die Signalausgabe benutzt werden. Das Schalten wird dabei mit einer verhältnismäßig niedrigen Impedanz (∼5 kΩ) durchgeführt, wenn ein Signal mit einem Pegel 1 an die Signalleitung angelegt wird, um ein schnelles Schalten bei dem Verschieben von einem Pegel 0 auf einen Pegel 1 zu erreichen. Hier wird das Schalten in ∼500 ns durchgeführt.

Wenn dagegen ein Signal mit dem Pegel 0 an die Siganlleitung angelegt wird, überlagert eine niedrige Impedanz (∼3 kΩ) eine hohe Impedanz, wodurch ein Senkenstrom in der TTL-Logik ermöglicht wird. Hat der Transistor, der einen derartigen Senkenstrom bewirkt, eine niedrige Impedanz, ist ein Signal mit einem Pegel 1 im voraus einzuschreiben, wenn der entsprechende Anschluß für eine Dateneingabe benutzt werden soll.

Ein Rücksetzsignal bringt alle Signalleitungen auf den eine hohe Impedanz aufweisenden Anfangszustand mit dem Pegel 1 zurück. Bei diesem Aufbau kann eine Eingabe- und Ausgabeoperation an demselben Anschluß durchgeführt werden und die Eingangssignalleitungen können in derselben E/A-Einheit bzw. Anschlußgruppe gemischt werden. Beispielsweise kann die E/A-Verarbeitung einer 1-Bit-Signalleitung in einem 8-Bit-Prozessor mit der quasibidirektionalen E/A-Einheit oder Anschlußgruppe und logischen Befehlen kombiniert werden.

Zum Überprüfen oder Einstellen der Einrichtung wird der Schalter 6, der mit dem Mikrocomputer 3 (oder der universellen LSI-E/A-Einheit 4) verbunden ist, zum Auswählen der Eingabefunktion geschlossen. Dadurch wird die Einheit N auf eine Spannung +V verschoben, wodurch die damit verbundenen lichtemittierenden Dioden LED 1 bis LED 8 gelöscht werden und über die Eingangsanschlüsse P 1 bis P 8 die Benutzung der Einheit N als Eingabeeinheit ermöglicht wird. In einem solchen Fall können die Eingangssignale von den Anschlüssen P 1 bis P 8 in die LSI-E/A-Einheit durch Schließen der entsprechenden Schalter S 1 bis S 8 eingegeben werden. Wenn eines der Eingangssignale von den Anschlüssen P 1 bis P 8 einen niedrigen Pegel aufweist, leuchtet die entsprechende lichtemittierende Diode auf, um so die Eingangsdaten zu bestätigen. Gleichzeitig gibt der Mikrocomputer 3 die Eingabedaten zum Verarbeiten in die Zentraleinheit (CPU) und regt den D/A-Umsetzer 5 an, eine bestimmte Einrichtung in dem Gerät, beispielsweise den Koronalader, anzuschalten. Folglich kann von einem Kundendiensttechniker oder einer Bedienungsperson die Koronaspannung entsprechend dem Ergebnis der Bildentwicklung geeicht werden.

Andererseits ist es ebenfalls möglich, eine Anzeigeschaltung mit den Anschlüssen jede E/A-Schaltung zu verbinden, um eine gewünschte Anzeige in dem normalen Zustand zu bewirken. Auch können dann die Schalter beispielsweise durch ein Relais beim Feststellen von Störungen, wie eines Papierstaus, des Fehlens von Papier oder Toner, umgeschaltet werden, um Störungssignale von den Anschlüssen aus einzugeben, die entsprechenden erforderlichen Steuerungen durchzuführen und derartige Störungen an der Anzeigeschaltung anzuzeigen. Ferner können die Signale für den Motor und für andere Einrichtungen des Geräts ausgelöst und die Schalter beim Feststellen der oben erwähnten Störungen umgeschaltet werden, um so die Signalzuführung zu den Einrichtungen zu unterbrechen.

Fig. 4 ist ein Beispiel für eine derartige Anordnung, wobei die Einrichtungen 1 bis 6 dieselben wie die in Fig. 3 sind. Es ist auch ein Relais M 1 zum Drehen des Trommelmotors, ein Relais CL zum Ingangsetzen der Papierzuführrolle 28-1, ein Relais EX zum Anschalten der Lampen und für die Abtastbewegung der Spiegel, ein ODER-Gatter 7 und ein Relais 8 zum Steuern des Schalters 6 vorgesehen. Die Ausgangssignale von dem Staudetektor 36, von Papierdetektoren 37 und 38 und dem Tonerdetektor 39 werden an die Anschlüsse P 1 bis P 3 und P 8 und auch an das ODER-Gatter 7 angelegt. Das Ausgangssignal des ODER-Gatters steuert das Relais 8 an, wodurch der Schalter 6 zu öffnen oder zu schließen ist.

Beispielsweise wird im Falle eines Papierstaus ein entsprechendes Störungssignal mit hohem Pegel an den Anschluß P 1 und an das ODER-Gatter 7 angelegt. Somit wird das Relais 8 mit hohem Pegel erregt, wodurch der Schalter 6 geschlossen und die Einheit N als Eingabeeinheit freigegeben wird. Das Störungssignal an dem Eingangsanschluß P 1 wird an die universelle LSI-Einheit 4 eingegeben und von dem Mikrocomputer 3 verarbeitet, um die Relais usw. anforderungsgemäß zu steuern, beispielsweise um die Beendigung der Funktion des Geräts zu erreichen. Wenn das Eingangssignal an dem Eingangsanschluß P 1 einen hohen Pegel hat, leuchtet die lichtemittierende Diode LED 1 nicht auf, um derart das Vorliegen eines Papierstaus anzuzeigen. In diesem Fall werden die Relais M 1, CL und EX wegen fehlender Ausgangssignale entregt, um den Motor, die Papierzuführrolle und das optische System außer Funktion zu setzen. Durch den D/A-Umsetzer 5 wird auch der Hochspannungsausgang erniedrigt, um den Koronalader abzuschalten. Ähnliche Funktionen werden auch beim Fehlen von Papier oder Toner erhalten.

Es ist zudem möglich, die Tastensignale beispielsweise für die Eingabe der Kopieanzahl als Eingangssignale und die Signale der Folgesteuerung als Ausgangssignale zu verwenden. Außerdem kann die Schaltung so ausgeführt werden, daß der Schalter bei Betätigen der Kopiertaste geöffnet wird, wobei dann die Anschlüsse zuerst zum Eingeben der Kopienanzahl verwendet werden und dann bei Betätigen der Kopiertaste auf Ausgabe geschaltet werden, um derart eine Folgesteuerung in wiederholten Durchläufen zu bewirken, um so die gewählte Anzahl von Kopien zu erhalten.

Ferner kann das durch das Ein-/Ausschalten des Schalters 6 erzeugte Signal an einen Unterbrechnungsanschluß des Mikrocomputers 3 angelegt werden, um dadurch die E/A-Einheiten auf ein Unterbrechen der Verarbeitung zu schalten. Auch kann der Steuerablauf der Kopierfolge so ausgelegt werden, daß das Eingabesignal von dem Schalter 6 in einem entsprechenden Ablaufabschnitt, beispielsweise am Anfang des Steuerablaufes, erfaßt wird, um so das Trommel-Oberflächenpotential zu steuern.

Wie vorstehend ausgeführt, können Anschlüsse, die normalerweise für eine Anzeige in einer E/A-Schaltung, beispielsweise einer universellen LSI-E/A-Einheit, bestimmt sind, durch eine Schaltfunktion auch als Eingangsanschlüsse verwendet werden, wodurch Kosten gesenkt und der erforderliche Raum zum Einbau der Bauelemente verringert werden können, da dieselben Anschlüsse sowohl für Eingabe als für Ausgabe verwendbar sind. Dabei können auch die Eingabedaten bestätigt werden, da die Anzeigeschaltung entsprechend den Eingabedaten arbeitet.

Claims (12)

1. Elektrophotographisches Gerät mit

• (a) einer Mehrzahl von Prozeßeinrichtungen zur Erzeugung eines Bildes auf einem Aufzeichnungsmaterial und
• (b) einer Steuereinrichtung, die einen programmierbaren Mikrocomputer und ein Ein-/Ausgabeeinheit mit einer Mehrzahl von Anschlüssen umfaßt,
• (c) wobei die Ein-/Ausgabeeinheit
  Ausgabedaten abgibt, die Anzeigeinhalten für eine Anzeigeeinrichtung oder Steuersignalen für die Prozeßeinrichtungen entsprechen, oder
  Eingabedaten aufnimmt, die Eingabesignalen einer Eingabeeinrichtung oder Betriebszuständen der Prozeßeinrichtungen entsprechen,

dadurch gekennzeichnet,

• (d) daß die Anschlüsse der Ein-/Ausgabeeinheit (2; 4) jeweils sowohl als Ein- als auch als Ausgang betreibbar sind und
• (e) daß an den als Ein- oder Ausgang betriebenen Anschlüssen jeweils eine Signaleingabeeinrichtung (S1-S8, P1-P8) und eine Signalanzeige- (LED1-LED8) oder eine Betätigungseinrichtung (M1, CL, EX) für eine Prozeßeinrichtung angeschlossen ist.

2. Elektrophotographisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein-/Ausgabeeinheit (2; 4) eine LSI-Ein-/Ausgabeeinheit ist.

3. Elektrophotographisches Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung lichtemittierende Dioden (LED1-LED8) aufweist.

4. Elektrophotographisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signaleingabeeinrichtung eine Prozeßeinrichtungs-Überwachungseinrichtung mit zumindest einem Papierdetektor, einem Staudetektor und/oder einem Tonermangeldetektor umfaßt.

5. Elektrophotographisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signaleingabeeinrichtung mehrere Schaltelemente (S1-S8) zum Definieren eines Eingangssignalpegels an dem dem jeweiligen Schaltelement zugeordneten Anschluß der Ein-/Ausgabeeinheit (2; 4) umfaßt.

6. Elektrophotographisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung ein Relais zum Ingangsetzen einer Papierzuführrolle (CL), ein Relais (EX) zum Betätigen einer Vorlagenabtasteinrichtung und/oder ein Relais zum Schalten eines Motors (M1) einer Fotoleitertrommel umfaßt.

7. Elektrophotographisches Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf ein Signal der Signaleingabeeinrichtung hin Relais (M1, CL, EX) der Betätigungseinrichtung geschaltet werden.

8. Elektrophotographisches Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale der Detektoren der Überwachungseinrichtung mittels eines ODER-Gatters (7) verknüpft werden, dessen Ausgangssignal zum Schalten eines Unterbrechungs-Relais (8) dient.

9. Elektrophotographisches Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schalten des Unterbrechungs-Relais (8) der normale Programmablauf des Mikrocomputers (3) unterbrochen wird.

10. Elektrophotographisches Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltvorgang des Unterbrechungs-Relais (8) durch einen weiteren Schalter (6) durchführbar ist.

11. Elektrophotographisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Rücksetzsignals die Ein-/Ausgänge der Ein-/Ausgabeeinheit (2; 4) auf einen definierten Pegel rückgesetzt werden.