DE3444174C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Steuerung des Transportes des Bildempfangsmaterials in einer Wärmefixier­ vorrichtung für Tonerbilder gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche 1 und 2.

Wärmefixiervorrichtungen sind beispielsweise in elektro­ photographischen Kopiergeräten enthalten, wie sie in vielen Büros eingesetzt werden. Erhöht man bei solchen Kopiergeräten die Kopiergeschwindigkeit, um möglichst viele Kopien pro Zeiteinheit anzufertigen, so kann es unter bestimmten Bedingungen, beispielsweise bei Schwankun­ gen der Netzspannung oder bei niedrigen Temperaturen oder hoher Luftfeuchtigkeit und entsprechend höherer Leistungs­ aufnahme der Wärmefixiervorrichtung vorkommen, daß der Stromverbrauch des Kopiergerätes ggf. vorhandene standar­ disierte Stromgrenzwerte - in Japan beispielsweise 15 A - überschreitet.

Um ein Überschreiten dieser Stromgrenzwerte zu vermeiden, war es daher bei Hochgeschwindigkeits-Kopiergeräten erfor­ derlich, eine zusätzliche Stromversorgungsquelle für die Wärmefixiervorrichtung vorzusehen.

In der DE-OS 23 60 389 wird eine Regelschaltung beschrieben, die die Energiezufuhr zu der Heizeinrichtung der Wärmefixier­ vorrichtung derart steuert, daß die Heizleistung von Ände­ rungen der Netzspannung unabhängig ist. Diese Regelschal­ tung führt somit zu einer erhöhten Stromaufnahme bei nie­ driger Netzspannung.

In der DE-OS 28 04 904 wird eine Wärmefixiervorrichtung beschrieben, bei der die erforderliche Fixiertemperatur durch in Intervallen beschriebene Heizstrahler erzeugt wird. Die Länge der Heizintervalle entspricht der Zeit, in der das durch die Fixiervorrichtung transportierte Empfangs­ material einen bestimmten Weg zurücklegt. Die Heizzeit wird auf diese Weise automatisch an die auf verschiedene Werte einstellbare Transportgeschwindigkeit des Bild­ empfangsmaterials angepaßt. Äußere Störeinflüsse wie Schwankungen der Netzspannung oder Änderungen der Umge­ bungstemperatur können mit dieser Vorrichtung jedoch nicht ausgeglichen werden.

In der EP-OS 00 42 630 wird eine Vorrichtung zur Steuerung des Transportes des Bildempfangsmaterials der eingangs genannten Art beschrieben, bei der der Wärmeinhalt der Fixiereinrichtung und die Wärmekapazität des Bildempfangs­ materials mit entsprechenden Fühlern abgetastet werden. Die Transportgeschwindigkeit des Bildempfangsmaterials wird in Abhängigkeit von den abgetasteten Werten geregelt. Diese Vorrichtung hat den Zweck, die Verarbeitung von Bildempfangsmaterialien mit unterschiedlichen Wärmekapa­ zitäten zu ermöglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die es gestattet, den Durchsatz des Bildempfangs­ materials durch die Fixiereinrichtung an geänderte Betriebs­ bedingungen, insbesondere an Schwankungen der Netzspannung und der Umgebungstemperatur und/oder Feuchtigkeit anzu­ passen.

Erfindungsgemäße Lösungen dieser Aufgabe ergeben sich aus den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 und 2.

Gemäß Anspruch 1 ist wenigstens ein Detektor zur Abtastung von Änderungen der Versorgungsspannung und wenigstens ein weiterer Detektor zur Abtastung der Temperatur und/oder der Feuchtigkeit in der Umgebung der Fixiereinrichtung vorgesehen, so daß der Durchsatz des Bildempfangsmaterials bei niedriger Versorgungsspannung oder bei niedriger Um­ gebungstemperatur verringert wird. Auf diese Weise wird sowohl bei erhöhtem Energiebedarf der Wärmefixiervorrich­ tung als auch bei niedriger Versorgungsspannung eine über­ mäßige Stromaufnahme vermieden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung nach An­ spruch 1 ist in dem Unteranspruch 3 angegeben.

Bei der Lösung nach Anspruch 2 erfolgt die Wärmezufuhr zu der Wärmefixiervorrichtung in Intervallen mit variabler Länge, und durch einen Detektor wird die Länge dieser Intervalle abgetastet. Wenn die Länge der Wärmezufuhr-In­ tervalle größer wird, so bedeutet dies, daß sich entweder der Wärmebedarf der Fixiereinrichtung erhöht oder die Netzspannung verringert hat, und der Durchsatz des Bild­ empfangsmaterials wird entsprechend reduziert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein elektrophotographisches Kopiergerät mit einer Wärmefixiervorrichtung ent­ sprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 ein Schaltdiagramm einer Steuerschaltung des elektrophotographischen Kopiergerätes nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Schaltdiagramm einer in der Steuerschaltung nach Fig. 1 enthaltenen Motorsteuerung 31 zur Rückwärtsbewegung eines Motors,

Fig. 4 ein Schaltdiagramm eines Spannungsdetektors 20 der Wärmefixiervorrichtung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 5 ein Schaltdiagramm einer Motorsteuerung 203 zur Rückwärtsbewegung eines Motors in einer Wärme­ fixiervorrichtung entsprechend dem zweiten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 6 ein Schaltdiagramm eines Temperaturdetektors der Wärmefixiervorrichtung entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 7 ein Schaltdiagramm eines Temperatur- und Spannungsdetektors der Wärmefixiervorrichtung entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 8 eine Tabelle mit Beispielen von Kopierge­ schwindigkeiten, wenn die Schaltung nach Fig. 7 anstelle des Spannungsdetektors 201 in Fig. 2 verwendet wird.

In der Fig. 1 ist ein Querschnitt eines elektrophoto­ graphischen Kopiergerätes mit einer Wärmefixiervor­ richtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Bei dem elektrophotographischen Kopiergerät wird ein Trägertisch hin- und herbewegt, auf den ein zu kopierendes Dokument, beispielsweise eine Manuskript- oder Buchseite, aufgelegt wird. Abweichend von diesem Ausführungsbeispiel bezieht sich die Erfindung aber auch auf solche elektrophotographischen Kopiergeräte, bei denen das zu kopierende Dokument ruht und mit Hilfe einer bewegbaren optischen Einrichtung abgetastet wird.

Das elektrophotographische Kopiergerät nach Fig. 1 besitzt einen Dokumententisch 1, eine photoempfindliche Schicht 3, eine Ladestation 4, eine Entwicklungs­ station 5, eine Übertragungsstation 6, eine Reinigungs­ station 8, eine Belichtungsstation 9, eine Kunststoff­ faserlinse 10, eine Kopierpapierkassette 11, einige Papieraufnahme- und -führungsrollen 12 sowie eine Wärmefixiervorrichtung 200.

Entsprechend der Fig. 1 ist der Dokumententisch 1 zur Positionierung eines zu kopierenden Dokuments 2 in horizontaler Richtung hin- und herbewegbar. Die photo­ empfindliche Schicht 3 ist auf der Oberfläche einer drehbaren Trommel 3′ angeordnet. Die Ladestation 4 dient zur Aufladung der photoempfindlichen Schicht 3. Die Belichtungsstation 9 dient zur Belichtung des zu kopierenden Dokumentes 2 auf dem Dokumententisch 1, wenn dieser in Übereinstimmung mit der Drehung der die photoempfindliche Schicht 3 tragenden Trommel 3′ hin- und herbewegt wird, so daß das reflektierte Licht mittels der Kunststoffaserlinse 10 auf der photo­ empfindlichen Schicht 3 als latentes Bild abgebildet wird. Mit Hilfe der Entwicklungsstation 5 wird das latente Bild entwickelt, wobei Tonerteilchen an der photoempfindlichen Schicht 3 zur Erzeugung eines Toner­ bildes angelagert werden. Die photoempfindliche Schicht 3 wird mit Hilfe der Reinigungsstation 8 ge­ säubert, indem diese auf der photoempfindlichen Schicht 3 verbleibende Tonerteilchen nach Durchführung einer Kopieroperation, bei der die Trommel 3′ gedreht wird, wieder entfernt. Das auf der photoempfindlichen Schicht 3 vorhandene Tonerbild wird mit Hilfe der Übertragungs­ station 6 auf ein Kopierpapierblatt 7 übertragen, das aus einer Kassette 11 herausgeführt wird, in der ein Stapel von Kopierpapierblättern 7 gespeichert ist.

Ein einzelnes Kopierpapierblatt 7 wird mit Hilfe von Papieraufnahme- und -führungsrollen 12 aus der Kassette 11 herausgeführt und zur Übertragungsstation 6 geleitet.

Die Wärmefixiervorrichtung 200 besitzt ein Paar von Fixierrollen 13, 14, mit deren Hilfe die Tonerteilchen des bereits auf dem Kopierpapierblatt 7 vorhandenen Tonerbildes auf das Kopierpapierblatt 7 gepreßt werden, um das Tonerbild darauf zu fixieren. Eine Heizein­ richtung 15 dient zur Erwärmung der Wärmefixierrolle 13.

Wird bei dem Kopiergerät nach Fig. 1 die Kopier-Start­ taste (nicht dargestellt) gedrückt, so wird der das zu kopierende Dokument 2 tragende Dokumententisch 1 in Vorwärtsrichtung (nach links in Fig. 1) aus seiner Ruheposition, die er entsprechend der Fig. 1 annimmt, bewegt, während zur selben Zeit die Trommel 3′ mit der photoempfindlichen Schicht 3 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Das Bild des zu kopierenden Dokumentes 2 wird mit Hilfe der Belichtungsstation 9 (Belichtungslampe) sowie über die Kunststoffaserlinse 10 auf die photo­ empfindliche Schicht 3 übertragen und mittels der Ent­ wicklerstation 5 in ein latentes Bild umgewandelt. Dieses latente Bild auf der photoempfindlichen Schicht 3 wird durch die Übertragungsstation 6 auf das Kopier­ papierblatt 7 übertragen. Es läuft zwischen den beiden Fixierrollen 13 und 14 hindurch und wird anschließend aus dem Kopierpapier herausgeführt. Sobald die Vorwärts­ bewegung des Dokumententisches 1 beendet ist, was durch einen nicht dargestellten Schalter detektiert wird, wird der Dokumententisch in entgegengesetzter Richtung (Rückwärtsrichtung nach rechts in Fig. 1) wieder in seine Ausgangs- bzw. Ruheposition bewegt. Der Vorgang zur Anfertigung einer einzelnen Kopie ist abgeschlossen, wenn der Dokumententisch 1 seine Ruheposition erreicht hat. Soll ein einzelnes Dokument mehrfach kopiert werden, so wird der oben beschriebene Kopiervorgang entsprechend oft wiederholt, wobei die jeweiligen Kopierpapierblätter 7 in konstanten Intervallen zwischen den Fixierrollen 13 und 14 hindurchgeführt werden.

In der Fig. 2 ist ein Schaltdiagramm einer Steuer­ schaltung des elektrophotographischen Kopiergerätes nach Fig. 1 dargestellt.

Über einen Versorgungsstecker 20 wird eine Versorgungs­ spannung an die Primärwicklungen eines Transformators 21 für einen Versorgungsspannungsdetektor 201 und eines Transformators 22 zur Versorgung von Schaltungen 31 und 32 angelegt. Das Verhältnis der Windungszahlen zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung des Transformators 21 ist so gewählt, daß die Spannung an der Sekundärwicklung des Transformators 21 etwa 8 V bei Normalbedingungen beträgt. Diese ausgangsseitig vom Transformator 21 abgegebenen 8 Volt werden einem Doppelweg bzw. Vollwellengleichrichter 23 zugeführt. Zur Glättung der so gleichgerichteten Spannung dient ein Kondensator 24, so daß ein Gleichstrom sowie eine Gleichspannung von etwa 10 Volt erhalten werden. Die geglättete Spannung wird mittels eines variablen Wider­ standes 25 und eines weiteren Widerstandes 26 geteilt. Diese geteilte Spannung liegt an der Basis eines Transistors 27 an. Mit dem Emitter des Transistors 27 ist eine Zenerdiode 28 verbunden, um eine Referenz­ spannung von etwa 5 Volt zu erzeugen. Aufgrund des Unterschiedes bzw. der Differenz zwischen der über dem variablen Widerstand 25 abfallenden Spannung einer­ seits und der aus der Zenerspannung von etwa 5 Volt und der Basis-Emitterspannung des Transistors 27 bestehenden Spannungssumme andererseits wird der Transistor 27 ein- bzw. ausgeschaltet (leitend bzw. gesperrt). Das Ausgangssignal des Transistors 27 (Signal am Kollektor des Transistors 27) wird der Basis eines Transistors 29 zugeführt, um diesen Transistor 29 in Übereinstimmung mit dem Transistor 27 in den Einschalt- bzw. Ausschalt­ zustand zu bringen. Hierdurch wird ein Versorgungs­ spannungs-Detektorsignal a erzeugt, und zwar am Ausgang des Transistors 29.

Wie bereits zuvor beschrieben, besitzt der Versorgungs­ spannungsdetektor 201 zur Detektion von Änderungen der Versorgungsspannung den variablen Widerstand 25, den Widerstand 26, die Transistoren 27 und 29 sowie die Zenerdiode 28.

Das Ausgangssignal der Sekundärwicklung des Transformators 22 wird durch den Gleichstromstabilisator 30 stabili­ siert, wobei die stabilisierte Spannung vom Gleichstrom­ stabilisator 30 einer Rückwärtsbewegungs-Motorsteuerung 31 und einer Steuerschaltung 32 zugeführt wird. Die Rückwärtsbewegungs-Motorsteuerung 31 erhält darüber hinaus das Versorgungsspannungs-Detektorsignal bzw. Ausgangssignal des Transistors 29 des Versorgungs­ spannungsdetektors 201, um die Rotationsgeschwindigkeit eines Rückwärtsbewegungsmotors 33, der mit der Motor­ steuerung 31 verbunden ist, zu steuern.

Die Steuerschaltung 32 dient zur Ansteuerung der Rückwärtsbewegungs-Motorsteuerung 31 und einer Lade­ schaltung 34, welche eine Spule, Relais, eine Kupplung sowie einen Motor und dergleichen enthält. Die Steuerschaltung 32 liefert beispielsweise ein Rückwärtsbewegungs-Freigabesignal b an die Rückwärts­ bewegungs-Motorsteuerung 31.

Die Versorgungsspannung vom Versorgungsstecker 20 wird ferner der Heizeinrichtung 15 der Wärmefixier­ vorrichtung 200 über ein Relaiskontakt 35 und einer Be­ lichtungseinrichtung 37 (Lampe) über ein Relaiskontakt 36 zugeführt. Die Relaiskontakte 35 und 36 sind in der Ladeschaltung 34 enthalten. Sie werden entsprechend dem der Ladeschaltung 34 von der Steuerschaltung 32 zuge­ führten Ausgangssignal geschlossen bzw. geöffnet.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Er­ findung besitzt die Heizeinrichtung 15 der Wärmefixier­ vorrichtung 200 eine Standardleistung von 900 W. Allge­ mein gilt, daß bei einem Hochgeschwindigkeitskopiergerät mit einer Kopiergeschwindigkeit von etwa 30 Kopien pro Minute der Heizeinrichtung 15 der Wärmefixiervorrichtung 200 kontinuierlich eine Leistung von etwa 800 W zuge­ führt werden muß, um eine hinreichende Fixierung der Tonerteilchen auf dem Kopierpapier zu gewährleisten. Wird daher eine Heizeinrichtung 15 mit einer elektrischen Leistung von etwa 900 W benutzt, so sollte die Wärme­ fixiervorrichtung 200 so betrieben werden, daß eine über­ schüssige elektrische Leistung von etwa 100 W unverbraucht bleibt.

Die Funktion des variablen Widerstandes 25 im Versorgungs­ spannungsdetektor 201 wird nachfolgend erläutert.

Wird eine Heizeinrichtung 15 verwendet, die eine elektrische Leistung von etwa 900 W besitzt, so gibt die Heizeinrichtung 15 etwa 800 W ab, wenn die angelegte Versorgungsspannung 95% der Standardversorgungsspannung beträgt. Aus diesem Grunde kann die Wärmefixiervor­ richtung 200 Tonerteilchen hinreichend fixieren, wenn die angelegte Spannung größer als 95% der Standardver­ sorgungsspannung ist, wobei eine Kopiergeschwindigkeit von etwa 30 Kopien pro Minute erlaubt ist. Beträgt da­ gegen die Versorgungsspannung nur etwa 90% der Standard­ versorgungsspannung in Übereinstimmung mit einer Änderung der Versorgungsspannung, so gibt die Heizein­ richtung 15 nur etwa 700 W ab. In diesem Fall sollte bei einem kontinuierlichen Kopierbetrieb die Kopierge­ schwindigkeit vermindert werden, solange die Oberflächen­ temperatur der Wärmefixierrolle 13 in der Wärmefixier­ vorrichtung 200 nicht wieder erhöht wird. Bei praktischen Versuchen wurde die Kopiergeschwindigkeit auf fünfund­ zwanzig Kopien pro Minute herabgesetzt, so daß es der Wärmefixiervorrichtung 200 wieder möglich war, Toner­ teilchen auf dem Kopierpapier bei einer Spannung von nur etwa 90% der Standardversorgungsspannung hinreichend zu fixieren. Liegt also die Versorgungsspannung innerhalb eines Bereichs von etwa 90% bis etwa 95% der Standard­ versorgungsspannung, so sollte die Kopiergeschwindigkeit auf etwa fünfundzwanzig Kopien pro Minute reduziert werden.

Es kann also bei einer Heizeinrichtung 15 von etwa 900 W in der Wärmefixiervorrichtung 200 die Kopier­ geschwindigkeit auf etwa dreißig Kopien pro Minute fest­ gesetzt werden, solange die Versorgungsspannung größer als 95% der Standardversorgungsspannung ist, während sie auf circa fünfundzwanzig Kopien pro Minute herabge­ setzt werden sollte, wenn die Versorgungsspannung kleiner oder gleich 95% der Standardversorgungsspannung ist. Die Fixiereigenschaften bleiben dabei konstant, unabhängig von Schwankungen der angelegten Spannung. Aus diesem Grunde wird der Widerstandswert des variablen Widerstandes 25 in dem Versorgungsspannungsdetektor 201 so gewählt, daß er in der Lage ist, festzustellen, ob 95% der Standard­ versorgungsspannung als Versorgungsspannung, bzw. mehr oder weniger, geliefert werden.

Die Spannung über dem Kondensator 24 beträgt etwa 10 V, wie beschrieben, wenn die Standardversorgungsspannung anliegt. Beträgt die Versorgungsspannung nur 95%, so liegt über dem Kondensator 24 nur eine Spannung von 9,5 V an. Da andererseits die Zenerspannung der Zenerdiode 28 bei 5 Volt liegt, und die Spannung über dem variablen Widerstand 25 auf 5,65 Volt entsprechend einer Addition der Zenerspannung von 5 Volt und der Basis-Emitter­ spannung des Transistors 27 von etwa 0,65 Volt festge­ setzt ist, wenn die Spannung über dem Kondensator 24 etwa 9,5 Volt beträgt, wird der Transistor 27 kontinuier­ lich bzw. fortdauernd ausgeschaltet, wenn die angelegte Spannung kleiner oder gleich 95% der Standardversorgungs­ spannung ist, bzw. kontinuierlich eingeschaltet, wenn die angelegte Spannung größer als 95% der Standardver­ sorgungsspannung ist. Dementsprechend liefert der Ver­ sorgungsspannungsdetektor 201 an seinem Ausgang ein Ver­ sorgungsspannungs-Detektorsignal a mit H-Pegel (hoher Pegel), wenn die Versorgungsspannung gleich oder kleiner 95% der Standardversorgungsspannung ist, während er ein Versorgungsspannungs-Detektorsignal a mit L-Pegel (niedriger Pegel) an seinem Ausgang abgibt, wenn die an­ gelegte Spannung größer als 95% der Standardversorgungs­ spannung ist.

Ist der Betriebszustand des variablen Widerstandes 25, wie oben beschrieben, eingestellt, so kann die Rückwärts­ bewegungs-Motorsteuerung 31 die Rotationsgeschwindigkeit des Rückwärtsbewegungsmotors 33 entsprechend der 95%- Grenzspannung steuern. Die Rückwärtsbewegungs-Motor­ steuerung 31 vermindert die Rotationsgeschwindigkeit des Rückwärtsbewegungsmotors 33 so weit, daß eine Kopier­ geschwindigkeit von nur noch fünfundzwanzig Kopien pro Minute erreicht wird, wenn das Versorgungsspannungs- Detektorsignal a, das der Rückwärtsbewegungs-Motor­ steuerung 31 zugeführt wird, auf H-Pegel liegt.

Dagegen erhöht die Rückwärtsbewegungs-Motorsteuerung 31 die Rotationsgeschwindigkeit des Rückwärtsbewegungs­ motors 33, um eine Kopiergeschwindigkeit von etwa dreißig Kopien pro Minute einzustellen, wenn das Versorgungs­ spannungs-Detektorsignal a den L-Pegel annimmt. Wie bereits beschrieben, detektiert der Versorgungsspannungs­ detektor 201 Änderungen bzw. Schwankungen in der Ver­ sorgungsspannung, die an der Heizeinrichtung 15 der Wärmefixiervorrichtung 200 anliegt. Das bedeutet, daß der Versorgungsspannungsdetektor 201 gleichzeitig Änderungen bzw. Schwankungen der Temperatur auf der Ober­ fläche der Wärmefixierrolle 13 erfaßt.

In denjenigen Fällen, in denen die Versorgungsspannung der Heizeinrichtung 15 größer als 95% der Standardver­ sorgungsspannung ist, kann das Kopiergerät im Hochge­ schwindigkeits-Kopierbetrieb mit einer Kopiergeschwindig­ keit von etwa dreißig Kopien pro Minute arbeiten. Da dann die mehr verbrauchte Leistung durch die Heizeinrichtung 15 nicht so groß ist, kann sich der Leistungsverbrauch der Wärmefixiervorrichtung nicht sehr stark erhöhen. Insbe­ sondere wird ein Überschreiten zulässiger bzw. standardi­ sierter Stromgrenzwerte vermieden.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 3 die Rückwärtsbewegungs-Motorsteuerung 31 näher erläutert.

Diese Motorsteuerung besitzt einen Referenzsignal­ generator 310 zur Erzeugung konstanter Referenzimpulse, die über den Ausgang des Referenzsignalgenerators 310 zu Dividierern 311 und 312 geleitet werden. Der Dividierer 312 besitzt ein Teilungsverhältnis, das kleiner als dasjenige des Dividierers 311 ist.

Ein UND-Glied 313 dient zur logischen Verknüpfung des Versorgungsspannungs-Detektorsignals a und des Ausgangs­ signals des Dividierers 311. Das Versorgungsspannungs- Ausgangssignal a wird darüber hinaus durch einen Inverter 315 invertiert. Ein UND-Glied 314 dient zur logischen Verknüpfung dieses invertierten Versorgungsspannungs- Detektorsignals a und des Ausgangssignals des Dividierers 312.

Mit Hilfe eines ODER-Gliedes 316 werden die Ausgangs­ signale der UND-Glieder 313 und 314 logisch miteinander verknüpft. Ein UND-Glied 317 ist vorgesehen, um eine logische UND-Verknüpfung zwischen der vom ODER-Tor 316 ausgegebenen logischen Summe und dem Rückwärtsbewegungs- Freigabesignal b von der Steuerschaltung 32 durchzu­ führen. Das Ausgangssignal des UND-Tores 317 wird der Rückwärtsbewegungs-Motoransteuerung 318 zugeführt. Diese gibt ihr Ausgangssignal an den Rückwärtsbewegungs­ motor 33 weiter.

Wie bereits erwähnt, wird das Ausgangssignal des Dividierers 312 der Motoransteuerung 318 zugeführt, wenn das Versorgungsspannungs-Detektorsignal a den L-Pegel einnimmt. Besitzt das Versorgungsspannungs- Detektorsignal a dagegen den H-Pegel, so wird das Aus­ gangssignal des Dividierers 311 der Motoransteuerung 318 zugeführt. Da das Teilungsverhältnis des Dividierers 311 größer als das des Dividierers 312 ist, wird die Frquenz der Ausgangsimpulse, die der Motoransteuerung 318 für den Fall zugeführt werden, daß das Versorgungs­ spannungs-Detektorsignal a auf H-Pegel liegt, kleiner sein als die Frequenz der Ausgangsimpulse für den Fall, daß das Versorgungsspannungs-Detektorsignal a den L-Pegel einnimmt.

Die Rotationsgeschwindigkeit des Rückwärtsbewegungs­ motors 33 ist dann, wenn das Versorgungsspannungs- Detektorsignal a auf L-Pegel liegt, größer als diejenige, wenn das Versorgungsspannungs-Detektorsignal a den H- Pegel einnimmt.

Als Ergebnis hieraus folgt, daß die Rückwärtsbewegungs- Geschwindigkeit des Dokumententisches 1 erhöht wird, wenn die Versorgungsspannung größer als 95% der Standard­ versorgungsspannung ist. Im Gegensatz dazu wird die Rückwärts-Geschwindigkeit des Dokumenten­ tisches 1 relativ vermindert, wenn die Versorgungs­ spannung kleiner oder gleich 95% der Standardver­ sorgungsspannung ist.

Sind die Teilungsverhältnisse der Dividierer 311 und 312 jeweils geeignet gewählt, so kann der Dokumenten­ tisch 1 in der Rückwärtsrichtung entweder zur Durch­ führung einer Kopieroperation bei einer Kopierge­ schwindigkeit von etwa dreißig Kopien pro Minute, wenn die Versorgungsspannung größer als 95% der Standardver­ sorgungsspannung ist, oder in der Rückwärtsrichtung zur Durchführung einer Kopieroperation mit einer Kopier­ geschwindigkeit von etwa fünfundzwanzig Kopien pro Minute zurückbewegt werden, wenn die Versorgungsspannung kleiner oder gleich 95% der Standardversorgungsspannung ist.

Wie beschrieben, wird die Rotationsgeschwindigkeit des Rückwärtsbewegungsmotors 33 zur Zurückbewegung des Dokumententisches 1 in Abhängigkeit des 95%-Grenzwertes der Versorgungsspannung gesteuert. Selbstverständlich kann die Rotationsgeschwindigkeit des Rückwärtsbewegungs­ motors 33 aber auch in Abhängigkeit von zwei Grenzwerten gesteuert werden, die bei 94% und 97% der Standard­ versorgungsspannung liegen, so daß der Dokumententisch 1 mit Hilfe dreier verschiedener Geschwindigkeiten zurückbewegt werden kann. Ein derartiges Kopiergerät wird nachstehend unter Zuhilfenahme der Fig. 4 und 5 näher beschrieben.

In der Fig. 4 ist ein Schaltdiagramm eines Versorgungs­ spannungsdetektors 202 einer Wärmefixiervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Fig. 5 zeigt ein Schaltdiagramm einer Rückwärtsbewegungs-Motorsteuerung 203 der Wärme­ fixiervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.

In den Fig. 4 und 5 sind gleiche Elemente wie in den Fig. 2 und 3 mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Ein Merkmal des zweiten bzw. weiteren Ausführungs­ beispiels der vorliegenden Erfindung ist, daß ein Paar von Spannungsdetektoren parallelgeschaltet ist.

Der erste Spannungsdetektor besitzt einen variablen Widerstand 25, einen Widerstand 26, Transistoren 27 und 29 sowie eine Zenerdiode 28. Der zweite Spannungs­ detektor enthält dagegen einen variablen Widerstand 25′, einen Widerstand 26′, Transistoren 27′ und 29′ sowie eine Zenerdiode 28′.

Der Widerstandswert des variablen Widerstandes 25 ist so eingestellt, daß der Spannungsdetektor in der Lage ist zu detektieren, ob eine Spannung von 94% der Standard­ versorgungsspannung geliefert wird, bzw. mehr oder weniger. Dagegen ist der Widerstandswert des variablen Widerstandes 25′ derart eingestellt, daß mit Hilfe des zweiten Spannungsdetektors festgestellt werden kann, ob die gelieferte Spannung 97% der Standardversorgungs­ spannung, bzw. größer oder kleiner ist. Die Ausgangs­ signale der Transistoren 29 und 29′ werden jeweils UND-Toren 40, 51 und einem UND-Tor 52 mit Eingangsinvertern zugeführt, wobei das UND-Tor 51 das Ausgangssignal des Transistors 29 über einen Inverter 53 erhält.

Insgesamt werden von UND-Toren 50, 51 und dem UND- Tor 52 drei Versorgungsspannungs-Detektorsignale c, d und e ausgegeben, und zwar entsprechend der Änderung der Versorgungsspannung, die an der Wärmefixiervorrichtung 200 anliegt.

Die Versorgungsspannungs-Detektorsignale c, d und e werden jeweils UND-Toren 324, 325 und 326 zugeführt. Gleich­ zeitig werden die Ausgangssignale der Dividierer 321, 322 und 323 an die jeweils anderen Eingänge der UND-Tore 324, 325 und 326 angelegt. Dabei wird einer der Dividierer 321, 322 bzw. 323 entsprechend dem Versorgungsspannungs- Detektorsignal c, d bzw. e ausgewählt, so daß die vom entsprechenden Dividierer ausgegebenen unterteilten Impulse zu der Rückwärtsbewegungs-Motoransteuerung 318 geliefert werden können.

Das Teilungsverhältnis des Dividierers 321 ist dabei größer als das der Dividierer 322 bzw. 323, wobei das Teilungsverhältnis des Dividierers 322 wiederum größer ist als dasjenige des Dividierers 323.

Der Transistor 29 liefert ein Versorgungsspannungs- Detektorsignal a′ mit H-Pegel, wenn die Versorgungs­ spannung kleiner oder gleich 94% der Standardversorgungs­ spannung ist. Dagegen liefert er ein Versorgungsspannungs- Detektorsignal a′ mit L-Pegel, wenn die Versorgungs­ spannung größer als 94% der Standardversorgungsspannung ist. Der Transistor 29′ liefert dagegen ein Versorgungs­ spannungs-Detektorsignal a′ mit H-Pegel, wenn die Versorgungsspannung kleiner als 97% der Standardver­ sorgungsspannung ist, und gibt ein Versorgungsspannungs- Detektorsignal a′′ mit L-Pegel ab, wenn die Versorgungs­ spannung größer oder gleich 97% der Standardversorgungs­ spannung ist.

Liegt der Ausgang der Transistoren 29 und 29′ auf H- Pegel, so nimmt das Versorgungsspannungs-Detektor­ signal c ebenfalls den H-Pegel ein. Liegt dagegen der Ausgang des Transistors 29 auf L-Pegel und der Ausgang des Transistors 29′ auf H-Pegel, so nimmt das Ver­ sorgungsspannungs-Detektorsignal d den H-Pegel ein. Das Versorgungsspannungs-Detektorsignal e liegt auf H-Pegel, wenn die Ausgänge der Transistoren 29, 29′ Signale mit L-Pegel abgeben. Dementsprechend wird der Dividierer 321 von den drei Dividierern ausgewählt, wenn die Ver­ sorgungsspannung kleiner oder gleich 94% der Standardver­ sorgungsspannung ist. Der Dividierer 322 wird ausge­ wählt, wenn die Versorgungsspannung innerhalb des Bereichs zwischen 94% und 97% der Standardversorgungsspannung liegt. Ist die Versorgungsspannung dagegen gleich oder größer als 97% der Standardversorgungsspannung, so wird der Dividierer 323 von den drei genannten Dividierern ausgewählt.

Die Ausgänge der UND-Tore 324, 325 und 326 liegen am Eingang des Tores 327 (bzw. 3216 in Fig. 3) an (ODER- Tor). Der Ausgang des ODER-Tores 327 und das Rückwärtsbe­ wegungs-Freigabesignal b von der Steuerschaltung 32 werden dem UND-Tor 317 zugeführt. Dessen Ausgangssignal wird zur Motoransteuerung 318 weitergeleitet.

Dementsprechend läuft der Rückwärtsbewegungsmotor 33 mit einer ersten Geschwindigkeit um, wenn die Ver­ sorgungsspannung gleich oder kleiner 94% der Standard­ versorgungsspannung ist. Liegt die Versorgungsspannung innerhalb des Bereiches zwischen 94% und 97% der Standard­ versorgungsspannung, so läuft der Rückwärtsbewegungsmotor 33 mit einer zweiten Geschwindigkeit um, die größer als die erste Geschwindigkeit ist. Wenn dagegen die Ver­ sorgungsspannung größer als 97% der Standardversorgungs­ spannung ist, besitzt der Rückwärtsbewegungsmotor 33 eine Rotationsgeschwindigkeit (dritte Geschwindigkeit), die größer als die zweite Geschwindigkeit ist. Der Dokumententisch 1 kann auf diese Weise mit Hilfe dreier verschiedener Geschwindigkeiten zurück in seine Ruhe­ position bzw. Ausgangsposition geführt werden, wobei die drei verschiedenen Geschwindigkeiten den unterschied­ lichen Rotationsgeschwindigkeiten des Rückwärtsbewegungs­ motors 33 entsprechen.

Da die Änderungen der Oberflächentemperatur der Wärme­ fixierrolle 13 hauptsächlich auf eine Änderung bzw. Abnahme der Versorgungsspannung der Wärmefixiervor­ richtung 200 zurückzuführen ist, kann die Rückwärts­ bewegungs-Geschwindigkeit des Dokumententisches 1 auf der Grundlage der Abnahme der Versorgungsspannung, wie beschrieben, gesteuert werden.

Weiterhin können Änderungen der Oberflächentemperatur der Wärmefixierrolle 13 nicht nur aufgrund von Spannungs­ änderungen sondern auch aufgrund von Änderungen der Umgebungstemperatur und der die Wärmefixierrolle 13 um­ gebenden Feuchtigkeit bzw. Luftfeuchtigkeit auftreten.

Ist beispielsweise die Umgebungstemperatur in der Nähe der Wärmefixierrolle 13 gering, so ist die Temperatur des Kopierpapiers 7 ebenfalls gering, so daß durch das Kopierpapier 7, welches zwischen den Fixier­ rollen 12 und 13 hindurchläuft, relativ viel Wärme von der Wärmefixierrolle 13 während der Fixieroperation abgeführt wird. Um die Oberflächentemperatur der Wärme­ fixierrolle 13 zu halten, ist in dem Fall eine höhere Versorgungsspannung erforderlich als im Falle einer hohen Umgebungstemperatur.

Ist die Umgebungsfeuchtigkeit in der Nähe der Wärme­ fixierrolle 13 hoch, so ist auch die Feuchtigkeit des Kopierpapiers 7 hoch, so daß eine größere Versorgungs­ spannung zur Aufrechterhaltung der Temperatur erforderlich ist, als bei geringerer Feuchtigkeit aufgrund der Tatsache, daß ein nasses Kopierpapier mehr Wärme absorbieren kann, als ein trockenes.

Die Fig. 6 zeigt ein Schaltdiagramm eines Temperatur­ detektors einer Wärmefixiervorrichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel wird die Rück­ wärtsbewegungs-Geschwindigkeit des Rückwärtsbewegungs­ motors 33 in Abhängigkeit der Änderung der Umgebungs­ temperatur in der Nähe der Wärmefixierrolle 13 selbst gesteuert. Wesentlich bei diesem dritten Ausführungs­ beispiel ist, daß ein Thermistor 100 anstelle des Wider­ standes 26 in Fig. 2 angeordnet ist.

Der Widerstand des Thermistors 100 ändert sich umgekehrt proportional zur Umgebungstemperatur, das heißt, er wird geringer, wenn die Umgebungstemperatur steigt.

Der Widerstandswert des variablen Widerstandes 25 ist so gewählt, daß der Transistor 29 bei einer vorbestimmten Temperatur eingeschaltet wird. Ein Temperaturdetektor­ signal a′′′ nimmt den L-Pegel ein (niedriger Pegel), wenn die Umgebungstemperatur größer als die vorbestimmte Temperatur ist, während es den H-Pegel einnimmt (hoher Pegel), wenn die Umgebungstemperatur kleiner oder gleich der vorbestimmten Temperatur ist.

Wird das Temperaturdetektorsignal a′′′ von dem Transistor 29 der Rückwärtsbewegungs-Motorsteuerung 31 zugeführt, so kann die Rotationsgeschwindigkeit des Motors 33 dadurch geändert werden, daß festgestellt wird, ob die Umgebungs­ temperatur größer als die vorbestimmte Temperatur ist oder nicht. Die Kopiergeschwindigkeit des Kopiergerätes kann somit auf der Grundlage der Änderung der Umgebungs­ temperatur in der Nähe der Wärmefixierrolle 13 verändert werden.

Wie in Fig. 4 dargestellt, können zwei oder mehrere Temperaturdetektoren parallel zueinander in Mehrfach­ anordnung vorgesehen sein, so daß die Kopiergeschwindigkeit des Kopiergerätes durch schrittweise Veränderung des Geschwindigkeitsbereiches gesteuert bzw. eingestellt werden kann.

Ist an der Stelle des Thermistors 100 in Fig. 6 ein Feuchtigkeitsdetektor angeordnet, so läßt sich die Kopiergeschwindigkeit des Kopiergerätes entsprechend den Änderungen der Umgebungsfeuchtigkeit in der Nähe der Wärmefixierrolle 13 steuern.

Wie in Fig. 7 dargestellt, können sowohl die Änderungen der Versorgungsspannung als auch der Umgebungstemperatur in der Nähe der Wärmefixierrolle 13 zur selben Zeit detektiert werden, so daß die Kopiergeschwindigkeit des Kopiergerätes in Abhängigkeit beider genannten Änderungen eingestellt werden kann. Hierzu braucht lediglich die Schaltung nach Fig. 6 mit der Versorgungsschaltung nach Fig. 2 verbunden zu werden.

Die Fig. 8 zeigt eine Tabelle mit Beispielen von Kopiergeschwindigkeiten, wenn anstelle des Versorgungs­ spannungsdetektors 201 in Fig. 2 die Schaltung nach Fig. 7 eingesetzt wird. Die Kopiergeschwindigkeit ist in angefertigten Kopien pro Minute angegeben, während die Versorgungsspannung sich wie folgt ergibt: ((angelegte Versorgungsspannung)/(Standardversorgungsspannung)) × 100(%). Beträgt zum Beispiel die Temperatur 15°C und die so de­ finierte "Versorgungsspannung" 95%, so liegt die Kopier­ geschwindigkeit bei dreißig Kopien pro Minute.

Bei den oben genannten Ausführungsbeispielen wird die An­ zahl der Kopierpapierblätter, die zwischen den Fixier­ rollen 12 und 13 innerhalb eines konstanten Intervalls hindurchlaufen, bzw. die Kopiergeschwindigkeit des Kopiergerätes durch Änderung der Rückwärtsbewegungs- Geschwindigkeit des Dokumententisches 1 gesteuert. Bei einem elektrophotographischen Kopiergerät mit einem optisch bewegten System wird die Rückwärtsbewegungs- Geschwindigkeit des optischen Systems, welches zur Ab­ tastung eines auf dem Dokumententisch 1 liegenden zu kopierenden Dokuments bewegt wird, gesteuert bzw. einge­ stellt, um auf diese Weise die Anzahl der durch die Fixierrollen hindurchlaufenden Kopierpapierblätter bzw. die Kopiergeschwindigkeit zu verändern.

Anstelle der Rückwärtsbewegungs-Geschwindigkeit des Dokumententisches 1 oder des optischen Systems können selbstverständlich auch die Vorwärtsbewegungs-Geschwindig­ keit oder sowohl die Vorwärts- und die Rückwärtsbe­ wegungs-Geschwindigkeit verändert werden. Ferner kann auch ein Umkehrintervall, in dem die Vorwärtsbewegung in eine Rückwärtsbewegung des Dokumententisches oder des optischen Systems, bzw. umgekehrt die Rückwärtsbewegung in eine Vorwärtsbewegung umgewandelt wird, zur Änderung der Kopiergeschwindigkeit gesteuert bzw. herangezogen werden.

Ein anderes Verfahren zur Steuerung der Anzahl der zwischen den Fixierrollen hindurchlaufenden Kopierpapier­ blätter innerhalb eines Einheitsintervalls besteht darin, die tatsächliche Übertragungsgeschwindigkeit bzw. Transportgeschwindigkeit des Kopierpapiers einzustellen bzw. zu verändern. Fällt die Oberflächentemperatur der Wärmefixierrolle 3 in Übereinstimmung mit der Abnahme der Versorgungsspannung, so muß die Übertragungs­ geschwindigkeit des Kopierpapiers ebenfalls geringer werden, so daß sich die Anzahl der zwischen den Fixier­ rollen hindurchlaufenden Kopierpapierblätter im Einheits­ intervall ebenfalls vermindert. In diesem Fall wird die Wärmefixiervorrichtung in der Lage sein, die Toner­ teilchen auf dem Kopierpapier hinreichend und mit gleich­ bleibendem Fixiervermögen zu fixieren.

Die Anzahl der durch die Fixierrollen hindurchlaufenden Kopierpapierblätter innerhalb des genannten Einheits­ intervalls kann auch dadurch verändert werden, daß die Rotationsgeschwindigkeit der Wärmefixierrolle ver­ größert oder verkleinert wird.

Selbstverständlich kann neben dem Einsatz eines Ver­ sorgungsspannungs-Detektors, eines Temperaturdetektors, eines Feuchtigkeitsdetektors, und so weiter zur Erfassung der Umgebungsbedingungen, die zu einer Veränderung der Oberflächentemperatur der Wärmefixierrolle führen, auch die Oberflächentemperatur der Wärmefixierrolle direkt gemessen werden, um auf diese Weise die Kopiergeschwindig­ keit zu steuern. Beispielsweise kann nach einer direkten Messung der Oberflächentemperatur der Wärmefixierrolle die Kopiergeschwindigkeit so geändert werden, daß die Oberflächentemperatur auf einer vorgegebenen bzw. vorbe­ stimmten konstanten Temperatur gehalten bzw. auf eine solche Temperatur zurückgeführt wird. Auch auf diese Weise läßt sich erreichen, daß die Wärmefixiervorrichtung die Tonerteilchen auf dem Kopierpapier hinreichend gut fixiert, selbst wenn die Versorgungsspannung schwankt. Das Fixiervermögen wird dadurch konstant gehalten, unabhängig von Schwankungen der angelegten Versorgungs­ spannung bzw. der Oberflächentemperatur.

Nach einer anderen Methode der Erfindung von Ober­ flächentemperaturschwankungen der Wärmefixierrolle kann eine kontinuierliche Versorgungsspannungszeit bezüglich der Heizeinrichtung in der Wärmefixierrolle detektiert werden. In diesem Fall liegt die Versorgungsspannung kontinuierlich an der Wärmefixiervorrichtung an, wenn die Oberflächentemperatur der Wärmefixierrolle abnimmt. Liegt die kontinuierliche Versorgungsspannungszeit innerhalb eines vorbestimmten Intervalls, so bedeutet das, daß die Temperatur der Wärmefixierrolle aufrecht­ erhalten bleibt und die Kopiergeschwindigkeit erhöht werden kann. Liegt im Gegensatz dazu die kontinuierliche Versorgungsspannungszeit nicht im bzw. über dem vorbestimmten Zeit­ intervall, so ist die Temperatur der Wärmefixierrolle nicht konstant und die Kopiergeschwindigkeit sollte ver­ mindert werden.

Andererseits können zur Einstellung der Kopierge­ schwindigkeit auch die Anzahl der Hin- und Herbewegungen des Dokumententisches 1 oder des optischen Systems innerhalb des Einheitsintervalls gesteuert werden, wobei zum Beispiel ein Intervall, in dem das Kopiergerät eine einzige Hin- und Herbewegung durchführt, eingestellt bzw. verändert werden kann.

Wenn die an der Wärmefixier­ vorrichtung angelegte Versorgungsspannung nicht der von der Wärmefixierrolle abgegebenen Wärme entspricht, so wird in Übereinstimmung mit einer Ver­ minderung der Versorgungsspannung bzw. in Abhängigkeit der Temperatur oder der Feuchtigkeit die Anzahl der die Wärmefixiervorrichtung durchlaufenden Kopierpapier­ blätter vermindert, um eine geeignete Balance zwischen der Versorgungsspannung und der emittierten Wärme aufrechtzuerhalten.

Bei dem Kopiergerät nach der Erfindung weist die Wärme­ fixiervorrichtung auch im Hochgeschwindigkeits-Kopier­ betrieb ein konstantes Tonerfixiervermögen auf. Auf die Wärmefixiervorrichtung möglicherweise von außen einwirkende Störungen, die das Tonerfixiervermögen beeinträchtigen können, werden vorher detektiert, so daß das Tonerfixiervermögen durch Änderung der Anzahl der die Wärmefixiervorrichtung durchlaufenden Kopierpapierblätter optimiert werden kann.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Steuerung des Transportes des Bild­ empfangsmaterials in einer Wärmefixiervorrichtung für Tonerbilder, mit Detektormitteln zur Erzeugung von Signalen, die in die Wärmebilanz der Fixiereinrichtung eingehen, und mit Steuermitteln zur Anpassung des Durch­ satzes des Bildempfangsmaterials an die Wärmezufuhr, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektor­ mittel wenigstens einen Detektor (201, 202) zur Abtastung von Änderungen einer der Wärmefixiervorrichtung zugeführ­ ten Versorgungsspannung und wenigstens einen Detektor (100) zur Abtastung der Temperatur und/oder der Feuchtigkeit in der Umgebung der Fixiereinrichtung (13, 15) umfassen.

2. Vorrichtung zur Steuerung des Transportes des Bild­ empfangsmaterials in einer Wärmefixiervorrichtung für Tonerbilder, bei der die Wärmezufuhr in Intervallen variabler Längen erfolgt, mit Detektormitteln zur Erzeu­ gung von Signalen, die in die Wärmebilanz der Fixier­ einrichtung eingehen, und mit Steuermitteln zur Anpassung des Durchsatzes des Bildempfangsmaterials an die Wärme­ zufuhr, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektormittel die Länge des Zeitintervalls abtasten, während dessen die Wärmezufuhr erfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Detektormittel einen Gleichrichter (23, 24) zur Erzeugung einer zu der Versorgungsspannung pro­ portionalen Gleichspannung und einen dem Gleichrichter nachgeschalteten Spannungsteiler (25, 100) aufweisen, bei dem einer der Spannungsteilungswiderstände durch einen Ther­ mistor (100) oder Feuchtigkeitssensor gebildet wird.