DE3444558A1

DE3444558A1 - Elektrophotographisches kopiergeraet mit schnellstart

Info

Publication number: DE3444558A1
Application number: DE19843444558
Authority: DE
Inventors: Masaru Nara Tsuji
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1983-12-09
Filing date: 1984-12-06
Publication date: 1985-06-20
Also published as: DE3444558C2; US4618247A; JPS60123880A

Description

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER: : -" : l"~"°

-3-BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Kopiergerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein konventionelles elektrophotographisches Kopiergerät vom Wärmefixiertyp besitzt eine Wärmefixierrolle, die nach Einschaltung der Stromversorgung des Kopiergerätes aufgeheizt wird. Ist die Wärmefixierrolle auf eine vorbestimmte Temperatur aufgeheizt, zum Beispiel eine Tonerfixiertemperatur, wird ein Photoempfänger des Kopiergerätes, üblicherweise eine auf einer Trommel liegende photoempfindliche Schicht, bewegt bzw. die Trommel in Drehung versetzt, um dadurch Restladungen vom Photoempfänger selbst zu entfernen und diesen zu säubern. Danach leuchtet ein Anzeigefeld auf, um einem Benutzer anzuzeigen, daß die Anfertigung von Kopien möglich ist. Nach Aufleuchten des Anzeigefeldes kann der Benutzer einen Startschalter drücken, so daß nach Abschluß einer zweiten Ladungsentfernung- und Reinigungsoperation jetzt ein Kopiervorgang durchgeführt werden kann, bei dem die üblichen Schritte "Aufladung", "Belichtung", "Entwicklung" und "Übertragung" ablaufen.

Bei dem beschriebenen Kopiergerät verstreicht somit eine relativ lange Zeit vom Einschalten der Stromversorgung bis zu dem Zeitpunkt, zu dem ein tatsächlicher Kopiervorgang frühestens ablaufen kann. Dies hat seinen Grund darin, daß von demjenigen Zeitpunkt, zu dem die Wärmefixierrolle die Tonerfixiertemperatur erreicht, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem ein tatsächlicher Kopiervorgang durchgeführt werden kann, der aus Ladungsentfernungs- und Reinigungsoperation bestehende Vorbereitungszyklus zweimal durchlaufen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektro-

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photographisches Kopiergerät der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß schon nach einer kürzeren Zeit vom Einschalten der Stromversorgung des Kopiergerätes an ein tatsächlicher Kopiervorgang durchgeführt werden kann.

Die Lösung der genannten Aufgabe ist dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 zu entnehmen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei dem elektrophotographischen Kopiergerät nach der Erfindung ist eine Kopierbild-Erzeugungseinrichtung zur Durchführung eines Kopiervorganges, bei dem unter anderem ein Tonerbild auf ein Kopierpapier übertragen wird, vorhanden. Mit der Kopierbild-Erzeugungseinrichtung arbeitet eine Wärmefixiereinrichtung zur Fixierung des Tonerbildes auf dem Kopierpapier durch Erwärmung zusamrnen. Die Wärmefixiereinrichtung wird mittels einer Heizeinrichtung zur Fixierung des Tonerbildes auf dem Kopierpapier erwärmt. Das elektrophotographische Kopiergerät weist ferner Detektormittel zur Feststellung, ob die Wärmefixiereinrichtung eine Temperatur unterhalb der Tonerfixiertemperatur besitzt, sowie eine auf die Detektormittel ansprechende Vorbereitungseinrichtung zur Vorbereitung eines Photoempfängers auf. Erst nach dem Betrieb der Vorbereitungseinrichtung sind die Kopierbild-Erzeugungseinrichtung und die Wärmefixiereinrichtung zur Durchführung eines Kopiervorganges aktivierbar.

Stellen die Detektormittel fest, daß sich die Wärmefixiereinrichtung auf einer vorgegebenen und unterhalb der Tonerfixiertemperatur liegenden Temperatur befindet, so können ein Vorbereitungs- und Kopiervorgang der zuvor

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genannten Art eingeleitet werden, ohne daß abgewartet werden muß, daß die Temperatur der Wärmefixiereinrichtung die Tonerfixiertemperatur erreicht. Darüber hinaus braucht bis zur tatsächlichen Durchführung des genannten Kopiervorganges die Ladungsentfernungs- und Reinigungsoperation nur einmal zur Vorbereitung des Photoempfängers durchgeführt zu werden. Während dieser Vorbereitungszeit wird die Wärmefixiereinrichtung von der vorbestimmten Temperatur auf die Tonerfixiertemperatur aufgeheizt. Das elektrophotographische Kopiergerät nach der Erfindung ist daher im Vergleich zu einem üblichen Kopiergerät sehr viel schneller in der Lage, nach Einschaltung der Stromversorgung Kopien anzufertigen. Ladungsentfernung und Reinigung werden mittels einer Ladungsentf ernungs- bzw. Reinigungsstation durchgeführt. Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigen:

Figur 1 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Betriebsweise des elektrophotographischen Kopiergerätes mit einer Wärmesteuereinrichtung nach der Erfindung, und

Figur 2 das Blockdiagramm einer Schaltung der Wärmesteuereinrichtung.

Nachstehend werden zunächst die von der Wärmesteuereinrichtung verarbeiteten Größen angegeben:

Tonerfixiertemperatur ( Kontrolltemperatur): "T" (Grad Celsius)

Heizrate der Wärmefixierrolle: "a" (Grad Celsius/ sek)

Umgebungstemperatur: "b" (Grad Celsius) Arbeitsgeschwindigkeit: "c" (mm/sek.) ümfangslänge der Photoempfängertrommel: "d" (mm).

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Die folgende Temperatur A (Grad Celsius) bzw, T (Grad Celsius) ist diejenige Temperatur, bei der die Kopierbereitschaf tslampe des elektrophotographischen Kopiergerätes aufleuchtet, um einem Benutzer anzuzeigen, daß ein Kopiervorgang durchgeführt werden kann· Die Temperatur A berechnet sich zu:

A = T - a χ f ⁽¹⁾

Diese Gleichung besitzt Gültigkeit für den Fall, daß die Ladungsentfernungs- und Reinigungsoperation abgeschlossen sind, wenn sich der Photoempfänger einmal vollständig gedreht hat.

Die Zeit B (sek), die die Wärmefixiereinrichtung zur Erreichung der Temperatur A nach Einschalten des Hauptschalters des Kopiergerätes benötigt, bestimmt sich zu:

B = ^A-^ (2)

Zu der Zeit B nach Einschalten der Stromversorgung des elektrophotographischen Kopiergerätes leuchtet die Kopierbereitschaftslampe auf.

Das elektrophotographische Kopiergerät vom Wärmefixiertyp besitzt eine Wärmefixierrolle und eine frei mitlaufende Rolle. Die Wärmefixierrolle wird auf die Tonerfixiertemperatur aufgeheizt und drückt das Kopierpapier gegen die genannte zweite Rolle, um das Tonerbild auf dem Kopierpapier zu fixieren. Die Wärme-OQ fixierrolle wird auf die Tonerfixiertemperatur innerhalb des Zeitraumes aufgeheizt, in dem die Ladungsentfernung vom Photoempfänger und die Photoempfänger-Reinigungsoperation nur einmal, und zwar im Verlauf einer Rotation des Photoempfängers zu dessen Vorbereitung, nach Betätigung einer Kopierstarttaste ablaufen. Zu dem Zeit-

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punkt, zu dem die Ladungsentfernungs- und die Reinigungsoperation beim ersten Mal abgeschlossen sind, besitzt die Wärmefixierrolle die Tonerfixiertemperatur. Die konventionelle doppelte Ladungsentfernungs- und Reinigungsoperation kann auf diese Weise vermieden werden.

Mit anderen Worten wird die Kopierbereitschaftslampe, die anzeigt, ob ein Kopiervorgang durchgeführt werden kann oder nicht, zu einem Zeitpunkt eingeschaltet, der sich dadurch ergibt, daß von der Gesamtzeit zur Aufheizung der Wärmefixierrolle auf die mögliche Tonerfixiertemperatur diejenige Zeit subtrahiert wird, die erforderlich ist, um die Ladungsentfernungs- und Reinigungsoperation einmal durchzuführen.

Kurzgefaßt läuft der Vorgang wie folgt ab: Nach Einschalten der Stromversorgung des Kopiergeräts wird die Wärmefixiereinrichtung auf eine vorbestimmte Temperatur unterhalb der Tonerfixiertemperatur aufgeheizt. Sobald die vorbestimmte Temperatur erreicht ist, leuchtet die Kopierbereitschaftslampe auf. Nach Betätigung der Kopierstarttaste werden nur eine Ladungsentfernungs- und Reinigungsoperation bei nur einer Drehung der Trommel durchgeführt, wobei während dieser Zeit die Wärmefixiereinrichtung auf die Tonerfixiertemperatur aufgeheizt wird, so daß die Fixierung eines Tonerbildes erfolgen kann.

Statt der Kopierbereitschaftslampe kann selbstverständlich auch eine andere Anzeigeeinrichtung eingesetzt werden, beispielsweise eine solche, die einen Sprachsynthesizer zur Erzeugung einer künstlichen Sprache besitzt. Das Kopierpapier kann darüberhinaus, kurz bevor ein tatsächlicher Kopiervorgang durchgeführt wird, in die Nähe des Photoempfängers gebracht und dort positioniert werden.

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Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Die spezifischen Werte sind in der nachstehenden TABELLE I zusammengestellt:

T etwa 180 ⁰C

a etwa 5 ⁰C pro Sekunde b 20 ⁰C

c 150 mm pro Sekunde

d 4 5 0 mm.

Unter diesen Bedingungen errechnet sich die Temperatur A wie folgt:

ά — τ an — κ ν

150

A = 180 - 5 χ |4τγ = 165 ⁰C (3) (3)

Die Zeit B vom Zeitpunkt der Stromzuführung zum Kopiergerät bis zu demjenigen Zeitpunkt, zu dem die Temperatur A erreicht ist, berechnet sich zu:

B = = 29 (Sekunden) (4)

Wird ein konventionelles Kopiergerät unter den ,gleichen Bedingungen betrieben, so lassen sich folgende Zeiten berechnen:

Zeit zur Erwärmung von der ümgebungstemperatur auf die Tonerfixiertemperatur

nach Einschalten der Stromversorgung

= = 32 (see),

Erforderliche Zeit für die Ladungsentfernungs- und Reinigungsoperation nach Er

reichen der Tonerfixiertemperatur _ 450 = 3 (see) (Vorbereitungszeit) ; 150

Erforderliche Gesamtzeit, nach der die Kopierbereitschaftslampe nach Anlegen der Stromvesorgung an das Kopiergerät

aufleuchtet = 35 (see).

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Diese Berechnung macht deutlich, daß beim elektrophotographischen Kopiergerät nach der Erfindung die Zeit, nach der die Kopierbereitschaftslampe aufleuchtet, um einem Benutzer anzuzeigen, daß nunmehr ein Kopier-Vorgang durchgeführt werden kann, erheblich geringer ist als bei einem üblichen elektrophotographischen Kopiergerät. Es können daher Kopien bei dem Kopiergerät nach der Erfindung bereits zu einem früheren Zeitpunkt nach Einschaltung der Stromversorgung angefertigt werden.

Wie bereits weiter oben ausgeführt, werden die Ladungsentfernungs- und Reinigungsoperation beim elektrophotographischen Photokopiergerät'nach der Erfindung zur Vorbereitung des Photoempfängers bzw. der photoempfindlichen Schicht nur einmal während des Einschaltprozesses durchgeführt (Vorbereitungszyklus), wobei während der genannten Operationen die Fixierrolle auf die Tonerfixiertemperatur erwärmt bzw. aufgeheizt wird.

Hat bei dem Kopiergerät nach der Erfindung die Fixierrolle die Tonerfixiertemperatur erreicht, läßt sich auch hier der übliche Kopiervorgang durchführen, der die Aufladung, die Belichtung, die Entwicklung, die Corona-Übertragung und die Tonerfixierung umfaßt. Dieser Kopiervorgang wird in Figur 1 durch den Schritt "Kopieren" dargestellt.

Die Figur 2 zeigt ein Blockdiagramm einer Wärmesteuerschaltung für das elektrophotographische Kopiergerät nach der Erfindung.

Die Schaltung nach Figur 2 besitzt einen Thermistor Rth, elf Widerstände Rl bis RIl, zwei Vergleicher ICl und IC2, einen Inverter INVl, einen Kopierschalter PSW, eine Eingangssensorschaltung 1, einen Mikroprozessor 2, eine Ausgangstorschaltung 3, eine Ausgangstreiber-

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schaltung 4, eine Ladungs- bzw. Lastschaltung 5, eine Kopierbereitschaftslampe RL (Betriebsbereitschaftslampe) , eine Diodenanordnung DSl, vier Dioden Dl bis D4, zwei Transistoren TrI und Tr2, einen Pulstransformator PTl, ein Triac 1, zwei Kodensatoren Cl und C2, eine Heizlampe HL sowie eine Stromversorgungseinrichtung.

Der Thermistor Rth dient zur Detektion der Temperatur der Wärmefixierrolle, wobei sein Widerstand geringer wird, wenn die Temperatur ansteigt.

Im folgenden bedeuten:

T: Die durch den Thermistor Rth detektierte Temperatur;

T_T : Eine unterhalb der Tonerfixiertemperatur

Il

vorbestimmte Temperatur (bei vorliegendem Ausführungsbeispiel etwa 165 ⁰C);

R₁,_T: Widerstand des Thermistors Rth, wenn die thL

Wärmefixierrolle die Temperatur T einnimmt; T„: Eine über der Temperatur T_T vorbestimmte

H Jj

Temperatur, die der Tonerfixiertemperatur entspricht (bei vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa 180 ⁰C);
T. . „: Widerstand des Thermistors Rth, wenn die

ttln

Wärmefixierrolle die Temperatur T einnimmt;

HTL: Niedriges Heiztemperatursignal zur Angabe, daß die Temperatur der Wärmefixierrolle zu gering ist, um Tonerteilchen auf dem Kopierpapier fixieren zu können;

HTH: Hohes Heiztemperatursignal zur Angabe, daß die Temperatur der Wärmefixierrolle so hoch ist, daß Tonerteilchen auf dem Kopierpapier fixiert werden können.

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Die Werte der jeweiligen Signale HTL und HTH in Abhängigkeit der Temperaturverhältnisse sind in nachfolgender TABELLE II zusammengefaßt dargestellt.

Temperaturen	T < T₇. ±J	T H	HTL
(D	T₇. < T <	< T	H
(2)	T < T L H	L
(3)		L

HTH H H L

(1) Ist T < T₇. , so gilt folgende Widerstandbeziehung:

Xj

(Rth + Rl)/(Rl + R2 + Rth) > R3/(R3 + R4) (Rth + Rl)/(Rl + R2 + Rth) > R5/(R5 + R6).

Wird das HTH-Signal mit Η-Pegel (hoher Pegel) erzeugt, so werden die über ihre Gesamtwellenlänge durch die Diodenanordnung DSl (Vollwellen- bzw. Doppelweggleichrichter) gleichgerichteten Signale mittels der Transistoren TrI und Tr2 verstärkt und dem Tor des Triac über den Pulstransformator PTl zugeführt. Der Doppelwegthyristor (Triac 1) wird dadurch leitend bzw. eingeschaltet, so daß die Heizlampe HL ebenfalls eingeschaltet wird. Soweit das HTL-Signal mit Η-Pegel erzeugt wird, verhindert der Mikroprozessor 2 ein Einschalten der Kopierbereitschaftslampe RL.

(2) Gilt T_L < T < Tj₁, so liegen folgende Widerstandsverhältnisse vor:

(Rth + Rl)/(Rl + R2 + Rth) < R3/(R3 + R4) (Rth + Rl)/(Rl + R2 + Rth) > R5/(R5 + R6).

Entsprechend dem oben beschriebenen Fall (.1) wird auch jetzt die Heizlampe HL eingeschaltet. Nimmt jedoch das HTL-Signal den L-Pegel ein (niedriger Pegel), so wird durch den Mikroprozessor 2 die Kopierbereitschaftslampe RL eingeschaltet, so daß jetzt durch Betätigung der Kopiertaste PSW ein Kopiervorgang durchgeführt

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werden kann, soweit ansonsten normale Betriebszustände vorliegen- Hierzu gehört, daß der Dokumententisch in seiner Normal- bzw. Ausgangsposition ruht, die photoempfindliche Schicht bzw. der Photoempfänger (Mutterpapier) in Normalstellung positioniert ist, und so weiter.

(3) Gilt T_T < T < T, so liegen nachstehend angegebene Widerstandsverhältnisse vor:

(Rth + Rl)/(Rl + R2 + Rth) < R3/(R3 + R4) (Rth + Rl)/(Rl + R2 + Rth) < R5/(R5 + R6).

In diesem Fall erscheint am Ausgang des Inverters INVl ein Signal mit Η-Pegel, so daß der Transistor TrI eingeschaltet und der Transistor Tr2 ausgeschaltet wird. Am Tor des Triac 1 liegen dann keine Eingangspulse mehr an, so daß auch die Heizlampe HL ausgeschaltet wird. Sie wird auf diese Weise zur Aufrechterhalten bzw. Konstanthaltung der Temperatur T_H, die bei etwa 180 ⁰C liegt, gesteuert. Da das HTL-Signal mit L-Pegel dem Mikroprozessor 2 zugeführt wird, kann der Kopiervorgang fortgeführt werden.

Der Mikrocomputer bzw. Mikroprozessor 2 kann die Werte A und B berechnen. Vorzugsweise besitzt ein derartiger Mikrocomputer, wie in Fig. 2 dargestellt, Eingabeelemente, über die die Werte T, a, b, c und d angegeben werden können. Er besitzt darüber hinaus Rechenmittel zur Berechnung der Werte A und B, Zählerelemente zur Ermittlung einer Zeit nach Einschalten der Stromversorgung des Kopiergerätes, Speicherelemente zur Speicherung der von den Rechenmitteln errechneten Ergebnisse sowie eine Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe eines Impulses, wenn die Zeit B vorüber ist. 5 Die Kopierbereitschaftslampe RL des Kopiergerätes

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zeigt in Abhängigkeit des Impulses von der Ausgabeeinrichtung des Mikrocomputers einem Benutzer an, daß nunmehr ein Kopiervorgang durch Betätigung der Kopierstarttaste PSW eingeleitet werden kann.

Claims

TER MEER-MULLER-STEINMEISTER PATENTANWÄLTE — EUROPEAN PATENT ATTORNEYS Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister tÄS£ * MÜIIer Artur-LadebecK-Strasse 51 D-80OO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1 2369-GER-A Mü/tM/ür/b 6. Dezember 1984 SHARP KABUSHIKI KAISHA 22-22, Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka 545, Japan Elektrophotographisches Kopiergerät mit Schnellstart Priorität: 9. Dezember 1983, Japan, Ser.No. 58-233287 (P) PATENTANSPRÜCHE

1. Elektrophotographisches Kopiergerät mit

- einer Kopierbild-Erzeugungseinrichtung zur Durchführung eines Kopiervorganges, bei dem unter anderem ein Tonerbild auf ein Kopierpapier übertragen wird,

- einer mit der Kopierbild-Erzeugungseinrichtung zusammenarbeitenden Wärmefixiereinrichtung zur Fixierung des Tonerbildes auf dem Kopierpapier durch Erwärmung, und mit

- einer Heizeinrichtung zur Erwärmung der Wärmefixiereinrichtung auf eine Tonerfixiertemperatur zur Fixierung des Tonerbildes auf dem Kopierpapier,

dadurch gekennzeichnet, daß es

- Detektormittel (Rth, ICl, IC2, 2) zur Feststellung, ob die Wärmefixiereinrichtung eine Temperatur (T₁)

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unterhalb der Tonerfixiertemperatur (T ) aufweist, sowie

- eine auf die Detektormittel ansprechende Vorbereitungseinrichtung zur Vorbereitung eines Photoempfängers besitzt, und daß

- die Kopierbild-Erzeugungseinrichtung und die Wärmefixiereinrichtung erst nach dem Betrieb der Vorbereitungseinrichtung zur Durchführung eines Kopiervorganges aktivierbar sind.

2. Kopiergerät nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Detektormittel einen. Temperaturdetektor (Rth), Vergleichseinrichtungen (ICl, IC2), sowie Mikroprozessoreinrichtungen (2) mit einer Recheneinheit, einer Zählschaltung und einer Impulse abgebenden Schaltung aufweisen.

3. Kopiergerät nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Tonerfixiertemperatur (T ) von 180 ⁰C die Detektormittel dann ansprechen bzw. arbeiten, wenn die Wärmefixiereinrichtung eine Temperatur (T_T) von 165 ^CC annimmt.

4. Kopiergerät nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß es bei Erreichen der unterhalb der Tonerfixiertemperatur (T„) liegenden vorbestimmten Temperatur (T₁.) lediglich ein Signal zur Einschaltung einer Kopierbereitschaftslampe (RL) erzeugt, und daß die Vorbereitungseinrichtung erst jetzt durch Betätigung einer Kopierstarttaste (PSW) zur Durchführung nur eines Vorbereitungszyklus aktivierbar ist.