DE69220463T2 - Bildheizgerät welches die Solltemperatur in Abhängigkeit der Heizgerättemperatur verändert - Google Patents

Description

ERFINDUNGSGEBIET UND VERWANDTER STAND DER TECHNIK
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bildheizvorrichtung gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1, 4, 7 und 19. Die Bildheizvorrichtung wird zum Fixieren eines unfixierten Bilds oder zum Verbessern der Oberflächeneigenschaften eines Bilds verwendet.
• In einer weit verbreiteten, bekannten Bildfixiervorrichtung wird eine Heizwalze oder dergleichen verwendet, die auf einer vorbestimmten Temperatur gehalten wird, wobei die von einem Heizelement erzeugte Wärme zum Fixieren eines Bilds auf dem Aufzeichnungsmaterial verwendet wird.
• In jüngster Zeit wurde ein Filmfixiertyp vorgeschlagen, bei dem ein dünner Film und ein thermischer Kopf, dessen Temperatur beim Zuführen elektrischer Energie verzögerungsfrei ansteigt, verwendet werden.
• Bezugnehmend zunächst auf Fig. 14, wird ein Beispiel einer solchen Heiz- und Fixiervorrichtung gezeigt. Das Bezugszeichen 21 kennzeichnet ein Heizelement; 27 eine Haltevorrichtung zum isolierten Stützen der Heizelement; 28 eine Stütze zum Unterstützen der Haltevorrichtung 27; und 22 einen Fixierfilm.
• Eine auch als Andruck- oder Stützwalze 23 dienende Antriebswalze umfaßt eine Gummi-Elastizitätsschicht aus Silikongummi oder dergleichen mit einer guten Trenneigenschaft und dient zum Andrücken des Fixierfilms 22 an das Heizelement 21 mittels einer zum Fixieren in einer Richtung eines Pfeils D durch eine nicht gezeigte Andruckeinrichtung benötigten Kraft. Die Bezugszeichen 24 und 25 kennzeichnen Begrenzungsführungen zum Begrenzen der seitlichen Enden des Fixierfilms 22; 26 eine Führungswelle in der Form einer Mittelwelle der Begrenzungsführungen 24 und 25. Die Begrenzungsführungen 24 und 25 sind an den gegenüber liegenden Ende drehbar angebracht mit einem dazwischen befindlichen Zwischenraum, der geringfügig länger als die Breite des Fixierfilms 22 ist. Der Fixierfilm ist um das Heizelement 21 und die Führungswelle 26 aufgezogen.
• Die Bezugszeichen 29, 30 und 31 kennzeichnen eine Einlaßführung, eine Trennführung bzw. eine Austragswalze.
• Dreht sich die auch als Andruckwalze dienende Antriebswalze 23 in Richtung E, so wird der Fixierfilm 22 mit Hilfe des Drucks auf das Heizelement 21 in Richtung eines Pfeils F befördert. Dabei wird das Bild auf dem durch die Klemmstelle zwischen dem Fixierfilm 22 und der Andruckwalze 23 zugeführten Aufzeichnungsmaterial geheizt und fixiert. Fig. 15 zeigt die zeitabhängige Änderung der Heizelementtemperatur, der Filmtemperatur und der Stützwalzen-Oberflächentemperatur während des Fixiervorgangs. Beim Beginn des Fixiervorgangs wird das Heizelement auf einer konstanten Temperatur von 200ºC gehalten. Andererseits steigt die Oberflächentemperatur der Stützwalze allmählich an, da diese eine hohe Wärmekapazität aufweist. Dabei steigt die Filmtemperatur allmählich zwischen der Heizelementtemperatur und der Stützwalzen-Oberflächentemperatur an, wobei der Änderungsgrad ungefähr 40ºC beträgt.
• Ist die Filmtemperatur geringer als βºC so ist die Bildfixierung nichtausreichend, während ein hoher Temperaturoffset entsteht, wenn sie höher als αºC ist.
• Wird die Heizelementtemperatur zur Verhinderung einer nichtausreichenden Bildfixierung so eingestellt, daß die Filmtemperatur beim ersten Blatt höher als βºC wird, so tritt bei dem siebten und nachfolgenden Blättern ein hoher Temperaturoffset auf, da sich die Vorrichtung erwärmt. Wird die Heizelementtemperatur dagegen zur Verhinderung des hohen Temperaturoffsets nach dem siebten Blatt verringert, so erfolgt bei kalter Vorrichtung eine nichtausreichende Bildfixierung für das erste Blatt.
• Es wäre vorstellbar, die Heizelementtemperatur im Falle der Ausführung einer vorbestimmten Anzahl von Druckvorgängen in einer Dauerdruckbetriebsart zu verringern. Allerdings sind die Heizelementtemperatur für das erste Blatt zum Bereitstellen der richtigen Filmtemperatur und die richtige Anzahl von Blättern bis zur Verringerung der Heizelementtemperatur in Abhängigkeit des Erwärmungsgrads der Vorrichtung unterschiedlich, und daher treten der hohe Temperaturoffset und/oder die nichtausreichende Bildfixierung weiterhin auf.
• Die Druckschriften EP-A-0 043 913 und US-A-4 878 092 offenbaren Bildheizvorrichtungen gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1, 4, 7 und 19. Dort werden zwei Einstelltemperaturen in Abhängigkeit einer nach einer vorbestimmten Zeitdauer erfaßten Temperatur bestimmt.
• Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bildheizvorrichtung bereitzustellen, mittels der eine nichtausreichende Bildfixierung und ein hoher Temperaturoffset vermieden werden.
• Diese Aufgabe wird in alternativer Weise gelöst durch eine Bildheizvorrichtung gemäß den Ansprüchen 1, 4, 7 bzw. 19.
• Da die Einstelltemperatur auf Grundlage einer Veränderung der erfaßten Temperatur innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer bestimmt wird, wird der Erwärmungszustand der Vorrichtung genau berücksichtigt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer Bildheizvorrichtung nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
• Fig. 2 zeigt Temperaturveränderungen eines Heizelements, eines Films und einer Stützwalze.
• Fig. 3 zeigt unter (a) einen Algorithmus zum Bestimmen der Einstelltemperatur in einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel und unter (b) eine Steuertabelle.
• Fig. 4 zeigt unter (a) einen Algorithmus zum Bestimmen einer weiteren Einstelltemperatur nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel und unter (b) eine Steuertabelle.
• Fig. 5 zeigt Temperaturänderungen eines Heizelements und eines Films in einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel und einem Vergleichsbeispiel.
• Fig. 6 zeigt unter (a) einen Algorithmus zum Bestimmen einer Einstelltemperatur nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel und unter (b) eine Steuertabelle.
• Fig. 7 zeigt unter (a) einen Algorithmus zum Bestimmen einer Einstelltemperatur nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel und unter (b) eine Steuertabelle dafür.
• Fig. 8 zeigt unter (a) einen Algorithmus zum Bestimmen einer Einstelltemperatur nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel und unter (b) eine Steuertabelle dafür.
• Fig. 9 zeigt Temperaturänderungen eines Heizelements, eines Films und einer Stützwalze nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
• Fig. 10 zeigt eine Heizelementtemperatur in einer Vorrichtung nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
• Fig. 11 zeigt einen Algorithmus zum Bestimmen einer Einstelltemperatur in einer Vorrichtung nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
• Fig. 12 zeigt eine zur Bestimmung einer Einstelltemperatur verwendete Steuertabelle nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
• Fig. 13 zeigt eine Beziehung zwischen einer Heizelementtemperatur und einer elektrischen Energiezufuhr.
• Fig. 14 zeigt eine Schnittansicht einer die vorliegende Erfindung nicht verwendenden Fixiervorrichtung.
• Fig. 15 zeigt Temperaturveränderungen des Heizelements, des Films und der Stützwalze in der Vorrichtung gemäß Fig. 14.
• Fig. 16 zeigt eine Bilderzeugungsvorrichtung in Form eines Laserstrahldruckers, in dem eine Bildheizvorrichtung nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel verwendet wird.
• Fig. 17 zeigt eine Heizfixiervorrichtung nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
• Fig. 18 zeigt ein Blockschaltbild eines Steuersystems.
• Fig. 19 zeigt ein Blockschaltbild eines Steuersystems für eine Druckvorrichtung.
• Fig. 20 zeigt ein Flußdiagramm mit aufeinanderfolgenden Operationen einer Steuereinrichtung.
• Fig. 21 zeigt ein Flußdiagramm mit aufeinanderfolgenden Operationen einer Druckvorrichtung.
• Fig. 22 zeigt ein Flußdiagramm (Nr. 1) zur Fixiergerät-Anlaufsteuerung.
• Fig. 23 zeigt ein Flußdiagramm (Nr. 2) einer Fixiergerät-Anlaufsteuerung.
• Fig. 24 zeigt ein Flußdiagramm (Nr. 3) einer Bildfixiergerät- Anlaufsteuerung.
• Fig. 25 zeigt ein Flußdiagramm mit aufeinanderfolgenden Operationen bei einer normalen Fixiergerät-Steueroperation.
• Fig. 26 zeigt ein Flußdiagramm mit aufeinanderfolgenden Operationen bei einer Niedertemperatur-Fixiergerät-Steueroperation.
• Fig. 27 zeigt ein Zeitdiagramm bei der Fixieroperationssteuerung.
• Fig. 28 zeigt ein zusätzliches Flußdiagramm zu dem Flußdiagramm gemäß Fig. 21.
• Fig. 29 zeigt einen Teilaufriß der Draufsicht eines Heizelements einer Heizvorrichtung (Bildheizfixiervorrichtung) und ein Blockschaltbild eines Leistungssteuersystems dafür.
• Fig. 30 zeigt ein Diagramm des elektrischen Energiezuführsystems für das Heizelement.
• Fig. 31 zeigt einen Kurvenverlauf der Temperaturänderungen des Blattpassierabschnitts und des Blatt-Nicht-Passierabschnitts während des Blattpassiervorgangs zur Darstellung des der Erfindung zugrundeliegenden Problems.
• Fig. 32 zeigt einen Kurvenverlauf der Temperaturänderungen des Blattpassierabschnitts und des Blatt-Nicht-Passierabschnitts des Heizelements während des Blattpassiervorgangs, wenn das erfindungsgemäße Steuersystem verwendet wird.
• Fig. 33 zeigt einen Heizsteueralgorithmus der Heizelement nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
• Fig. 34 zeigt einen Kurvenverlauf der Heizelementtemperatur beim Auftreten einer fehlerhaften Erfassung, was durch einen Aspekt der vorliegenden Erfindung gelöst wird.
• Fig. 35 zeigt einen Kurvenverlauf der Heizelement-temperaturänderung, wenn das Steuersystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ausgestaltet ist.
• Fig. 36 zeigt einen Kurvenverlauf der Temperaturänderungen eines Heizelements und eines Films für jede passierende Anzahl von Blättern.
• Fig. 37 zeigt einen Heizelement-Steueralgorithmus.
• Fig. 38 zeigt einen Heizelement-Steueralgorithmus.
• Fig. 39 zeigt einen Kurvenverlauf der Heizelement-Temperaturänderung bei fehlerhafter Erfassung, was durch die vorliegende Erfindung gelöst wird.
• Fig. 40 zeigt einen Kurvenverlauf der Heizelement-Temperaturänderung, wenn ein Steuersystem nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
• Fig. 41 zeigt einen Heizelement-Steueralgorithmus.
• Fig. 42 zeigt einen Kurvenverlauf einer Heizelement-Temperaturänderung.
• Fig. 43 zeigt ein Heizelement-Steuerflußdiagramm einer Heizvorrichtung nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
• Fig. 44 zeigt eine Heizelement-Temperaturänderung.
• Fig. 45 zeigt einen Kurvenverlauf der Temperaturänderungen eines Heizelements und eines Films.
• Fig. 46 zeigt einen Kurvenverlauf der Temperaturänderungen eines Heizelements.
• Fig. 47 zeigt einen Kurvenverlauf der Temperaturänderungen eines Heizelements, eines Films und einer Stützwalze einer Heizvorrichtung nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
• Fig. 48 zeigt einen Heizelement-Steueralgorithmus.
• Fig. 49 zeigt eine Welligkeit bei einer Blattabwesenheitsperiode.
• Fig. 50 zeigt eine Welligkeit bei einer Blattabwesenheitsperiode.
• Fig. 51 zeigt einen Kurvenverlauf einer Heizelement-Temperaturänderung einer Heizvorrichtung nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel während einer Wellenanzahlsteuerung.
• Fig. 52 stellt Erfassungszeitpunkte dar.
• Fig. 53 zeigt eine Temperaturanstiegsgeschwindigkeit für jede Grundwellenzahl.
• Fig. 54 zeigt einen Meßfehler bei der Grundwellenzahl.
• Fig. 55 zeigt einen Kurvenverlauf mit nicht erfaßbaren Perioden.
• Fig. 56 zeigt eine zeitabhängige Verringerung des Meßfehlers.
• Fig. 57 zeigt eine Messung der Temperaturanstiegsgeschwindigkeit.
• Fig. 58 zeigt die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
• Es folgt die Beschreibung der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen.
• Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer Bildheizvorrichtung nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
• Ein endloser hitzebeständiger Film 2 erstreckt sich um eine Stütze 1, die zusammen mit dem Heizelement als ein Führungselement dient. Das Verhältnis zwischen einer internen Umfangslänge des endlosen hitzebeständigen Films und der äußeren Umfangslänge des das Heizelement und die Stütze enthaltenden Führungselements wird so gewählt, daß die erstere etwas länger ist, beispielsweise um 3 mm. Daher verläuft der Film 2 in loser Beziehung zu der Stütze 1.
• Um die Schnellstarteigenschaften durch Verringerung der Wärmekapazität des Films 2 zu verbessern, weist der Film vorzugsweise eine Dicke von nicht mehr als 100 Mikrometern auf, noch vorzugsweiser nicht mehr als 50 Mikrometer und nicht mehr als 20 Mikrometer. Es kann sich um eine hitzebeständige Einzeischicht aus PTFE, PFA oder FEP handeln, oder um einen mehrschichtigen Film mit einem Polyimid-, Polyamid-Imid-, PEEK-, PES-, PPS-Harzmaterial oder dergleichen, das mit einem PTFE-, PFA-, FEP-Material oder dergleichen ummantelt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde ein mit einem PTFE-Material ummantelter Polyimidfilm verwendet.
• Das Heizelement 3 umfaßt einen Grundplatte aus Aluminium oder dergleichen und ein durch Siebdruck oder dergleichen hergestelltes elektrisches Widerstandsmaterial aus Ag/Pd (Silberpalladium) oder dergleichen mit einer Dicke von ungefähr 10 Mikrometern und einer Breite von 1 - 3 mm. Es umfaßt weiterhin eine Schutzschicht 7 aus fluoriertem Harzmaterial oder dergleichen. Eine Andruck- oder Stützwalze 4 steht in Wechselbeziehung mit dem Heizelement 3 zur Bildung einer Klemmstelle, zwischen der sich der Film 2 befindet. Sie dient zum Drehen des Films. Sie enthält ein Kemmetall 4-a und einen gut hitzebeständigen Gummi 4-b aus Silikongummi oder dergleichen mit einer guten Trenneigenschaft. Sie wird an einem Ende des Kemmetalls 4-a durch eine nicht gezeigte Einrichtung angetrieben.
• Zur Temperatursteuerung wird ein Ausgangssignal eines auf dem Heizelement 3 befindlichen Thermistors 5 A/D-gewandelt und in eine CPU 10 eingegeben. Auf Grundlage der Information wird eine Phase und/oder eine Anzahl von Wellen einer anzulegenden Wechseispannung durch einen Triac gesteuert, wodurch die elektrische Energiezufuhr zu dem Heizelement gesteuert wird. Im einzelnen wird die zugeführte elektrische Energie derart gesteuert, daß die Heizelementtemperatur erhöht wird, wenn die durch den Thermistor 5 erfaßte Temperatur geringer ist als eine vorbestimmte Einstelltemperatur, und daß die Heizelementtemperatur verringert wird, wenn sie höher als diese ist, wodurch die Heizelementtemperatur während des Fixiervorgangs auf einem konstanten Niveau gehalten wird.
• Das nicht auf dem Aufzeichnungsmaterial fixierte Pulvertonerbild wird durch die Wärme und den Druck in der Klemmstelle fixiert.
• Die Bildheizvorrichtung wird als ein Fixiergerät für eine Bilderzeugungsvorrichtung wie beispielsweise ein Kopiergerät, Drucker oder dergleichen verwendet. Während dem Dauerdruckvorgang als Folge einer Vielzahl von Bilderzeugungsanweisungen wird der Fixiervorgang fortlaufend durchgeführt. Der Heizvorgang zum Fixieren des Bilds während dem Dauerdruckvorgang wird als "Dauerbildheizoperation" bezeichnet.
• Während der Bereitschaftsperiode beim Warten auf die Druckanweisungen wird die elektrische Energiezufuhr zu dem Heizelement abgeschaltet und beim Betätigen des Hauptschalters und nach Erzeugung der Druckanweisungen gestartet.
• Fig. 2 zeigt Temperaturen eines Heizelements, des Films und der Stützwalze während der Dauerdruckoperation.
• Wird die Dauerdruckoperation gestartet, so wird zuerst die Fixiertemperatur entsprechend dem in Fig. 3 gezeigten Algorithmus bei der Heizelement-Anlaufoperation A bestimmt. Wird die Druckanweisung während der Bereitschaftsperiode erzeugt, so wird das Heizelement durch eine niedrige elektrische Energiezufuhr von 700 W aktiviert. Erfaßt der Thermistor 5 eine Temperatur von 165ºC, so wird die Energiezufuhrsteuerung auf 500 W konstante Energiezufuhr umgeschaltet.
• Bei der Konstantenergiesteuerung wird die Phase und Anzahl von Wellen entsprechend der Spannung der Wechselspannungsquelle und dem Widerstand des elektrischen Widerstandsmaterials gesteuert.
• Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein mit 100% Leistung bei einer Frequenz von 50 Hz und einer Wechselspannung von 100 V betriebenes 700 W-Heizelement verwendet. Es wird abwechselnd für 100 ms ein- und für 40 ms ausgeschaltet, um eine konstante elektrische Energiezufuhr von 500 W bereitzustellen.
• Dabei ist die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit des Heizelements bei kalter Gesamtvorrichtung nicht steil. Ist dagegen die Gesamtvorrichtung warm, so ist die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit höher. Daher können die Temperaturen der Stützwalze und der Stütze vorherbestimmt werden, wenn die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit des Heizelements berücksichtigt wird. In Abhängigkeit davon wird die Einstelltemperatur des Heizelements für das erste Blatt verändert, wodurch eine nichtausreichende Bildfixierung oder ein hoher Temperaturoffset trotz des Temperaturzustands der Vorrichtung verhindert werden können.
• Mit zunehmenden Druckvorgängen steigt die Temperatur der Vorrichtung. Daher wird bei diesem Ausführungsbeispiel die Einstelltemperatur des Heizelements bei der Dauerdruckoperation während einer Blattabwesenheitsperiode bestimmt.
• Fig. 4 zeigt einen Algorithmus zum Bestimmen der Einstelltemperatur während der Blattabwesenheitsperiode. Gleichzeitig mit oder nach dem Passieren des Aufzeichnungsmaterials durch die Klemmstelle wird die elektrische Energiezufuhr zu dem Heizelement für 0,5 s zwangsweise abgeschaltet. Dann wird der Temperaturabfall des Heizelements in den 0,5 s, während denen keine Energiezufuhr zu dem Heizelement erfolgt, gemessen. Ist die Gesamtvorrichtung warm, so ist die Temperaturabfallgeschwindigkeit gering. Ist andererseits die Gesamtvorrichtung kalt, so ist die Temperaturabfallgeschwindigkeit des Heizelements hoch.
• Dem entsprechend können die Temperaturen der Stützwalze oder der Stütze vorherbestimmt werden, wenn die Temperaturabfallgeschwindigkeit berücksichtigt wird. Entsprechend der Vorhersage wird die Einstelltemperatur des Heizelements verändert, um eine konstante Filmtemperatur bereitzustellen, um dadurch eine nichtausreichende oder mangelhafte Bildfixierung oder den hohen Temperaturoffset zu verhindern.
• Somit kann die Einstelltemperatur des Heizelements zu geeigneten Zeitpunkten, selbst bei einem Kaltstart oder einem Warmstart, verändert werden, so daß eine konstante Filmtemperatur erzielt wird.
• Die Bestimmung der Einstelltemperatur kann für eine vorbestimmte Anzahl von Blättern durchgeführt werden, beispielsweise für jedes zweite Blatt, für jedes dritte Blatt oder dergleichen. Es ist jedoch bevorzugt, die Bestimmung für jedes der Blätter durchzuführen.
• Beim Fortführen der Dauerdruckoperation wird jedoch die Vorrichtungstemperatur gesättigt, und es ist daher nach einer vorbestimmten Anzahl von Druckvorgängen nicht erforderlich, eine neue Einstelltemperatur zu bestimmen.
• Fig. 5 zeigt zeitabhängige Temperaturveränderungen des Heizelements und des Films in dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel und ein Vergleichsbeispiel, bei dem die Einstelltemperatur des Heizelements nach einer vorbestimmten Anzahl von Druckvorgängen verringert wird.
• Durchgehende Linien A und C kennzeichnen das Vergleichsbeispiel, wobei A die Heizelementtemperatur kennzeichnet und C die Filmtemperatur.
• Gestrichelte Linien B und D kennzeichnen das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel, wobei B die Heizelementtemperatur kennzeichnet und D die Filmtemperatur.
• Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die elektrische Energiezufuhr zu dem Heizelement in der Blattabwesenheitsperiode für eine vorbestimmte Dauer abgeschaltet, und daher verringern sich die Heizelement- und Filmtemperatur tatsächlich, wobei die Verringerung aus Einfachheitsgründen hier weggelassen wurde.
• Sind 15 Blätter nach dem Kaltstart gedruckt, so ist die Einstelltemperatur richtig und die durchgehende Linie C befindet sich ähnlich der gestrichelten Linie D (dieses Ausführungsbeispiel) zwischen der Grenztemperatur α des hohen Temperaturoffsets und der nichtausreichenden oder mangelhaften Grenztemperatur β, wobei die Temperaturänderung des Films gering ist.
• Wird die Operation jedoch unmittelbar nach 15 aufeinanderfolgenden Druckoperationen wiederaufgenommen, so beträgt die Einstelltemperatur bei dem Vergleichsbeispiel trotz warmer Vorrichtung selbst bei dem ersten Blatt 210ºC. Aus diesem Grund überschreitet die Fumtemperatur die Grenztemperatur α des oberen Temperaturoffsets mit dem Ergebnis, daß ein Offset erzeugt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird jedoch der Warmzustand der Vorrichtung erfaßt und daher beträgt die Heizelementtemperatur für das erste Blatt 190ºC. Ab dem fünften Blatt wird die Heizelementtemperatur auf 180ºC umgeschaltet, wodurch trotz der Umgebungsbedingungen der Vorrichtung eine im wesentlichen konstante Filmoberflächentemperatur erzielt wird.
• Fig. 6 zeigt einen Algorithmus zum Bestimmen der Einstelltemperatur in einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
• Zeitgleich mit dem Passieren des Aufzeichnungsmaterials durch die Klemmstelle wird das Heizelement für 1,5 s abgeschaltet und die nach 1,5 s erreichte Temperatur erfaßt. Die Einstelltemperatur für das Heizelement wird entsprechend der erreichten Temperatur bestimmt.
• Fig. 7 zeigt einen weiteren Algorithmus zum Bestimmen der Einstelltemperatur in einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Zeitgleich mit dem Passieren des Aufzeichnungsmaterials durch die Klemmstelle wird das Heizelement deaktiviert, und zeitgleich mit dem Erreichen einer Heizelementtemperatur von 165ºC wird die Energiezufuhr wiederaufgenommen. Danach wird die Einstelltemperatur ähnlich dem Beispiel gemäß Fig. 3 auf Grundlage der für den Temperaturanstieg von 170ºC bis 180ºC benötigten Zeitdauer bestimmt.
• Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist dieselbe Datentabelle verwendbar für den Anlaufvorgang A oder die Blattabwesenheitsperiode B, und daher ist ein kurzes Programm einsetzbar.
• Fig. 8 zeigt einen weiteren Algorithmus für die Bestimmung der Einstelltemperatur. Zeitgleich mit dem Beginn der Blattabwesenheitsperiode erfolgt zwangsweise eine konstante Energiezufuhr von 400 W für 0,3 s und der Temperaturanstieg in 0,3 s wird erfaßt, und die Einstelltemperatur des Heizelements wird entsprechend dem erfaßten Temperaturanstieg verändert. Die konstante elektrische Energiezufuhr von 400 W wird durch wiederholtes Abwechseln von 40 ms Einschalten und 30 ms Ausschalten erzielt, wobei ein 700 W-Heizelement (100% Energiezufuhr) bei einer Frequenz von 50 Hz und einer Wechselspannung von 100 V verwendet wird.
• Fig. 9 zeigt die zeitabhängigen Temperaturänderungen des Heizelements, des Films und der Stützwalze, wenn die Einstelltemperatur in der Blattabwesenheitsperiode gemäß Fig. 8 bestimmt wird. Für die Anlaufperiode A wird das Verfahren gemäß Fig. 3 verwendet. Durch Veränderung der Heizeinstelltemperatur entsprechend dem Vorrichtungszustand, kann die Filmtemperatur im wesentlichen konstant gehalten werden, wie in Fig. 9 gezeigt ist.
• Zur Bestimmung der Einstelltemperatur des Heizelements für das erste Blatt bei dem Beispiel gemäß Fig. 3 wird die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit während der konstanten elektrischen Energiezufuhr erfaßt. Dieses Beispiel erfordert jedoch eine hochgenaue Konstantleistungs-Steuerschaltung.
• Angesichts dieser Tatsache wird die elektrische Energiezufuhr zu dem Heizelement bei dem Beispiel gemäß Fig. 10 unmittelbar vor dem Eintreten des ersten Aufzeichnungsmaterials in die Klemmstelle in einem späteren Teil einer Vorrotationsperiode zwangsweise abgeschaltet, in der der Film und die Andruckwalze bei der Anlaufperiode des Heizelements gemeinsam gedreht werden. Der dabei auftretende Temperaturabfall oder die erreichte Temperatur wird zum Bestimmen der Einstelltemperatur des Heizelements verwendet.
• Bei diesem Beispiel ist keine bestimmte elektrische Konstantleistungs-Steuerschaltung erforderlich. Es kann die für einen vorbestimmten Temperaturabfall benötigte Zeitdauer bestimmt werden.
• Wird die Einstelltemperatur des Heizelements auf Grundlage des Heizelement-Temperaturabfalls bestimmt, so kann anstelle des vollständigen Stoppens der elektrischen Energiezufuhr zu dem Heizelement eine geringe elektrische Leistung zugeführt werden, bei der sich die Temperatur des Heizelements verringert.
• Beispielsweise kann die erforderliche Temperaturänderung selbst beim Zuführen von 100 W erfaßt werden, falls das Heizelement durch Zuführen einer Leistung von 250 W bei ungefähr 200ºC gehalten wird.
• Wird die Heizelementtemperatur unter Verwendung der Temperaturanstiegsgeschwindigkeit bei aktiviertem Heizelement bestimmt, so ist der Temperatur-Einstellvorgang selbst bei nicht betriebener Vorrichtung möglich. Wie in Fig. 11 dargestellt ist, stellt es eine mögliche Alternative dar, die Temperatur während dem Ruhezustand der Vorrichtung einzustellen, und danach die Vorrichtung zu betreiben.
• Bei diesem Ausführungsbeispiel stellt es eine mögliche Alternative dar, die elektrische Energiezufuhr zu erfassen, wenn die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit bei konstanter elektrischer Energiezufuhr erfaßt wird, und die Abweichung von der Zielenergiezufuhr zu berechnen, wobei die Heizelement-Temperatureinstellung in Abhängigkeit der Abweichung korrigiert wird.
• Beispielsweise wird die Temperatureinstelltabelle in dem in Fig. 3 gezeigten Algorithmus beim Zuführen einer Konstantleistung von 500 W verändert und, wie in Fig. 12 dargestellt ist, entsprechend der elektrischen Energiezufuhr korrigiert. Durch das Korrigieren der Einstelltemperatur entsprechend der elektrischen Energiezufuhr kann das Erfordernis einer hochgenauen Konstantleistungs-Steuerschaltung eliminiert werden.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Heizelement- Einstelltemperatur dann, wenn die Vorrichtung unmittelbar nach dem Aktivieren des Hauptschalters oder beim Start des Druckvorgangs kalt ist, beim Aufwärmen der Vorrichtung während der Blattabwesenheitsperiode bestimmt, wobei das in Fig. 8 gezeigte Verfahren verwendet wird; und dann, wenn die Vorrichtung als Ergebnis einer vorbestimmten Zahl von Druckvorgängen erwärmt wird, wird das in Fig. 7 gezeigte Verfahren zum Bestimmen der Heizelement-Einstelltemperatur verwendet, wobei die Vorrichtung während der Blattabwesenheitsperiode abgekühlt wird.
• Wird das Heizelement während der Blattabwesenheitsperiode zwangsweise aktiviert oder deaktiviert, so weicht die Heizelementtemperatur zwischenzeitlich von der Einstelltemperatur ab. Daher ist ein Vorgang zum Rückführen des Heizelements auf die Einstelltemperatur wünschenswert. Die Heizelement-Einstelltemperatur kann dann auf Grundlage der Welligkeit während der Konstant-Temperatursteuerung bestimmt werden.
• Fig. 13 zeigt zeitabhängige Änderungen der Heizelementtemperatur und der elektrische Energiezufuhr bei kalter Vorrichtung und die zeitabhängigen Änderungen der Heizelementtemperatur und der elektrischen Energiezufuhr bei warmer Vorrichtung.
• Überschreitet die Heizelementtemperatur ein Temperaturniveau γ, so wird die niedrige Leistung NIEDRIG zugeführt; und bei Unterschreiten des Temperaturniveaus γ durch die Temperatur wird die hohe Leistung HOCH zugeführt. Die niedrige Leistung NIEDRIG kann 0 W betragen.
• Da sich die Temperaturanstiegs- oder -abfallgeschwindigkeit in Abhängigkeit des kalten oder heißen Zustands der Vorrichtung unterscheidet, kann die Heizelement-Temperatureinstellung auf Grundlage der Temperaturanstiegsgeschwindigkeit der Temperaturwelligkeit und der Veränderung der Temperaturabfallgeschwindigkeit bestimmt werden.
• Es folgt die Beschreibung eines weiteren Ausführungsbeispiels.
• Fig. 16 zeigt eine Bilderzeugungsvorrichtung, in der die Bildheizvorrichtung nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel als ein Fixiergerät verwendet wird. Das Bezugszeichen 101 kennzeichnet ein Gehäuse eines Hauptauf baus der Bilderzeugungsvorrichtung in Form eines Druckers. Er umfaßt eine fotoempfindliche Trommel, die mit einer vorbestimmten Umfangsgeschwindigkeit (Prozeßgeschwindigkeit) im Uhrzeigersinn (Pfeil) gedreht wird.
• Die Außenumfangsoberfläche der drehbaren fotoempfindlichen Trommel 102 wird durch eine Ladevorrichtung 105 gleichmäßig geladen. Dann wird sie einem von einer optischen Einheit (Laserabtasteinheit) 103 ausgesendeten Abtastlaserstrahl L ausgesetzt, so daß ein der beabsichtigten Bildinformation entsprechendes elektrostatisches Latentbild auf der äußeren Umfangsoberfläche der fotoempfindlichen Trommel gebildet wird. Der Laserstrahl wird durch einen Spiegel 104 umgelenkt.
• Die optische Einheit 103 moduliert den Laserstrahl entsprechend den Videodaten, die die von einer Steuereinrichtung CONT über eine Videoschnittstelle 124 (Fig. 18) zu einer Druckvorrichtungssteuerung 125 zugeführten gewünschten Bildinformationen darstellen. Der modulierte Laserstrahl trifft zum Abtasten der fotoempfindlichen Trommel 102 auf einen Polygonspiegel auf.
• Das auf diese Weise auf der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 102 gebildete elektrostatische Latentbild wird durch ein Entwicklungsgerät 6 in ein Tonerbild entwickelt.
• Das Tonerbild wird auf ein zu einer zwischen der fotoempfindlichen Trommel 102 und der Übertragungsladevorrichtung 107 befindlichen Übertragungsposition zugeführtes Übertragungsmaterial (Aufzeichnungsmaterial) übertragen. Das Übertragungsblatt P wird durch eine Aufnahmewalze 110 seriell aus einer Kassette 109 zugeführt. Das Bezugszeichen S1 kennzeichnet einen Blattsensor zum Erfassen der Anwesenheit oder Abwesenheit des zugeführten Blatts.
• Ein Registrierwalzenpaar 111 dient zum Zuführen des Blatts mit einer Zeitbeziehung zu der Übertragungsposition, wobei im einzelnen die Registrierwalzen in Abhängigkeit der Blattrichtung durch den Widerstandssensor S2 angehalten werden und die anführende Blattkante an die Klemmstelle des Registrierwalzenpaars 111 angestoßen wird, um das Blatt zwischenzeitlich anzuhalten. Das Bezugszeichen S3 kennzeichnet einen Anfangssensor, der an einer Blattauslaßseite des Registrierwalzenpaars 111 angeordnet ist und der zum Bestimmen des Zeitpunkts für die Erzeugung eines den Druckstart für die Steuerung anzeigenden Nebenabtast-Synchronisiersignals dient.
• Das Blatt mit dem an der Transferstelle übertragenen Tonerbild wird von der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 102 getrennt und zu einem Heizfixiergerät (Fixiereinheit) 113 befördert, wo das Tonerbild darauf fixiert wird. Abschließend wird es als ein Druck zu einem Blattaustrag 115 ausgetragen.
• Ein Austragsblattsensor S4 erfaßt die Anwesenheit oder Abwesenheit des durch das Heizfixiergerät 113 ausgetragene Blatts.
• Fig. 17 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht des Fixiergeräts 113. Das Fixiergerät umfaßt ein Heizelement zum Erzeugen von Wärme unter elektrischer Energiezufuhr und einen hitzebeständigen Film, der in der Blattbewegungsrichtung bewegbar ist, während er mit dem Heizelement in Kontakt steht. Das Fixiergerät ist von einem Filmheiztyp, bei dem das der Bildfixieroperation zu unterziehende Blatt die Heizelementposition zusammen mit dem Film passiert, während sich das Blatt mit der dem Heizelement gegenüberliegenden Seite des Films in Kontakt befindet, so daß die thermische Energie des Heizelements dem Blatt zum Fixieren des Bilds zugeführt wird, worauf es von der Filmoberfläche getrennt wird.
• Ein hitzebeständiger Fixierfilm in Form eines endlosen Gürtels 137 erstreckt sich um drei parallele Elemente, d.h. eine linke Antriebswalze 138, eine rechte Folgewalze 139 und ein lineares Heizelement 131 (Heizelement) mit geringer Wärmekapazität, das unterhalb der Walzen 138 und 139 angeordnet ist.
• Die Folgewalze 139 dient auch als Spannwalze für den endlosen Fixierfilm 137. Der Fixierfilm 137 wird gemeinsam mit der Uhrzeigersinndrehung der Antriebswalze 138 mit einer vorbestimmten Umfangsgeschwindigkeit, d.h. mit derselben Umfangsgeschwindigkeit wie das Blatt P, auf dem sich ein unfixiertes Tonerbild Ta befindet und das von der vorstehend beschriebenen Bildübertragungsstation kommt, ebenfalls im Uhrzeigersinn ohne Falten, Schlangenlinienbewegung oder Verzögerung gedreht.
• Eine Andruck- oder Stützwalze (Element) 140 umfaßt ein Kernmetall 14 aus Stahl oder rostfreiem Stahl oder dergleichen und eine Gummi-Elastizitätsschicht 142 aus Silikongummi oder dergleichen mit guten Löse- oder Trenneigenschaften. Sie wird gegen die Bodenoberfläche des Heizelements 31 durch eine nichtgezeigte Druckeinrichtung mit einem Gesamtdruck von beispielsweise 8 bis 12 kg gedrückt, wobei der untere Strang des Fixierfilms 137 dazwischen angeordnet ist. Sie dreht sich im Gegenuhrzeigersinn um eine Achse des Kernmetalls 141, d.h. in derselben Umfangsrichtung wie die Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsmaterials P. Das Kernmetall 141 ist zum Verhindern von Störungen geerdet (G).
• Der Fixierfilm 137 umfaßt bei diesem Ausführungsbeispiel einen hitzebeständigen und isolierenden Basisfilm mit einer Dicke von ungefähr 40 Mikrometern, bestehend aus Polyimid, Polyether-Keton, Polyether-Sulfon, Polyether-Imid, Polyparaban-Säure oder dergleichen, und eine Trennschicht auf der Seite des Basisfilms, die sich in der Nähe des Aufzeichnungsmaterials befindet, mit einer Dicke von ungefähr 10 Mikrometer, bestehend aus PFA, PTFE oder anderen fluorierten Harzen oder Silikonharzmaterial, das durch Dispergieren von leitendem Material wie beispielsweise leitendem Haarkristall, Ruß, Graphit oder dergleichen (Zweischichtaufbau) elektrisch leitfähig gemacht wurde. Die Trennschicht dient auch als die elektrisch leitende Schicht.
• Das Heizelement 131 ist als lineares Heizelement mit geringer Wärmekapazität ausgebildet, das sich in einer die Bewegungsrichtung des Films 137 kreuzenden Richtung erstreckt, und umfaßt eine Heizelementgrundplatte 133, einen Wärmeerzeugungswiderstand (wärmeerzeugendes Element) 134 zum Erzeugen von Wärme unter Zuführung elektrischer Energie, einen Temperatursensor 135 und eine Oberflächenschutzschicht 136 oder dergleichen. Es wird auf einem Heizelementträger 132 gehalten.
• Der Heizelementträger 132 besteht aus wärmeisolierendem, hoch hitzebeständigem und steifem Material, das ein isolierendes Befestigen des Heizelements 131 an dem Fixiergerät und daher der Gesamtheit der Bilderzeugungsvorrichtung ermöglicht.
• Die Heizelementgrundplatte 133 ist hitzebeständig und isolierend und weist eine geringe Wärmekapazität auf. Beispielsweise handelt es sich um eine Aluminiumgrundplatte mit einer Dicke von 10 mm, einer Breite von 10 mm und einer Länge von 240 mm.
• Das wärmeerzeugende Element 134 erstreckt sich im wesentlichen in der Mitte der Bodenoberfläche (die dem Film 137 gegenüberliegende Fläche) der Grundplatte 133. Es wird beispielsweise ein elektrisches Widerstandsmaterial wie beispielsweise Ag/Pd (Silber-Palladium), Ta&sub2;N oder dergleichen mit einer Dicke von ungefähr 10 Mikrometern und einer Breite von 1 - 3 mm mittels Siebdruck aufgedruckt. Es wird mit einer Oberflächenschutzschicht aus hitzebeständigem Glas 36 mit einer Dicke von ungefähr 10 Mikrometern ummantelt.
• Ein Temperatursensor 135 besteht beispielsweise aus einem Temperaturerfassungselement mit geringer Wärmekapazität. Es handelt sich beispielsweise um einen Pt-Film oder dergleichen, der im wesentlichen in der Mitte der oberen Oberfläche (eine gegenüber der Oberfläche des Wärmeerzeugungswiderstand 134 befindliche Oberfläche) der Grundplatte 133 im Siebdruckverfahren aufgebracht wurde. Hinsichtlich weiterer Temperatursensoren, kann ein Thermistor oder dergleichen mit geringer Kapazität mit der Grundplatte kontaktiert sein.
• Das Heizelement 131 dieses Ausführungsbeispiels wird durch die Verbindung an den gegenüberliegenden longitudinalen Enden mit elektrischer Energie versorgt, so daß die Wärme im wesentlichen über der gesamten Länge des Heizelements 134 in Form eines Streifens oder einer Linie erzeugt wird. Ein Phasenwinkel der dem Heizelement 134 zugeführten elektrischen Energie wird durch eine Energiezufuhr-Steuerschaltung (nicht gezeigt) mit einem Triac entsprechend einem Ausgangssignal des Einstelltemperatursensors 134 gesteuert.
• Das Aufzeichnungsmaterial P wird von der Bildtransferstation zu dem Fixiergerät 113 gefördert. Es trägt auf seiner oberen Oberfläche ein unfixiertes Tonerbild Ta. Es wird durch eine Führung 148 geführt und tritt zwischen dem Fixierfilm 137 und der Stützwalze 140 bei einer zwischen dem Heizelement 131 und der Andruckwalze 140 gebildeten Klemmstelle N (Fixierklemmstelle) ein. Die Bildaufnahmeoberfläche des Aufzeichnungsmaterials P befindet sich in engem Kontakt mit der unteren Oberfläche des Fixierfilm 137, während dieser in derselben Richtung und mit derselben Umfangsgeschwindigkeit ohne Abweichung, Faltenbildung oder Lateralverschiebung gedreht wird. Somit werden sie gemeinsam durch die Klemmstelle zwischen dem Heizelement 131 und der Andruckwalze 140 hindurchgeführt, während sie dem Druck der Klemmstelle ausgesetzt sind. Das Tonerbild Ta wird in der Klemmstelle N mittels des Heizelements 131 durch den Fixierfilm 137 hindurch erwärmt und wird zu einem Bild Tb aufgeweicht oder geschmolzen.
• Der Fixierfilm 137 wird an der Kante S des Trägerelements 132 in einem spitzen Winkel (Ablenkwinkel θ von ungefähr 45 Grad) bei einem großen Krümmungsradius (Radius der Krümmung ungefähr 2 mm) steil abgelenkt. Daher wird das gemeinsam mit dem Fixierfilm 137 durch die Klemmstelle geführte Blatt P durch die starke Krümmung von dem Fixierfilm 137 getrennt und danach zu einem Blattaustrag 115 ausgetragen. Zum Zeitpunkt des Blattaustrags ist der Toner ausreichend abgekühlt und verfestigt und daher auf dem Aufzeichnungsmaterial P als Tonerbild Tc fixiert.
• Da die Wärmekapazität des wärmeerzeugenden Elements 134 und der Grundplatte 133 des Heizelements 131 bei diesem Ausführungsbeispiel gering ist und da es durch das Trägerelement 132 isoliert gehalten wird, steigt die Oberflächentemperatur des Heizelements 131 an der Klemmstelle N durch die elektrische Energiezufuhr zu dem wärmeerzeugenden Element 134 in einer kurzen Zeitdauer auf eine bezüglich dem Tonerschmelzpunkt (oder der bezüglich dem Blatt P fixierfähigen Temperatur) ausreichend hohe Temperatur, und daher ist die Bereitschafts- Temperatursteuerung, bei der die Temperatur des Heizelements 131 vorab erhöht wird, nicht erforderlich. Daher kann der Energieverbrauch gespart und der Temperaturanstieg innerhalb der Vorrichtung verhindert werden. Bezugnehmend auf Fig. 18 wird ein Blockschaltbild eines Datenverarbeitungssystems für einen Drucker gezeigt, und Fig. 19 zeigt ein Blockschaltbild eines Steuersystems für die Druckvorrichtung.
• In Fig. 18 kennzeichnet das Bezugszeichen 116 eine CPU, die einen ROM 119 zum Speichern eines Steuerprogramms und einen RAM 118, der als Register oder dergleichen verwendet wird, umfaßt. Über eine externe Schnittstelle 117 empfängt sie kodierte Daten von einem Hostcomputer oder dergleichen, und die kodierten Daten werden einem Bildprozessor 120 zugeführt.
• Der Bildprozessor 120 speichert die kodierten Daten in einem RAM 121 und analysiert die kodierten Daten. Auf Wunsch liest er die Daten eines in einem ROM 122 gespeicherten Schriftzeichensatzes aus, zum Umwandeln der kodierten Daten in ein Punktbild darstellende Videodaten, und die umgewandelten Daten werden in einem Rasterspeicher 123 gespeichert. Sind die Videodaten für eine Seite in dem Rasterspeicher 123 gespeichert, so erzeugt die CPU 116 über die Videoschnittstelle 124 Druckanweisungen für die Druckvorrichtungssteuerung 125. Synchron zu den Haupt- und Nebenabtast-Synchronsiersignalen der Vorrichtungssteuerung 125 werden die in dem Rasterspeicher 123 gespeicherten Videodaten nacheinander zu der Vorrichtungssteuerung 125 übertragen. Die Steuerung CONT wird aus den vorstehend beschriebenen Elementen 116 bis 124 gebildet.
• Es folgt die Beschreibung der Druckoperation und der Fixiertemperatur-Steuerungsoperation.
• Fig. 20 zeigt ein Flußdiagramm aufeinanderfolgender Operationen der Steuerung CONT. Fig. 21 zeigt ein Flußdiagramm aufeinanderfolgender Operationen der Druckvorrichtung. Figuren 22, 23 und 24 zeigen Zeitdiagramme der Fixiergerät-Temperatursteuerungsoperation.
• Die Steuerung CONT wartet im Schritt S101 in Fig. 20 auf die kodierten Bilddaten einer externen Ausstattung wie beispielsweise eines Hostcomputers oder dergleichen. Empfängt sie die kodierten Daten, so schreitet der Ablauf zum Schritt S103.
• Im Schritt S103 werden die kodierten Daten durch den Bildprozessor 120 (Fig. 18) in Videodaten dekodiert.
• Im Schritt S104 erfolgt eine Unterscheidung dahingehend, ob die kodierten Daten in Videodaten für eine Seite dekodiert wurden. Falls nicht, wird der Schritt S103 ausgeführt. Falls ja, schreitet der Ablauf zum Schritt S105.
• Im Schritt S105 wird ein Druckstartsignal (Signal der Videoschnittstelle 24) auf "L" gesetzt, um den Beginn des Druckvorgangs der Vorrichtung anzuweisen.
• Im Schritt S106 führt die Vorrichtung die Voraboperationen wie Starten der Blattzufuhroperation (Beginn des Ansteuerns des Polygonspiegels, gleichmäßiges Laden der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel und dergleichen) durch, um den Druckvorgang zu starten. Die Steuerung CONT wartet auf die Erzeugung des Nebenabtastsynchronsignals über die Videoschnittstelle 24. Bei dessen Empfang schreitet der Ablauf zum Schritt S107.
• Im Schritt S107 wird das Druckstartsignal auf "H" gesetzt. Im Schritt S108 wird der Druckvorgang für eine Seite durchgeführt, und danach schreitet der Ablauf zum Schritt S101.
• Es folgt die Beschreibung der Temperatursteuerung für das Fixiergerät. Im Schritt S201 in Fig. 21 werden die Anfangseinstelloperationen in der Druckervorrichtung unmittelbar nach der Betätigung des Netzschalters ausgeführt. Als Zieltemperatur für die Fixiergerät-Temperatursteuerung werden 155 ºC gewählt. Die Zieltemperatur wird zu einem späteren Zeitpunkt nochmals eingestellt. Die Fixierheizelement-Temperatursteuerung wird durch die elektrische Energiezufuhr zu dem Fixiergerät innerhalb einer bestimmten Periode einer vorbestimmten Periode durchgeführt. Die Vorrichtung ist mit zwei Betriebsarten ausgestattet, nämlich für den Fall, daß die aktuelle Temperatur geringer als die Zieltemperatur ist, und für den Fall, daß sie höher als diese ist. Wahlweise können eine Elektroenergie-Zufuhrperiode (H-Betriebsartperiode) für den Fall, daß die aktuelle Temperatur geringer ist als die Zieltemperatur, und eine Elektroengergie-Zufuhrperiode (L-Betriebsartperiode) für den Fall, daß die Temperatur höher als diese ist, aktiviert werden. Tabelle 1
• Zuerst wird auf die Tabelle 1 zum Zwecke der Anfangseinstellungen zugegriffen und die H-Energiezufuhrperiode und die L- Energiezufuhrperiode werden in Abhängigkeit der Eingangswechselspannung bei einer Temperaturanstiegsgeschwindigkeit von weniger als 70 Grad/s gewählt. Die vorstehend beschriebene Zieltemperatur von 155ºC und diese Einstellung werden für die Fixiertemperatursteuerung im Anfangsstadium nach der Aktivierung des Hauptschalters verwendet.
• Im Schritt S202 wird auf das Druckanweisungssignal der Steuerung gewartet. Ist das Druckstartsignal auf "L", so wird der Schritt S204 ausgeführt. Falls nicht wird der Schritt S203 ausgeführt.
• Im Schritt S203 wird die Ablaufsteueroperation zum Zwecke des Anhaltens des Gesamtansteuersystems zur Verringerung des Energieverbrauchs angehalten.
• Im Schritt S204 wird überwacht, ob die nachstehend beschriebene Niedertemperatursteuerung (S211) durchzuführen ist oder nicht. Falls nicht, schreitet der Ablauf zum Schritt S206.
• Falls ja, schreitet der Ablauf zum Schritt S205. Der Schritt S205 wird nachstehend im einzelnen beschrieben.
• Im Schritt S206 wird die Temperatur des Fixiergeräts überwacht. Beträgt sie nicht weniger als eine Anlaufbeendigung (130ºC), so wird die normale Fixiergerätesteuerung im Schritt S209 durchgeführt. Falls nicht (weniger als 130ºC), wird eine Operation gemäß Schritt S207 durchgeführt.
• Im Schritt S207 wird eine Fixiergerät-Anlaufsteueroperation durchgeführt. Die Operationen im Schritt S207 sind in den Figuren 22 bis 24 im einzelnen dargestellt.
• Die Vorrichtungssteuerung 125 (Fig. 18) umfaßt eine CPU und bewirkt die Fixiergerät-Anlaufsteuerung unter Verwendung eines Steuerregisters in einem RAM-Bereich in der CPU.
• Ist das Steuerregister im Schritt S301 (Fig. 22) auf 0, so schreitet der Ablauf zum Schritt S302 und die Anlaufenergie- Steuerungsperiode wird gemäß der nachstehenden Tabelle 2 in Abhängigkeit der Eingangswechselspannung gewählt, und danach schreitet der Ablauf zum Schritt S316. Danach wird der Temperaturüberwachungszeitgeber gestartet und 1 wird in das Steuerregister gesetzt. Tabelle 2
• Ist das Steuerregister im Schritt S303 auf 1, so schreitet der Ablauf zum Schritt S304, in dem der Temperaturüberwachungszeitgeber überwacht wird. Beträgt er nicht weniger als 6,0 s, so wird die Anlaufenergie-Zufuhrperiode im Schritt S306 um 10 ms erhöht. Danach wird der Schritt S307 ausgeführt.
• Zeigt der Temperaturüberwachungszeitgeber im Schritt S304 weniger als 6,0 s an, so wird die Operation gemäß Schritt S304 ausgeführt, um die Fixiergerätetemperatur zu überwachen.
• Beträgt die Fixiergerätetemperatur nicht weniger als 90ºC, so schreitet der Ablauf zum Schritt S307, in dem der Temperaturüberwachungszeitgeber zurückgesetzt und das Steuerregister auf 2 gesetzt wird. Danach schreitet der Ablauf zum Schritt S316, der nachstehend beschrieben wird. Beträgt die Fixiergerätetemperatur im Schritt S305 weniger als 90ºC, so schreitet der Ablauf zum Schritt S316, der nachstehend beschrieben wird. Befindet sich das Steuerregister im Schritt S308 (Fig. 23) auf einer Ebene 2, so schreitet der Ablauf zum Schritt S309, in dem der Temperaturüberwachungszeitgeber aktiviert wird. Ist der Temperaturüberwachungszeitgeber nicht in Betrieb, so wird die Fixiergerätetemperatur im Schritt S310 überwacht. Beträgt sie weniger als 130ºC, so wird der nachstehend beschriebene Schritt S316 ausgeführt. Beträgt sie nicht weniger als 130ºC, so wird der Temperaturüberwachungszeitgeber im Schritt S316 gestartet und der Ablauf schreitet zum Schritt S312.
• Ist der Temperaturüberwachungszeitgeber im Schritt S309 in Betrieb, so schreitet der Ablauf zum Schritt S312. Beträgt die Temperatur im Schritt S312 weniger als 140ºC, so schreitet der Ablauf zum Schritt S316, der nachstehend beschrieben wird. Beträgt sie nicht weniger als 140ºC so werden eine Zieltemperatur gemäß Tabelle 3 in der normalen Fixiergerätesteuerung und die H-Betriebsartperiode und L-Betriebsartperiode gemäß der vorstehend beschriebenen Tabelle 1 gesetzt und der Temperaturüberwachungszeitgeber zurückgesetzt, und darüber hinaus wird das Steuerregister im Schritt S312 auf 3 gesetzt. Dann schreitet der Ablauf zum Schritt S316, der nachstehend beschrieben wird. Tabelle 3
• T0 > T1 > T2 > T3
• Ergibt die Überwachung der Fixiergerätetemperatur im Schritt S314 eine Temperatur von weniger als 150ºC, so wird die Anlaufenergie-Zufuhrsteuerung fortgeführt. Beträgt sie nicht weniger als 150ºC, so schreitet der Ablauf zum Schritt S315. Im Schritt S315 wird das Steuerregister auf 0 gesetzt und der Anlaufsteuerzeitgeber zurückgesetzt, und darüber hinaus wird die Fixieransteuerung gestoppt, wodurch die Anlauffixiergerät-Steueroperation beendet wird.
• Im Schritt S316 (Fig. 24) wird der Anlaufsteuerzeitgeber überwacht. Ist der Temperaturüberwachungszeitgeber nicht in Betrieb, so schreitet der Ablauf zum Schritt S317. Im Schritt S317 wird der Anlaufsteuerzeitgeber gestartet, und es wird mit der Ansteuerung des Fixiergeräts begonnen. Dann schreitet der Ablauf zum Schritt S318. Ist der Temperaturüberwachungszeitgeber im Schritt S316 in Betrieb, so schreitet der Ablauf zum Schritt S318.
• Im Schritt S318 wird der Anlaufsteuerzeitgeber überwacht. Ist der Anlaufsteuerzeitgeberwert geringer als die Anlaufenergie- Zufuhrperiode, so schreitet der Ablauf zum Schritt S301. Ist er größer, so wird die Fixiergeräteansteuerung im Schritt S319 gestoppt. Dann wird der Anlaufsteuerzeitgeber im Schritt S320 nochmals überwacht. Ist der Anlaufsteuerzeitgeberwert geringer als 200 ms, so schreitet der Ablauf zum Schritt S301. Beträgt er 200 ms, so wird der Anlaufsteuerzeitgeber zurückgesetzt und der Ablauf schreitet zum Schritt S301.
• Vorstehend erfolgte eine detaillierte Beschreibung der Anlauffixiergerätesteuerung gemäß Schritt S207 in Fig. 6.
• Im Schritt S208 wird der Verarbeitungszustand der Anlauffixiergerät-Steueroperation überwacht. Ist sie abgeschlossen, so schreitet der Ablauf zum Schritt S209.
• Im Schritt S209 gemäß Fig. 6 wird die normale Fixiergerätesteuerung durchgeführt. Fig. 25 zeigt Einzelheiten des Schritts S209.
• Im Schritt S401 wird der Betriebszustand des Normalfixier- Steuerzeitgebers überwacht. Ist er in Betrieb, so schreitet der Ablauf zum Schritt S410, der nachstehend beschrieben wird. Ist er nicht in Betrieb, so wird die Fixiergerätetemperatur im Schritt S402 überwacht. Ist die Temperatur nicht niedriger als die Zieltemperatur, so schreitet der Ablauf zum Schritt S403; und falls sie höher ist, schreitet der Ablauf zum Schritt S404.
• Im Schritt S403 wird eine in dem RAM vorgesehene Fixiergerät- EIN-Kennung zurückgesetzt und der L-Betriebsartüberwachungszähler in dem RAM hochgezählt. Darüber hinaus wird ein H-Betriebsartüberwachungszähler in dem RAM gelöscht.
• Im Schritt S404 wird eine Bildfixiergerät-EIN-Kennung in dem RAM gesetzt und der H-Betriebsartüberwachungszähler in dem RAM hochgezählt, und darüber hinaus wird der L-Betriebsartüberwachungszähler in dem RAM gelöscht.
• Im Schritt S405 wird der Zählwert des H-Betriebsart-überwachungszählers überwacht. Beträgt er 7, so schreitet der Ablauf zum Schritt S407. Im Schritt S406 wird der Zählwert des L-Betriebsartüberwachungszählers überwacht, und falls er 7 beträgt schreitet der Ablauf zum Schritt S408.
• Ist keiner der Zählwerte des H-Betriebsartüberwachungszählers und des L-Betriebsartüberwachungszählers gleich 7, so schreitet der Ablauf zum Schritt S409, der nachstehend beschrieben wird.
• Im Schritt S407 wird der H-Betriebsartzähler gelöscht und die H-Betriebsartperiode um 10 ms erhöht, und die L-Betriebsartperiode wird in entsprechender Weise um 20 ms erhöht.
• Im Schritt S408 wird der L-Betriebsartüberwachungszähler gelöscht und die L-Betriebsartperiode um 10 ms verringert, und die H-Betriebsartperiode wird in entsprechender Weise um 20 ms erhöht. Im Schritt S409 wird der Normalfixier-Steuerungszeitgeber gestartet und mit der Ansteuerung des Fixiergeräts begonnen.
• Im Schritt S410 wird die Fixier-EIN-Kennung überwacht. Ist sie "gesetzt", so schreitet der Ablauf zum Schritt S411. Ist sie "rückgesetzt", so schreitet der Ablauf zum Schritt S412.
• Ist der Normalfixier-Steuerungszeitgeberwert im Schritt S411 nicht geringer als die H-Betriebsartperiode, so wird die Ansteuerung des Fixiergeräts im Schritt S413 gestoppt. Beträgt er weniger als diese, so schreitet der Ablauf zum Schritt S401.
• Ist der Normalfixier-Steuerzeitgeberwert im Schritt S412 nicht geringer als die L-Betriebsartzeitperiode, so wird die Fixiergerätoperation im Schritt S413 gestoppt. Ist er geringer als die L-Betriebsartzeitperiode, so schreitet der Ablauf zum Schritt S401. Danach wird der Normalfixier-steuerzeitgeber im Schritt S414 überwacht. Beträgt die Zeitgeberperiode weniger als 140 ms, so schreitet der Ablauf zum Schritt S401. Beträgt die Zeitgeberperiode 140 ms, so schreitet der Ablauf zum Schritt S415 und der Normalfixiergerät-Steuerzeitgeber wird zurückgesetzt. Dann schreitet der Ablauf zum Schritt S401.
• Vorstehend erfolgte die Beschreibung der Einzelheiten der Normalfixiergerätesteuerung im Schritt S209 gemäß Fig. 21.
• Im Schritt S210 gemäß Fig. 21 wird die vorgenannte Normalfixier-Steueroperation eine vorbestimmte Zeitdauer, nachdem die Hinterkante des Blatts P den Blattzufuhrsensor S1 passiert hat, beendet, d.h. beim Erfassen der Hinterkante des an dem Fixiergerät 13 ankommenden Blatts P. Dann wird der Normalfixier-Steuerungszeitgeber zurückgesetzt und der Ablauf schreitet zum Schritt S211.
• Im Schritt S211 wird die Niedertemperatur-Fixiergerät-Steuerung durchgeführt. Die Einzelheiten der Operationen im Schritt S211 sind in Fig. 26 dargestellt.
• Im Schritt S501 wird die Zieltemperatur der Niedertemperatur- Fixiergerätesteuerung entsprechend der nachstehenden Tabelle 4 gewählt. Tabelle 4
• T0 > T0' , T1 > T1' , T2 > T2' , T3 > T3'
• Im Schritt S502 wird der Betriebszustand eines Zwangsstopzeitgebers überwacht. Ist er nicht in Betrieb, so wird der Zwangsstopzeitgeber im Schritt S503 gestartet und die Ansteuerung des Fixiergeräts angehalten, und dann schreitet der Ablauf zum Schritt S504. Ist er in Betrieb, so schreitet der Ablauf zum Schritt S504.
• Im Schritt S504 wird der Zwangsstopzeitgeber überwacht und falls die Zwangsstopzeitgeberperiode geringer als 300 ms ist, schreitet der Ablauf zum Schritt S502. Ist sie nicht geringer als 300 ms, so wird der Zwangsstopzeitgeber im Schritt S505 zurückgesetzt und die Zieltemperatur für die nächste Normalfixiergerät-Steueroperation anhand der Tabelle 5 in Abhängigkeit der aktuellen Fixiergerätetemperatur gesetzt. Die Niedertemperatur-Fixieroperation wird im Schritt S506 und den nachfolgenden Schritten durchgeführt. Tabelle 5
• Im Schritt S506 wird der Betriebszustand des Niedertemperatur-Fixiergerätezeitgebers überwacht. Ist er in Betrieb, so schreitet der Ablauf zum Schritt S511, der nachstehend beschrieben wird. Ist er nicht in Betrieb, so wird der Niedertemperatur-Fixiersteuerzeitgeber im Schritt S507 gestartet und die Fixiergerätetemperatur im Schritt S508 überwacht.
• Ist die Fixiergerätetemperatur geringer als die Niedertemperatur-Zieltemperatur, so wird die Fixier-EIN-Kennung im Schritt S509 gesetzt. Ist sie nicht geringer als diese, so wird die Fixier-EIN-Kennung im Schritt S510 zurückgesetzt.
• Danach wird die Fixier-EIN-Kennung im Schritt S511 überwacht. Befindet sie sich im zurückgesetzten Zustand, so wird die Ansteuerung des Fixiergeräts im Schritt S513 gestoppt. Befindet sie sich die Fixiergerät-EIN-Kennung im gesetzten Zustand, so wird der Niedertemperatur-Fixiersteuerzeitgeber im Schritt S512 überwacht. Beträgt die Zeitgeberperiode nicht weniger als 100 ms, so wird die Ansteuerung des Fixiergeräts im Schritt S513 gestoppt. Beträgt der Zeitgeberwert weniger als 100 ms, so wird die Ansteuerung des Fixiergeräts im Schritt S514 gestartet. Im Schritt S515 wird der Niedertemperatur-Fixiersteuerzeitgeber nochmals überwacht. Beträgt der Zeitgeberwert 140 ms, so wird der Niedertemperatur-Fixiersteuerzeitgeber im Schritt S516 zurückgesetzt, und der Ablauf schreitet zum Schritt S506. Beträgt der Zeitgeberwert weniger als 140 ms, so schreitet der Ablauf zum Schritt S506.
• Vorstehend erfolgte eine detaillierte Beschreibung der Niedertemperatur-Fixiergerätesteuerung im Schritt S211 gemäß Fig. 21.
• Danach wird die Niedertemperatur-Fixiergerätesteuerung im Schritt S212 gemäß Fig. 21 fortgeführt. Die Vorrichtungssteuerung zählt die Zeitdauer seit der Zuführung des /TOP-Signals der Videoschnittstelle (Nebenabtast-Synchronisationssignal) zu der Videosteuerung und überwacht, ob die Blattzuführung gestartet werden kann, oder nicht. Handelt es sich um den Blattzufuhrzeitpunkt, so kehrt der Ablauf zurück zum Schritt S202, in dem auf das Druckstartsignal von der Videosteuerung gewartet wird.
• Ist das Druckstartsignal zu diesem Zeitpunkt auf "L", so wird die Durchführung der Niedertemperatur-Fixiersteuerung in dem vorstehend beschriebenen Schritt S204 überwacht. Wird sie gerade ausgeführt, so schreitet der Ablauf zum dem vorstehend beschriebenen Schritt S206 in dem durch die Tabelle 6 gegebenen, ausgehend vom Zeitpunkt der Zuführung des /TOP-Signals zu der Videosteuerung vorbestimmten Zeitpunkt auf Grundlage der in der vorstehend beschriebenen Niedertemperatur-Fixiersteueroperation im Schritt S211 gesetzten Normalfixier-Steuerz ieltemperatur. Tabelle 6
• *1: Distanz zwischen der Hinterkante eines ersten Blatts und der Vorderkante eines zweiten Blatts bei der maximalen Durchsatzoperation.
• Fig. 27 zeigt ein Zeitdiagramm der vorstehend beschriebenen Fixieroperationssteuerung.
• Die vorgenannten Beschreibungen sind auf erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele bezogen, und die Werte in den Tabellen 1 - 6 und die Beschreibungen können durch den Fachmann in geeigneter Weise geändert werden.
• Die Anlauffixiersteuerung gemäß dem Schritt S207 und die Normalfixiergerätesteuerung gemäß dem Schritt S209 in Fig. 21 sind nicht auf die vorstehend beschriebenen speziellen Verfahren beschränkt.
• Es folgt die Beschreibung eines weiteren Ausführungsbeispiels. Bei dem vorgenannten Ausführungsbeispiel kann eine in Fig. 28 gezeigte Operation zwischen den Schritten S202 und S203 in Fig. 21 eingefügt werden. Dadurch können dieselben vorteilhaften Wirkungen erzielt werden, selbst wenn die Vorrichtungssteuerung ein Fehlerdruckstartsignal über die Videoschnittstelle von der Videosteuerung empfängt.
• Im einzelnen wird im Schritt S2020 in Fig. 28 auf ein Fehlerdruckstartsignal gewartet, und wenn dieses auf "H" ist, schreitet der Ablauf zu dem vorstehend beschriebenen Schritt S203. Ist es auf "L", so wird die Blattzufuhroperation gestartet. Ist das Niedertemperaturfixiergerät zu diesem Zeitpunkt in Betrieb, so wird der vorstehend beschriebene Schritt S207 ausgeführt. Wird die Fixiergerätesteuerung nicht gestartet, d.h. falls es sich um den ersten Druckvorgang handelt, wird im Schritt S2022 auf die Ankunft der Blattvorderkante an dem Blattzufuhrsensor gewartet. Beim Erfassen der Vorderkante des Blatts schreitet der Ablauf zu dem vorstehend beschriebenen Schritt S206.
• Es folgt die Beschreibung eines weiteren Ausführungsbeispiels, bei dem eine Überhitzung in einem Blatt-Nicht-Passierbereich des Heizelements während der Dauerdruckoperation auf Kleinformatblättern verhindert werden kann, und darüber hinaus eine gute Bildfixieroperation selbst bei kalter Vorrichtung sichergestellt wird.
• Fig. 29 zeigt eine teilweise aufgeschnittene Draufsicht eines Heizelements einer Heizvorrichtung nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, wobei einige Teile weggelassen wurden, und ein Blockschaltbild zur Steuerung der Heizelement- Oberflächentemperatur.
• Die Vorrichtung ist gemeinsam mit der in den Figuren 16 und 17 gezeigten Vorrichtung anwendbar.
• Das Heizelement 202 dieses Ausführungsbeispiels umfaßt eine längliche Keramikgrundplatte 203, die sich in einer im wesentlichen senkrecht zu der Filmbewegungsrichtung verlaufenden Richtung erstreckt. Die Grundplatte 203 ist eine elektrisch isolierende, hitzebeständige Platte mit geringer Wärmekapazität aus Al&sub2;O&sub3; (Aluminiumoxid), AlN, SiC oder dergleichen. Es umfaßt weiterhin ein wärmeerzeugendes Element 204 (Wärmequelle) aus Silberpalladium (Ag/Pd), RuO&sub2;, Ta&sub2;N oder dergleichen. Es hat die Form einer sich in Längsrichtung der Grundplatte im wesentlichen in deren Mitte in der breiten Richtung auf einer Seite (Oberflächenseite) der Grundplatte 203 erstreckenden Leitung oder Streifens. Das Heizelement 202 umfaßt weiterhin Energiezufuhrelektroden 205 und 206, die an in Längsrichtung gegenüberliegenden Enden des wärmeerzeugenden Elements 204 auf der Grundplatte angeordnet sind, eine elektrisch isolierende Mantelschicht 207 (Oberflächenschutzschicht) aus Glas oder dergleichen, die das auf der Oberfläche der Grundplatte 203 gebildete wärmeerzeugende Element ummantelt, einen Temperatursensor 208 in Form eines Thermistors oder dergleichen der mit der anderen Seite (Rückseite) der Grundplatte 203 kontaktiert ist, und eine Schmelzsicherung 209 (thermisches Schutzelement) zur Sicherheit.
• Die Grundplatte 203 besteht aus keramischen Material mit einer Dicke von 1 mm und einer guten Wärmeleitfähigkeit. Der Widerstand des wärmeerzeugenden Elements 204 beträgt 34 Ω. Der Temperatursensor 208 ist als Thermistor ausgebildet und befindet sich in einer Position, die sich immer in dem Blattpassierbereich befindet.
• Das Ausgangssignal des Thermistors wird einer CPU 232 über einen A/D-Umsetzer 231 zugeführt. Auf Grundlage des Eingangssignals steuert die CPU 232 die Energiezufuhr zu dem wärmeerzeugenden Element 204 von der Spannungsquelle 220 über einen Wechselspannungstreiber 233. Während des Blattpassiervorgangs erfolgt die Temperatursteueroperation zum Beibehalten einer Oberflächentemperatur des Heizelements 202 von 180ºC.
• In diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Prozeßgeschwindigkeit 24 mm/s, um eine Druckausgabe von 4 A4-Blätter/min zu ermöglichen. Das Intervall zwischen den Blättern beträgt in der Dauerdruckoperation 57 mm und die entsprechende Periode ungefähr 2,4 s. Hinsichtlich des Verfahrens zum Verändern des Prozentsatzes der Nicht-Zufuhr-Periode der Energie zu dem Heizelement 202 während der Blattabwesenheitsperiode wird bei diesem Ausführungsbeispiel durch die CPU 232 ein Speicher verwendet mit der Anzahl von aufeinanderfolgenden Blättern, d.h. der Blattpassierperiode.
• Im einzelnen wird die elektrische Energiezufuhr zu dem Heizelement, wie in Fig. 30 dargestellt, bei der Verarbeitung der ersten 5 Blätter für 0,5 s abgeschaltet, und danach die Heizelementtemperatur in 1,9 s auf 180ºC erhöht. Dabei wird die für die 180ºC-Temperatursteuerung erforderliche elektrische Energie bei der Hinterkante des vorangehenden Blatts gemessen, um die elektrische Energiezufuhr zu dem Heizelement 202 zu bestimmen, und die elektrische Leistung zum abermaligen Bereitstellen von 180ºC wird angelegt.
• Die Gründe dafür stellen sich wie folgt dar. Wird die zum Beibehalten von 180ºC geeignete elektrische Leistung in diesem Zustand nicht zugeführt, im einzelnen, falls die elektrische Leistung höher ist, so ist der Überschuß zu groß, mit dem Ergebnis eines hohen Temperaturoffsets. Ist sie geringer als diese, so erreicht die Temperatur nicht 180ºC, und daher tritt eine nichtausreichende Bildfixierung auf. Für die nachfolgenden 5ten bis 10ten Blätter wird die elektrische Energiezufuhr für 1,2 s abgeschaltet und die Heizelementtemperatur in 1,2 s auf 180ºC erhöht. Auch dabei wird zur Bestimmung der elektrischen Energiezufuhr zu dem Heizelement die zum Beibehalten von 180ºC erforderliche elektrische Leistung bei der Hinterkante des vorangehenden Blatts gemessen, und die Heizoperation erfolgt mit der elektrischen Energiezufuhr zum Beibehalten 180ºC. Für das 10te und die nachfolgenden Blätter wird die elektrische Energiezufuhr für 2,0 s abgeschaltet und die Heizelementtemperatur in 0,4 s auf 180ºC erhöht.
• Unter Verwendung eines solchen Steuersystems werden Umschlagformatblätter fortlaufend verarbeitet. Für den Fall, daß die 180ºC-Temperatursteuerung während der Blattabwesenheitsperiode durchgeführt wird, verändert sich die Oberflächentemperatur in dem Blatt-Nicht-Passierbereich des Heizelements zeitabhängig gemäß Fig. 31. Beim 40ten Blatt erreicht sie 250ºC. Wird in diesem Zustand ein A4-Blatt durchgeführt, so wird das Blatt aufgrund der durch den thermischen Ausdehnungsunterschied der Stützwalze erzeugten Stufe geknittert, die der Grenze zwischen dem Blattpassierbereich und dem Blatt-Nicht- Passierbereich des Heizelements entspricht.
• Die Stützwalze besteht aus Silikongummi, das eine exzellente Hitzebeständigkeit aufweist, aber dauerhaft nur einsetzbar ist, solange die Temperatur nicht höher als 200ºC ist. Wird eine höhere Temperatur für eine längere Zeitdauer fortgesetzt, so wird das Silikongummi thermisch verschlechtert, mit dem Ergebnis der Zerstörung, wie bestätigt wurde.
• Entsprechend dem Steuerverfahren gemäß diesem Ausführungsbeispiel verhält sich die Temperatur in dem Blatt-Nicht-Passierbereich des Heizelements 202 gemäß der Darstellung in Fig. 32 (die Temperaturen während der Blattabwesenheitsperioden wurden aufgetragen). Bei dem 7ten Blatt beträgt die Oberflächentemperatur des Heizelements lediglich 210ºC. Wie vorstehend beschrieben, liegt dies darin begründet, daß die Nicht-Energie-Zufuhrperiode vorgesehen ist, so daß mit der Zunahme der Teile wie beispielsweise der Andruckwalze oder dergleichen die Nicht-Zufuhr-Periode länger gemacht wird, um das Heizelement während der Blattabwesenheitsperiode so stark wie möglich abzukühlen.
• Durch das Bereitstellen einer Nicht-Zufuhr-Periode von 2 s für das 10te und nachfolgende Blätter, verringert sich die Heizelementtemperatur in dem Blatt-Nicht-Passierbereich an der Oberfläche um ungefähr 20 - 30 Grad, so daß ein Temperaturanstieg und -abfall in der Blattanwesenheitsperiode und der Abwesenheitsperiode wiederholt werden. Als Resultat kann der Temperaturanstieg in dem Blatt-Nicht-Passierbereich des Heizelements unterdrückt werden.
• Somit können die Blattknitterung und die thermische Verschlechterung der Stützwalze verhindert werden, so daß ein dauerhaftes Fixiersystem bereitgestellt werden kann.
• Ist die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit des Heizelements gering und die Wärmeverflüchtigung schnell, so ist der Temperaturabfall beim Stoppen der Wärmeerzeugung des Heizelements zu groß. Es könnte vorkommen, daß das Heizelement beim Ankommen des nächsten Aufzeichnungsmaterials an der Fixierklemmstelle N nicht auf die Fixiertemperatur erhitzt werden kann. In einem solchen Fall wird die Spannung der Energiezufuhr anstelle eines vollständigen Abschaltens der elektrischen Energiezufuhr zu dem Heizelement verringert, oder das Tastverhältnis der pulsförmigen elektrischen Energiezufuhr wird verringert, wodurch die Wärmeerzeugungsmenge verringert wird.
• Bei diesem Ausführungsbeispiel wird hinsichtlich der zur Veränderung der Nicht-Zufuhr-Periode in der Blattabwesenheitsperiode verwendeten Information die Anzahl von Blättern gezählt und die Schaltoperation erfolgt entsprechend der Anzahl. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die elektrische Energiezufuhr zu dem Heizelement unmittelbar nach dem Passieren des Aufzeichnungsblatts durch die Fixierklemmstelle N gestoppt und die Verringerungsgeschwindigkeit der Oberflächentemperatur des Heizelements erfaßt, und der Zeitpunkt der nächsten elektrischen Energiezufuhr zu dem Heizelement wird entsprechend der Verringerungsgeschwindigkeit bestimmt. Ist die Verringerungsgeschwindigkeit hoch, so bedeutet dies, daß die Vorrichtung wie beispielsweise die Stützwalze oder dergleichen noch kalt ist, und daher kann die Wärme leicht auf diese entweichen. Bei diesem Zustand wird die elektrische Energiezufuhr zu dem Heizelement zu einem frühen Zeitpunkt wiederaufgenommen. Ist dagegen die Verringerungs-geschwindigkeit gering, so kann die Wärme nicht leicht zu den anderen Elementen entweichen und die Vorrichtung befindet sich bereits im heißen Zustand. Daher wird die Nicht-Zufuhr-Periode so stark wie möglich verlängert, um den Temperaturanstieg in dem Blatt-Nicht- Passierbereich zu verhindern.
• Im einzelnen wird bei diesem Ausführungsbeispiel die Abfallperiode von 180 C auf 175ºC erfaßt und die Elektroenergie- Nicht-Versorgungsperioden werden wie folgt bestimmt:
• Nicht mehr als 100 ms: 0,4 s
• 100 - 300 ms: 1,2 s
• mehr als 300 ms: 2 s
• Somit wurde die Steuerung in drei Gruppen aufgeteilt. Das Verfahren der nachfolgenden Erhöhung der Temperatur auf 180ºC entspricht dem des vorgenannten Ausführungsbeispiels.
• Durch diese Maßnahme kann der Temperaturanstieg in dem Nicht- Blatt-Passierbereich des Heizelements wie bei dem vorgenannten Beispiel gemäß Fig. 32 unterdrückt werden. Bei dem vorgenannten Beispiel erfolgt das Umschalten in eindeutiger Weise auf Grundlage der Anzahl verarbeiteter Blätter. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird jedoch der Erwärmungsgrad der Vorrichtung bei der Steuerung wiedergespiegelt, und daher kann die Steueroperation mit den Umgebungsbedingungen in Einklang gebracht werden.
• Vorstehend wird die elektrische Energiezufuhr zu dem Heizelement 202 unmittelbar nach dem Passieren des Aufzeichnungsmaterials durch die Fixierklemmstelle N verringert, und der Erwärmungsgrad der Vorrichtung wird erfaßt. Es ist jedoch auch möglich, den Erwärmungsgrad der Vorrichtung durch Erfassen der aus einer Erhitzung für eine vorbestimmte Periode resultierenden Temperaturanstiegsgeschwindigkeit zu erfassen, wie beispielsweise 0,3 s. Als weitere Alternative kann der Erwärmungsgrad der Vorrichtung auf Grundlage der Temperaturanstiegsgeschwindigkeit ausgehend vom Beginn des vorangehenden Nicht-Passier-Bereichs unterschieden werden, und auf Grundlage der Unterscheidung erfolgt eine Änderung der Energie- Nicht-Zufuhrperiode in der Blattabwesenheitsperiode.
• Im Anfangsstadium der Dauerdruckoperation ergibt sich die Neigung zu einer nichtausreichenden Wärme und es stellt eine weitere mögliche Alternative dar, die Blattabwesenheits-Periodensteuerung auf Grundlage der Temperaturanstiegsgeschwindigkeit beim Erwärmen in der Blattintervallperiode zu bestimmen, und ab einem bestimmten Stadium der Blattabwesenheits- Periodensteuerung auf Grundlage der Temperatur-Abfallgeschwindigkeit bei abgeschalteter Energiezufuhr oder bei Niedrigenergiezufuhr.
• Es folgt die Beschreibung eines weiteren Ausführungs-beispiels, bei dem hinsichtlich der zum Verändern der Nicht-Zufuhr-Periode der Energie während der Blattabwesenheits-periode zu verwendenden Information die zum Beibehalten einer Heizelementtemperatur von 180ºC benötigte elektrische Leistung erfaßt wird.
• Ist die Stützwalze oder dergleichen im kalten Zustand, so ergibt sich ein hoher Wärmeübergang auf diese, und daher sind ungefähr 200 W erforderlich, um eine Temperatur von 180ºC des Heizelements beizubehalten. Gemeinsam mit dem Betrieb der Dauerverarbeitung erwärmt sich jedoch die Stützwalze oder dergleichen mit dem Ergebnis, daß sich die darauf übergehende Wärmemenge verringert. Dann sind zum Beibehalten der Temperatur von 180ºC des Heizelements ungefähr 100 W erforderlich.
• Dieses Ausführungsbeispiel basiert insbesondere auf dieser Tatsache, und es ist eine Einrichtung vorgesehen zum Erfassen der zum Beibehalten einer Heizelementtemperatur von 180ºC während der Blattbearbeitungsperiode erforderlichen Leistung. In Abhängigkeit der in der Blattbearbeitungsperiode eingegebenen elektrischen Leistung wird die Nicht-Energie-Zufuhrperiode in der nächsten Blattabwesenheitsperiode bestimmt.
• Im einzelnen werden die Nicht-Zufuhr-Perioden auf Grundlage der zur Beibehaltung einer Temperatur von 180ºC erforderlichen elektrischen Leistung bestimmt:
• 180 W oder mehr ist erforderlich: 0.4 s (Nicht- Zufuhr-Periode)
• 180 - 130 W: 1,2 s
• nicht mehr als 130 W: 2 s.
• Das Verfahren zum nachfolgenden Erhöhen der Temperatur auf 180ºC entspricht dem des vorhergehenden Ausführungsbeispiels.
• Durch diese Vorgehensweise kann der Temperaturanstieg des Heizelements, ähnlich dem vorgenannten Beispiel, auf ungefähr 210ºC unterdrückt werden, selbst wenn 7 Umschläge aufeinanderfolgend zugeführt werden.
• Bei diesem Beispiel wird die Nicht-Zufuhr-Periode in der Blattabwesenheitsperiode ohne Berücksichtigung des Blattformats geändert. Es ist jedoch möglich, eine solche Steuerung nur bei kleinen Blattformaten durchzuführen. Für den Fall des zur Beschreibung dieses Ausführungsbeispiels verwendeten Laserstrahldruckers entspricht das maximal verwendbare Format dem LTR-Format und daher ist die Nicht-Blattzuführ-Periode in der Blattabwesenheitsperiode nur für das B5-Blatt oder den Umschlag oder dergleichen vorgesehen. Hinsichtlich des Verfahrens zum Erfassen des Blattformats,
• (1) wird im Falle einer Kassettenblattzufuhr das Blattformatsignal der Kassette verwendet:
• (2) In der Blattzufuhrstation ist ein Sensor vorgesehen und die Länge des Blatts wird durch den Sensor erfaßt und das Blattformat auf Grundlage der Erfassung geschätzt. Dabei sind alle bekannten Verfahren zur Bestimmung des Blattformats einsetzbar.
• Wird festgestellt, daß kleinformatige Blätter aufeinanderfolgend verarbeitet werden, so wird das Blattintervall oder die Blattabwesenheitsperiode gegenüber dem Briefformat um 2 s verlängert. Im einzelnen wird die Periode bei den kleinformatigen Blättern auf 4,4 s festgelegt, während sie bei den Briefformatblättern 2 - 4 s beträgt. In einer solchen Periode wird die Nicht-Zufuhr-Periode geändert. Dadurch kann die Reinigungsperiode in der Blattabwesenheitsperiode im Falle von kleinformatigen Blättern verlängert werden, wodurch der Temperaturanstieg in der Blattabwesenheitsperiode weiter verringert wird.
• Somit kann der Durchsatz bei der Verarbeitung des maximalen Blattformats beibehalten werden. Nur bei einer Verarbeitung der kleinformatigen Blätter wird der Durchsatz geringfügig verringert, aber der Temperaturanstieg in dem Blatt-Nicht Passierbereich kann verhindert werden.
• Wie vorstehend beschrieben, wird bei diesem Ausführungsbeispiel die Tatsache der Verwendung des kleinformatigen Blatts durch einen in der Blattzufuhrstation angeordneten Sensor erfaßt und das Blattintervall wird beim Zuführen des kleinformatigen Blatts auf ungefähr 106 mm (4,4 s) festgelegt, und die Nicht-Energie-Zufuhrperiode wird verändert. Im einzelnen wird die Energiezufuhr vom ersten - fünften Blatt für 1,0 s ausgeschaltet, und die Heizelementtemperatur wird in der Restperiode, d.h. 3,4 s, auf 180ºC erhöht. Beim fünften - zehnten Blatt wird die Energiezufuhr für 1,7 s ausgeschaltet und für 1,7 s eingeschaltet. Beim zehnten und nachfolgenden Blättern wird die Energiezufuhr für 3.8 s abgeschaltet und für 0,6 s eingeschaltet, wodurch die elektrische Energiezufuhr gesteuert wird.
• Durch diese Maßnahme wird der Temperaturanstieg in dem Blatt- Nicht-Passierbereich weiter unterdrückt. Nach dem 70ten Blatt verringert sich die Oberflächentemperatur des Heizelements um weitere 10 Grad, so daß eine noch stabilere Blattverarbeitung ermöglicht wird.
• Hinsichtlich der zum Verändern der Nicht-Energie-Zufuhrperiode in der Blattabwesenheitsperiode zu verwendenden Information können auch die zur Beibehaltung einer Heizelementtemperatur von 180ºC erforderliche elektrische Leistung oder die Temperatur-Abfallgeschwindigkeit während der Nicht-Energiezufuhr verwendet werden, mit denselben vorteilhaften Wirkungen.
• Auf diese Weise wird eine Nicht-Aktivierungsperiode bei der fortlaufenden Verarbeitung der kleinformatigen Blätter (B5 oder Umschlag oder dergleichen) in der Blattabwesenheitsperiode bereitgestellt und auf Grundlage des Zustands der Vorrichtung verändert, wodurch der Temperaturanstieg in dem Blatt-Nicht-Passierbereich des Heizelements im Falle der Verarbeitung kleinformatiger Blätter unterdrückt werden kann, und daher können die sich aus einer Überhitzung des Blatt- Nicht-Passierbereichs des Heizelements ergebenden Probleme vermieden werden.
• Es folgt die Beschreibung eines weiteren Ausführungs-beispiels, in dem eine fehlerhafte Erfassung der Heizelementtemperatur beim Bestimmen der Einstelltemperatur des Heizelements sicher verhindert wird.
• Bei dieser Vorrichtung wird das Heizelement bei der Heizelementanlaufoperation mit einer konstanten elektrischen Leistung von 500 W betrieben. Dies wird durch Verwenden einer Leistungssteuereinrichtung erreicht, in der eine Pulsbreitenmodulation in Form einer Phasensteuerung oder Wellenanzahlsteuerung oder dergleichen auf Grundlage der Information einer Wechselspannungs-Erfassungsschaltung oder einer Wärmeerzeugungselement-Widerstandserfassungseinrichtung oder dergleichen verwendet wird.
• Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Frequenz 50 Hz und die Wechselspannung 100 V, und die Grundzahl von Wellen bei der Wellenanzahlsteuerung beträgt 20 Wellen. Das Heizelement wird zu Beginn mit 14 Wellen ein und 6 Wellen aus betrieben. Befindet sich dabei die Gesamtvorrichtung im kalten Zustand, so ist die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit des Heizelements nicht hoch, wogegen die Anstiegsgeschwindigkeit hoch ist, wenn sich die Gesamtvorrichtung einschließlich der Stützwalze oder Stütze im warmen Zustand befindet. Daher kann der thermische Zustand der Vorrichtung auf Grundlage der Geschwindigkeit erfaßt werden. Dementsprechend wird eine Einstelltemperatur für das Heizelement für das erste Blatt bestimmt, durch die die Filmtemperatur für das erste Blatt derart gesteuert werden kann, daß sie sich in einem Temperaturbereich befindet, in dem eine nichtausreichende Fixierung und ein hoher Temperaturoffset vermieden wird.
• Es folgt die Beschreibung der Dauerdruckoperation. In diesem Fall wird die Heizelementtemperatur über den in Fig. 33 gezeigten Algorithmus festgelegt. Im einzelnen wird
• (1) die elektrische Energiezufuhr zu dem Heizelement zeitgleich mit dem Verlassen der Fixierklemmstelle N durch das Aufzeichnungsmaterial P zwangsweise für 0,6 s abgeschaltet:
• (2) Wird das Heizelement nicht mit Energie versorgt, so wird die Heizelement-Temperaturverringerung bei 0,5 s erfaßt: und
• (3) auf Grundlage der Erfassung wird die Steuertemperatur des Heizelements für das nächste Blatt entsprechend der nachstehenden Tabelle 7 bestimmt. Tabelle 7
• (4) Die Temperatursteuerung für das Heizelement 2 wird für das nächste Blatt P gestartet.
• Die Temperatur-Verringerungsgeschwindigkeit wird während der Nicht-Energiezufuhr-Periode erfaßt. Sind beide gleich, wie bei der bekannten Vorrichtung, so erfolgt eine fehlerhafte Erfassung mit dem Ergebnis, daß die eingestellte Temperatur entsprechend Fig. 34 in unbeabsichtigter Weise auf 200ºC umgeschaltet wird, selbst wenn immer noch 210ºC erforderlich sind. In diesem Fall wird ein nichtausreichend fixiertes Bild ausgetragen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die fehlerhafte Erfassung, wie in Fig. 35 gezeigt, vermieden, so daß die Heizelementoberflächentemperatur sicher entsprechend der Tabelle 1 gesteuert wird.
• Dadurch kann die Temperatur-Verringerungsgeschwindigkeit des Heizelements mit Sicherheit erfaßt werden. Auf Grundlage dieser Informationen kann der thermische Zustand der Gesamtheit der Vorrichtung inklusive der Stützwalze vorhergesagt werden. Dann kann die Filmtemperatur durch geeignete Veränderung der Einstelltemperatur für das Heizelement konstant gehalten werden, wie in Fig. 36 dargestellt, wodurch eine nichtausreichende Bildfixierung und ein hoher Temperaturoffset vermieden werden.
• Bei dem vorgenannten Beispiel wird die Verringerungs-geschwindigkeit des Heizelements erfaßt. Es ist jedoch dieselbe vorteilhafte Wirkung erzielbar, wenn die Einstelltemperatur des Heizelements auf Grundlage der durch das Heizelement nach einer vorbestimmten Zeitdauer erreichten Temperatur verändert wird, wie bei diesem Beispiel.
• Im einzelnen wird die Einstelltemperatur des Heizelements durch den in Fig. 37 gezeigten Algorithmus bestimmt.
• (1) Zeitgleich mit dem Verlassen der Fixierklemmstelle N durch das Aufzeichnungsmaterial wird die elektrische Energiezufuhr zu dem Heizelement für 1,7 s abgeschaltet:
• (2) Die in 1,5 s erreichte Temperatur des Heizelements wird erfaßt:
• (3) Die Heizelement-Steuertemperatur für das nächste Blatt wird entsprechend der nachstehenden Tabelle 8 bestimmt Tabelle 8
• (4) Die Temperatursteuerung für das Heizelement wird für das nächste Blatt gestartet.
• Durch diese Maßnahme kann die Heizelementtemperatur ohne fehlerhafte Erfassung, wie beim vorgenannten Beispiel, gesteuert werden. Als Resultat wird eine konstante Temperatur des Films sichergestellt und daher ein hoher Temperaturoffset und eine nichtausreichende Bildfixierung verhindert.
• Bei dem vorgenannten Beispiel wird die Verringerungs-geschwindigkeit zeitgleich mit der Unterbrechung der elektrischen Energiezufuhr zu dem Heizelement erfaßt. Im vorliegenden Beispiel wird sichergestellt, daß der Beginn der Verringerungsgeschwindigkeitserfassung nach dem Unterbrechen der elektrischen Energiezufuhr zu dem Heizelement erfolgt. Im einzelnen wird der in Fig. 38 gezeigte Algorithmus zum Bestimmen der Steuertemperatur für das Heizelement für das nächste Blatt verwendet.
• (1) Wenn das Aufzeichnungsmaterial die Fixierklemmstelle N verläßt, so wird die elektrische Energiezufuhr zu dem Heizelement 2 für 0,7 s zwangsweise abgeschaltet:
• (2) Die Heizelement-Temperaturverringerung von 0,1 s bis 0,6 s, in denen das Heizelement 2 nicht mit Energie versorgt wird, wird erfaßt:
• (3) Auf Grundlage der Erfassung wird die Steuertemperatur für die Heizelementoberfläche für das nächste Blatt entsprechend Tabelle 9 bestimmt.
• (4) Die Temperatursteuerung für das Heizelement wird gestartet.
• Entsprechend diesem Beispiel wird die in Fig. 39 gezeigte fehlerhafte Operation beim Beginn der Erfassung der Heizelementtemperatur-Verringerungsgeschwindigkeit vermieden.
• Gemäß diesem Beispiel kann die Heizelementtemperatur-Verringerungsgeschwindigkeit, wie in Fig. 40 dargestellt, richtig erfaßt werden, selbst wenn eine Veränderung der Blattzufuhrgeschwindigkeit mit dem Ergebnis einer Veränderung der Zeitpunkte, in denen die Blatthinterkanten die Fixierklemmstelle N verlassen, auftritt. Durch Verändern der Heizelement-Steuertemperatur auf Grundlage der Information können gutfixierte Bilder erzeugt werden.
• Es folgt die Beschreibung eines weiteren Beispiels, bei dem eine Temperatursteuerbetriebsart für die Blattabwesenheitsperiode vorgesehen ist, wobei die Temperatur in dieser Betriebsart in einer vorbestimmten Zeitdauer (0,5 s) auf eine vorbestimmte Temperatur verringert wird.
• Bei dem vorgenannten Beispiel wird lediglich die Temperatur erfaßt, obwohl die Blattabwesenheits-Periodensteuerbetriebsart vor 0,5 s gestartet wurde, es wird fehlerhaft erfaßt, daß sich die Vorrichtung in heißem Zustand befindet, wenn die Temperatur nach 0,5 s aufgrund der Temperaturwelligkeit höher als die Steuertemperatur ist. Daher wird die Steuertemperatur für das Heizelement verringert.
• Um eine solche fehlerhafte Erfassung zu verhindern, wird in dem vorliegenden Beispiel die Steuertemperatur für das Heizelement durch den in Fig. 41 gezeigten Algorithmus bestimmt.
• (1) Beim Verlassen der Fixierklemmstelle N durch das Aufzeichnungsmaterial P wird das Heizelement 2 zwangsweise für 1,7 s abgeschaltet:
• (2) Die 1.5 s nach dem Ausschalten des Heizelements erreichte Temperatur wird erfaßt:
• (3) Auf Grundlage der Erfassung wird die Steuertemperatur für das nächste Blatt entsprechend der nachstehenden Tabelle 10 bestimmt. Tabelle 10
• (4) Ist die Blattabwesenheitsperiode lang, so wird die Blattabwesenheits-Periodensteuerbetriebsart an einer gegenüber der Steuertemperatur um 15 Grad verringerten Stelle vorgesehen:
• (5) Beim Erreichen der Fixierklemmstelle N durch das Aufzeichnungsmaterial P wird die Verarbeitungsbetriebsart auf die Temperatursteuerbetriebsart für die Blattbearbeitung umgeschaltet.
• Dadurch ergibt sich eine in Fig. 42 dargestellte Oberflächentemperatur. Durch Bereitstellen der zweiten Temperatursteuerbetriebsart in der Blattabwesenheitsperiode kann die Oberflächen-Steuertemperatur für das Heizelement ohne fehlerhafte Erfassung geändert werden.
• In dem vorgenannten Beispiel wird das Heizelement in der Blattabwesenheitsperiode zwangsweise abgeschaltet und die Temperaturverringerung erfaßt. Als mögliche Alternative kann eine vorbestimmte elektrische Energiezufuhr in der Blattabwesenheitsperiode zwangsweise durchgeführt werden, wobei die Temperaturerhöhung in einer gegenüber der Einschaltperiode kürzeren Periode erfaßt wird, anhand derer der thermische Zustand der Vorrichtung vorhergesagt werden kann, wodurch die Steuertemperatur für das nächste Blatt sicher bestimmt wird.
• Wie bei den vorgenannten Beispielen kann eine fehlerhafte Erfassung für die Temperaturänderung des Heizelements dadurch verhindert werden, daß die Periode, in der eine konstante Leistung zugeführt wird, oder die Periode, in der die Energiezufuhr zwangsweise abgeschaltet wird, länger ist, als die Zeitdauer, in der die Temperaturänderung des Heizelements erfaßt wird.
• Es folgt die Beschreibung eines weiteren Ausführungsbeispiels, bei dem eine auf die Temperaturänderung des Heizelements bezogene fehlerhafte Erfassung vermieden wird.
• Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt der Anlauf des Heizelements mit einer konstanten elektrischen Energiezufuhr von 500 W. Es wird eine elektrische Leistung mit einer Frequenz von 50 Hz und einer Wechselspannung von 100 V verwendet. Die Grundzahl von Wellen bei der Wellenanzahlsteuerung beträgt 20 Wellen. Der Anlauf des Heizelements erfolgt mit 14 Wellen ein und 6 Wellen aus.
• Befindet sich die Gesamtvorrichtung zu diesem Zeitpunkt im kalten Zustand, so ist die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit des Heizelements gering. Befindet sich dagegen die Gesamtvorrichtung inklusive der Andruck- oder Stützwalze und der Stütze im warmen Zustand, so ist die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit hoch. Daher kann der thermische Zustand der Vorrichtung durch Erfassen der Geschwindigkeit vorausgesagt werden. Auf Grundlage der Voraussage wird die Einstelltemperatur des Heizelements für das erste Blatt bestimmt, so daß die Filmtemperatur für das erste Blatt derart bestimmt werden kann, daß sie sich in einem Bereich befindet, innerhalb dem eine nichtausreichende Bildfixierung und ein hoher Temperaturoffset vermieden werden. Dies entspricht den vorgenannten Ausführungsbeispielen.
• Es folgt die Beschreibung für den Fall eines fortlaufenden Zuführens der Aufzeichnungsblätter In diesem Fall wird die Heizelementtemperatur durch den in Fig. 43 gezeigten Algorithmus festgelegt.
• (1) Zeitgleich mit dem Verlassen der Fixierklemmstelle N durch das Aufzeichnungsmaterial P wird die Steuertemperatur von T1 auf T' umgeschaltet. (2) Der Zeitgeber wird gestartet. (3) Ist die Temperatur T des Heizelements höher als T', so schreitet der Ablauf nach (4). (4) Erreicht der Zeitgeber nicht die Abtastperiode, so kehrt der Ablauf zurück nach (3). Führt die Unterscheidung in (3) zu einer Bejahung, so wird in (5) eine Kennung gesetzt. (6) Die Steuertemperatur in der Blattabwesenheitsperiode wird zuerst auf T' festgelegt. Überschreitet der Zeitgeber in (4) die Abtastperiode, so schreitet der Ablauf nach (6), ohne die Kennung zu setzen, und die Steueroperation erfolgt mit der Temperatur T'. Wird in (7) die Kennung für das nächste Aufzeichnungsmaterial gesetzt, so schreitet der Ablauf nach (8) und das Heizelement wird mit derselben Temperatur T1 wie bei dem vorhergehenden Aufzeichnungsmaterial gesteuert. Wird die Kennung in (7) nicht gesetzt, so wird die Steuertemperatur in (9) auf T2 umgeschaltet und die nächste Aufzeichnungsmaterial-Fixieroperation wird ausgeführt. Der Temperaturwechsel im Falle der vorgenannten Steuerung ist in Fig. 44 dargestellt.
• Auf diese Weise wird die Kennung so verwendet, daß sie beim Feststellen des kalten Zustands der Vorrichtung gesetzt und die Steuertemperatur während der Blattanwesenheitsperiode nicht gesteuert wird, wogegen die Steuertemperatur verringert wird, wenn sie nicht gesetzt ist. Dadurch kann die Filmtemperatur in einem Temperaturbereich gehalten werden, in dem eine nichtausreichende Bildfixierung oder ein hoher Temperaturoffset vermieden werden kann.
• Es folgt die Beschreibung der Experimente. Die Steuertemperatur für das Heizelement 2 wird während der Blattanwesenheitsperiode nacheinander in der in Tabelle 11 gezeigten Weise umgeschaltet. Im einzelnen wird die Steuertemperatur für das Heizelement während der Blattanwesenheitsperiode bei nichtgesetzter Kennung in folgender Weise verändert:
• von 180ºC auf 170ºC
• von 170ºC bis 163ºC, und
• von 163ºC bis 155ºC.
• Die Abtastzeit t0 = 0,3 s. Tabelle 11
• Als Resultat kann die Temperatur des Films, wie in Fig. 45 dargestellt, in einem Bereich ohne hohen Temperaturoffset und ohne nichtausreichende oder mangelhafte Bildfixierung gehalten werden.
• Bei dem vorgenannten Beispiel wird die nächste Steuertemperatur auf Grundlage der Tatsache bestimmt, ob die Kennung gesetzt ist oder nicht. Im vorliegenden Beispiel erfolgt eine Unterscheidung dahingehend, ob der Zeitpunkt, zu dem die Blattabwesenheitsperioden-Temperatursteuerung beginnt frühzeitig ist oder nicht. Im einzelnen wird die Zeitdauer t vom Erreichen der Blattabwesenheitsperioden-Steuertemperatur bis zu einer vorbestimmten Zeit t&sub0;', (es kann sich dabei um eine vom Beginn der Blattabwesenheitssteuerung ausgehende Steuerperiode handeln) gemessen. Die Zeit t ist kurz, falls der Film und die Stützwalze erwärmt sind, und lang, falls sie kalt sind.
• Daher wird die Steuertemperatur für das nächste Auf-zeichnungsmaterial bei kurzer Zeitdauer t, wie in Fig. 46 durch t&sub1; in (a) dargestellt ist, auf T2 verringert. Andererseits wird die Steuertemperatur T1 bei langem t, wie durch t&sub2; in (b) dargestellt ist, für das nächste Aufzeichnungsmaterial beibehalten.
• Dieselben Ergebnisse wie in Fig. 45 werden auch in der nach folgenden Weise erhalten. Die Steuertemperaturen während der Blattabwesenheits- und -anwesenheitsperiode entsprechen denen des Ausführungsbeispiels. Die Zeitdauer t&sub0;' beträgt 0,3 s. Ist t ≤ 0,2 s, so gleicht die Steuertemperatur für das nächste Aufzeichnungsmaterial der des vorhergehenden Aufzeichnungsmaterials. Bei 0,3 s ≥ t > 0,2 s wird die Steuertemperatur für das nächste Aufzeichnungsmaterial um eine Stufe verringert. Mit anderen Worten, es wird die Temperatur für das nächste Aufzeichnungsmaterial auf 170ºC verringert, wenn bei dem vorhergehenden Aufzeichnungsmaterial die 180ºC-Steuerung erfolgte.
• Es folgt die Beschreibung eines weiteren Ausführungs-beispiels, bei dem die fehlerhafte Erfassung für die Heizelement-Temperaturveränderung vermieden wird und die Filmtemperatur in jeder Betriebsart der Vorrichtung auf konstantem Pegel gehalten werden kann, um die nichtausreichende Fixierung oder den hohen Temperaturoffset der Bildheizvorrichtung zu vermeiden.
• Fig. 47 zeigt einen zeitabhängigen Veränderungskurvenverlauf der Heizelementtemperatur, der Filmtemperatur und der Stützwalzentemperatur während der Dauerdruckoperation.
• Bei der Anlaufphase des Heizelements wird die Temperatur für das Heizelement entsprechend dem Algorithmus gemäß Fig. 48 und der nachfolgenden Tabelle 12 festgelegt: Tabelle 12
• Das Heizelement wird mit einer konstanten elektrischen Energiezufuhr von 700 W gestartet. Erreicht die Heizelementtemperatur 165ºC, so wird die zugeführte Leistung auf 500 W umgeschaltet.
• Im einzelnen steuert die Elektroleistungs-Steuereinrichtung auf Grundlage der Information von dem Wechselspannungs-quellendetektor und der Heizelementwiderstands-Erfassungseinrichtung durch Pulsbreitenmodulation wie beispielsweise Phasensteuerung und Wellenanzahlsteuerung oder dergleichen, um eine konstante elektrische Energiezufuhr bereitzustellen. In diesem Beispiel wurde ein 700 W-Heizelement (100 % Energiezufuhr) bei einer Frequenz von 50 Hz und einer Wechselspannung von 100 V verwendet. Die Wechselspannung wurde zum Bereitstellen der konstanten 500 W mit 100 ms ein und 40 ms aus gesteuert.
• Befindet sich die gesamte Vorrichtung in kaltem Zustand, so ist die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit des Heizelements gering. Ist dagegen die gesamte Vorrichtung warm, so ist die Anstiegsgeschwindigkeit hoch. Daher kann die Temperatur der Stützwalze oder der Stütze vorhergesagt werden, wenn die Anstiegsgeschwindigkeit betrachtet wird. Auf Grundlage dieser Vorhersage wird die Einstelltemperatur des Heizelements für das erste Blatt gesteuert. Durch diese Maßnahme kann die Filmtemperatur durch einen einfachen Vorgang beibehalten werden, um die nichtausreichende Fixierung und den hohen Temperaturoffset unabhängig von der vorherigen Betriebsweise der Vorrichtung verhindert werden.
• Wird sie bei der Blattabwesenheitsperiode beispielsweise auf 200ºC gesteuert, so wird die Temperaturzufuhr abwechselnd zwischen einem gegenüber der erforderlichen elektrischen Leistung geringfügig höheren Pegel und geringfügig niedrigerem Pegel geschaltet, wodurch die Temperatur-welligkeit reduziert wird.
• Bei der zur Beibehaltung der Temperatur von 200ºC erforderlichen elektrischen Leistung wird beispielsweise ein hoher Pegel von 190 W und ein niedriger Pegel von 170 W bei der Steueroperation in geeigneter Weise geschaltet. Dies basiert auf der Erkenntnis, daß es aufgrund der Tatsache, daß es schwierig ist, selbst durch eine Phasensteuerung und eine Wellenanzahlsteuerung auf die erforderliche Leistung richtig zu steuern, besser ist, durch den hohen und niedrigen Pegel gegen die Veränderung der Wärmekapazität der Vorrichtung und deren Erwärmungsgrad zu steuern. In der Blattabwesenheits-periode beträgt der hohe Pegel 190 W und niedrige Pegel ist deutlich geringer als dieser, beispielsweise 0 W.
• Dann ergibt sich, wie in Fig. 49 gezeigt, eine große Temperaturwelligkeit. Wie in (a) angedeutet ist, ist die Temperaturwelligkeit groß, wenn sich die Vorrichtung im kalten Zustand befindet, da die Wärme des Heizelements rasch auf die Stützwalze 10 oder den Film 1 übergeht. Andererseits ist die Welligkeit nach ungefähr 50 Blättern Dauer-verarbeitung klein, wie in (b) angedeutet ist, da die Vorrichtung bereits warm ist.
• Dementsprechend kann der Erwärmungsgrad der Stützwalze 10 und des Films 1 durch Messung des Welligkeitsgrads (Tp - Tb) unterschieden werden. Daher kann die Steuertemperatur während der Blattanwesenheitsperiode auf Grundlage von (Tp von Tb) geschaltet werden, und danach kann die Druckoperation ohne Offset und nichtausreichende Bildfixierung fortgesetzt werden.
• In dem Beispiel gemäß Fig. 47 wird die Steuertemperatur entsprechend dem Welligkeitsgrad und der nachstehenden Tabelle 13 geschaltet. Tabelle 13
• Durch Steuern der Heizelementtemperatur auf Grundlage des Erwärmungsgrads der Vorrichtung und durch allmähliches Verringern der Temperatur während der Dauerdruckoperation konnten die nichtausreichende Bildfixierung und der Toneroffset verhindert werden.
• Die Hoch- und Niederleistungssteuerung in der Blatt-abwesenheitsperiode können auch lediglich in einem Teil der Blattabwesenheitsperiode durchgeführt werden. Es ist ausreichend, wenn die Steuerbetriebsart zu geeigneten Zeitpunkten auf die Blattanwesenheits-Betriebsartsteuerung umgeschaltet wird, bei denen die geeignete Steuertemperatur erreicht wird, bevor das Aufzeichnungsmaterial P in die Fixierklemmstelle eintritt.
• Bei dem vorgenannten Beispiel basierte die Steuerung auf Tp - Tb, die Steueroperation kann aber auch auf Grundlage von Tb oder Tp durchgeführt werden.
• Die nachstehende Tabelle 14 wurde zur Steuerung auf Grundlage von Tb verwendet, und die nachstehende Tabelle 15 für eine Steuerung auf Grundlage von Tp. In jedem Fall war eine Dauerdruckoperation ohne Toneroffset und ohne nichtausreichende Fixierung möglich. Tabelle 14
• Bei dem vorgenannten Beispiel wird das Heizelement unabhängig von der Blattabwesenheitsperiode und der Blattanwesenheitsperiode mit derselben Temperatur gesteuert. In dem vorliegenden Beispiel wird jedoch die Steuertemperatur für die Blattabwesenheitsperiode gegenüber der während der Blattanwesenheitsperiode um nicht weniger als 15 Grad verringert.
• Dadurch kann der Temperaturanstieg während der Dauer-druckoperation unterdrückt werden&sub4; Darüber hinaus kann der Temperaturanstieg in dem Blatt-Nicht-Passierbereich des Heizelements während der Kleinformatdauerverarbeitung verringert werden, und zusätzlich kann ein unnötiger Elektroenergieverbrauch verhindert werden.
• Es dient auch zum Verringern der Welligkeit oder dergleichen, um dadurch die Erfassungsgenauigkeit zu erhöhen. Der Vergleich der Welligkeit ist in Fig. 50 dargestellt; (a) zeigt den Fall der Tabellen 8 und 9; und (b) gilt für dieses Beispiel. In dieser Figur kennzeichnet T die Steuertemperatur für die Blattanwesenheitsperiode und T' die Steuertemperatur für die Blattabwesenheitsperiode.
• Wie in den vorstehenden Beispielen beschrieben wurde, wird die Temperaturwelligkeit reduziert durch Steuern der elektrischen Energiezufuhr zu dem Heizelement in der Blattabwesenheitsperiode unter Verwendung des hohen Pegels und des niedrigen Pegels, der deutlich niedriger als der hohe Pegel ist. Unter Verwendung des Welligkeitsgrads wird die Steuertemperatur für das nächste Aufzeichnungsmaterial verändert, um eine Dauerdruckoperation ohne Offset und nichtausreichender Bildfixierung zu ermöglichen.
• Es folgt die Beschreibung eines weiteren Ausführungs-beispiels, bei dem die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit beim Anlauf des Heizelements zu einer vorbestimmten Temperatur mit der durch eine Wellenanzahlsteuerung gesteuerten elektrischen Energiezufuhr erfaßt wird und der variable Steuerwert danach entsprechend der Geschwindigkeit bestimmt wird. In einer solchen Vorrichtung wird der Fehler bei der Geschwindigkeitserfassung verringert und die Steuerung wird bei diesem Ausführungsbeispiel nach der Anlaufphase richtig ausgeführt. Das Heizelement wird in der Anlaufphase mit 500 W konstanter elektrischer Leistung betrieben. Dabei wird die dem Heizelement zugeführte elektrische Energie durch eine Wellenanzahlsteuerung auf Grundlage der Information einer nicht gezeigten Wechselspannungs-Erfassungsschaltung und einer Heizelementwiderstands-Erfassungseinrichtung oder dergleichen gesteuert, so daß die elektrische Energiezufuhr zu dem Heizelement unabhängig von dem Eingangsspannungspegel 500 W beträgt.
• Bei diesem Beispiel wurde eine Wechselspannung von 115 V mit einer Frequenz von 50 Hz verwendet. Die Grundwellenzahl der Wellenanzahlsteuerung betrug 20 und das Heizelement wurde mit 15 Wellen ein und 10 Wellen aus gestartet.
• Dem entsprechend beträgt die zum Wiederholen einer Periode der Grundzahl von Wellen erforderliche Zeit tw:
• tw = 1,0 (s) x [20 Wellen/(50 Hz x 2)]
• = 0,2 (s) = 200 (ms)
• In der vorstehenden Gleichung erscheint "50 (Hz) x 2", da in der Wellenanzahlsteuerung gemäß diesem Beispiel eine Halbwelle der Wechselstromperiode als eine Welle gezählt wird. Mit anderen Worten, die Wellenanzahl innerhalb 1 s beträgt 100.
• Bei der Wellenanzahlsteuerung erhöhte sich die Heizelementtemperatur mit geringer Temperaturwelligkeit. Erfaßt der Thermistor die Temperatur von 120ºC, so erfaßt die CPU die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit in einer konstanten Zeitperiode tbase.
• Im einzelnen startet die CPU beim Erreichen der Temperatur von 120ºC einen Zeitgeber und erfaßt den Temperaturanstieg innerhalb einer vorbestimmten Zeitperiode tbase.
• Mit anderen Worten, die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit stellt eine mittlere Temperaturanstiegsgeschwindigkeit innerhalb tbase dar. Erhöht sich die Temperatur innerhalb der tbase-Periode um T Grad, so beträgt die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit v:
• v = dD/d (tbase).
• Befindet sich die gesamte Vorrichtung dabei im kalten Zustand, so ist die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit des Heizelements gering. Ist sie dagegen warm, so ist die Anstiegsgeschwindigkeit hoch. Daher kann der Temperatur-zustand der Andruckwalze oder Stütze vorhergesagt werden, wenn die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit v berücksichtigt wird. Auf Grundlage der Vorhersage wird die Steuerung für das erste Blatt (Steuertemperatur und zugeführte elektrische Leistung oder dergleichen) bestimmt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Steuertemperatur entsprechend der nachstehenden Steuertabelle 16 bestimmt. Tabelle 16
• Unter den Bedingungen dieses Beispiels wurde bestätigt, daß die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit zwischen einer Heizelementtemperatur von 100ºC und 160ºC ungefähr 150 Grad/s beträgt, falls die elektrische Energie mit der Grundzahl von Wellen zugeführt wird. Dies ist die höchste Temperatur-anstiegsgeschwindigkeit bei diesem Ausführungsbeispiel.
• Fig. 51 zeigt die Wellenzahlwelligkeit, wenn die Heiz-elementtemperatur bei diesem Ausführungsbeispiel erhöht wird. Die mittlere Temperaturanstiegsgeschwindigkeit pro Grundwellenzahleinheit des Heizelements wird durch eine Steigung dargestellt.
• Die Geschwindigkeit entspricht der Temperaturanstiegsgeschwindigkeit, die erfaßt wird, wenn das Heizelement mit Voller elektrischer Energiezufuhr ohne Verwendung der Wellenanzahlsteuerung auf 500 W gestartet wird.
• Um die Konstantelektroleistungssteuerung unter Verwendung der Wellenanzahlsteuerung zu bewirken, ist es wünschenswert, die mittlere Anstiegsgeschwindigkeit immer unter der Bedingung zu erhalten, daß der Temperaturanstieg beträgt.
• Daher ist es erforderlich, daß das beim Erfassen der Anstiegsgeschwindigkeit erfaßte Ausgangssignal eine Steigung oder höher aufweist.
• Bei diesem Beispiel beträgt die Anstiegsgeschwindigkeits-meßdauer tbase 200 ms, um mit der für einen Zyklus der Grundwellenzahl erforderlichen Zeit tbase übereinzustimmen. Mit anderen Worten,
• tbase = tw.
• Fig. 52 zeigt die Zeitsteuerung für die Temperaturanstiegsgeschwindigkeitserfassung bei diesem Ausführungsbeispiel. Der Temperaturanstieg des Heizelements innerhalb einer Periode tw der Grundwellenzahl ist konstant, unabhängig davon, zu welchem Zeitpunkt innerhalb der Grundwellenzahl mit dem Zählvorgang begonnen wird.
• Daher wird die Temperatur immer ausgehend vom Beginn der Messung (120ºC) am Ende eines Zyklus der Grundwellenzahl gemessen, falls die Meßperiode tbase für die Temperatur-anstiegsgeschwindigkeit mit einer Periode tw der Grundwellenzahl in Übereinstimmung gebracht wird, und daher weist die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit v = dD/d(tbase) innerhalb der Zeitperiode tbase in Fig. 51 dieselbe Steigung auf.
• Mit anderen Worten, das übliche Fehlerproblem (Veränderung der Messungen) tritt nicht auf, unabhängig davon, in welcher Position innerhalb der Grundwellenzahl die Messung beginnt.
• Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Grundwellenzahl 20, falls die Grundwellenzahl aber geändert wird, so wird die Zeit tbase verändert. Beispielsweise beträgt sie 100 ms bei einer 10-Wellen-Steuerung und 150 ms bei einer 15-Wellen- Steuerung.
• Die Wellenanzahl innerhalb der Grundwellenzahl, während der das Heizelement aktiviert wird, ist nicht auf 10 beschränkt, sondern kann im Falle der 20-Wellen-Steuerung von 0 - 20 verändert werden.
• Der Konstantleistungs-Steuerungspegel ist in Abhängigkeit der individuellen Vorrichtungen veränderbar und nicht auf 500 W beschränkt, wie bei diesem Beispiel.
• Wie vorstehend beschrieben, kann die Temperaturanstiegs-geschwindigkeit unabhängig vom Startpunkt der Meßperiode innerhalb der Grundwellenzahlperiode genau gesteuert werden, sofern die Meßperiode für die Temperaturanstiegs-geschwindigkeit mit einem Zyklus der Grundwellenzahl in Übereinstimmung gebracht wird. Bei dem vorgenannten Beispiel entspricht die Meßperiode tbase für die Anstiegs-geschwindigkeit einen Zyklus tw der Grundwellenzahl, die Meßperiode tbase kann aber auch der Grundwellenzahlperiode tw multipliziert mit einer ganzen Zahl entsprechen, d.h. tbase kann ntw betragen (n = 1, 2, 3 ...).
• Wie vorstehend beschrieben, verändert sich die Anstiegs-geschwindigkeit innerhalb der Grundwellenzahlperiode nicht, unabhängig davon, ob der Zählvorgang zu einem beliebigen Zeitpunkt ausgeführt wird. Dies gilt unabhängig davon, ob die Grundwellenzahl wiederholt wird. Daher wird die Anstiegs-geschwindigkeit innerhalb der mit der ganzen Zahl multiplizierten Grundwellenzahlperiode erfaßt, wodurch die Anstiegsgeschwindigkeit ähnlich dem vorgenannten Beispiel ohne Veränderungen erfaßt werden kann. Das bedeutet, daß die korrekte Temperaturanstiegsgeschwindigkeit erhalten werden kann.
• Beispielsweise entspricht im Falle der 20-Wellen-Steuerung eins-zu-eins 200 ms, doppelt 400 ms, dreifach 600 ms.
• Dies ist in Fig. 53 dargestellt. Wird sie mit der ganzen Zahl multipliziert, so weist die Temperaturanstiegslinie überall denselben Wert auf.
• Wie in dem vorgenannten Beispiel beschrieben wurde, ist diese aufgrund einer eins-zu-eins-Erfassung von 0 auch 0, wenn die Meßdauer der mit einer ganzen Zahl multiplizierten Grundwellenzahlperiode entspricht.
• Ist die Meßperiode lang, beispielsweise doppelt oder dreifach, so können geringe Zeitsteuerabweichungen während der CPU-Messung innerhalb der Meßzeitperiode ausgeglichen werden, und daher kann die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit im Vergleich zu der eins-zu-eins-Messung genauer sein.
• Für den Fall einer geringen Bitzahl in dem A/D-Umsetzer 31 zum Umwandeln des Ausgangssignals des Thermistors 8, ist die durch die CPU 32 erfaßbare Temperaturauflösung gering und daher eine hochgenaue Temperaturerf assung nicht möglich. Durch Erhöhung der Meßperiode kann jedoch der geringe Auflösungsgrad des A/D-Umsetzers 31 ausgeglichen werden.
• Bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel entspricht die Meßperiode der Temperaturanstiegsgeschwindigkeit der Grundwellenzahlperiode multipliziert mit einer ganzen Zahl, daß bedeutet tbase ntw (n = 1, 2, 3, ...).
• Allerdings kann tbase auch in der Nähe von tw multipliziert mit einer ganzen Zahl liegen.
• Fig. 54 zeigt einen Kurvenverlauf mit zwei Anstiegskurven bezüglich zweier verschiedener Meßzeitpunkte.
• Ist die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit innerhalb einer vorbestimmten Periode ein ganzzahliges Vielfaches, so ist die Veränderung der Messungen (Unterschied zwischen dem erfassbaren Maximum und dem erfassbaren Minimum) minimal (Null) in einer der Meßperiode entsprechenden Position K. Mit steigender Meßdauer steigt sie wieder an. Sie erreicht das Maximum in einer Position J, in der das Ein-/Ausschalten in der Grundwellenzahl der Anstiegskurve a erfolgt.
• Idealerweise ist sie am genauesten, wenn die Messung in der Position der vorgenannten Beispiele erfolgt. Die Meßabweichungen sind jedoch praktisch unproblematisch, sofern sie neben der Position K erfolgen.
• Im einzelnen kann sich die Meßperiode im Falle der vorstehend angegebenen Steuertabelle 16 ausgehend von einem ganzzahligen Vielfachen der Grundwellenzahlperiode innerhalb + und - 10% der Grundwellenzahlperiode befinden.
• In diesem Fall kann der Steuerpegel in Abhängigkeit der Meßabweichungen auf der Tabelle aufwärts oder abwärts verschoben sein. Tatsächlich ist jedoch abhängig von der Funktion des A/D-Umsetzers eine Abweichung oder dergleichen selbst dann möglich, wenn die Messung an der idealen Position erfolgt, wobei die Verschiebung um ein Niveau kein praktisches Problem darstellt.
• Aus diesem Grunde kann die Meßzeit von dem ganzzahligen Vielfachen der Grundwellenzahlperiode abweichen oder sich in dessen Nähe befinden, sofern die Meßperiode und die Steuertabelle so bestimmt sind, daß der Steuerpegel in der Tabelle nicht um einen, zwei oder mehr Niveaus abweicht, und falls kein praktisches Problem bei der Steuertabelle auftritt.
• Wie vorstehend beschrieben, ist eine längere Meßperiode vom Standpunkt des Ausgleichens der Meßabweichungen wünschenswert. Dieser Vorteil ist jedoch bei einer Meßperiode, die kein ganzzahliges Vielfaches der Grundwellenzahlperiode ist, bedeutsamer als bei einem ganzzahligen Vielfachen.
• Aus diesem Grunde ist der wählbare Meßzeitbereich (d.h. der Bereich, in dem der Steuerpegel nur um eins auf der Tabelle verschoben wird) breiter.
• Fig. 55 zeigt einen wählbaren Bereich der tolerierbaren Meßzeit, wenn die Tabelle 16 für die beiden Meßzeit-steuerungen verwendet wird. In Fig. 55 kennzeichnet der schraffierte Bereich einen nicht einstellbaren Bereich.
• Eine Linie Q kennzeichnet die mittlere Temperaturanstiegs-geschwindigkeit von 70 Grad/s und eine Linie 0 kennzeichnet 60 Grad/s. Der Bereich, der durch die Linie 0, die senkrecht zur Zeitachse durch einen Schnittpunkt der beiden Heizelement- Temperaturanstiegskurven verlaufende Linie, und die Heizelement-Temperaturanstiegskurve definiert wird, stellt einen Bereich dar, innerhalb dem die Meßabweichung nicht weniger als 10 Grad/s beträgt. Daher ist es ungeeignet, die Meßzeit innerhalb dieses Bereichs festzulegen.
• Außerhalb des schraffierten Bereichs kann die Meßzeit gewählt werden. Wird die Meßzeit so gewählt, daß sie nicht in diesen Bereich fällt, so tritt keine Abweichung um zwei oder mehr Niveaus auf, wobei die Steuertemperaturabweichung auf 4 Grad begrenzt werden kann.
• Fig. 56 zeigt die Abweichung in der Erfassungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Meßperiode. Es ist verständlich, daß die Erfassungsgeschwindigkeit in der Maximalabweichungsposition J mit Verlängerung der Meßperiode der mittleren Temperatur-anstiegsgeschwindigkeit nahe kommt. Dies ist der Grund, warum sich der einstellbare Bereich mit verlängerter Meßperiode vergrößert.
• Aus Fig. 55 geht hervor, daß die Meßdauer tbase unabhängig von der Grundwellenzahlperiode jeden Wert einnehmen kann, falls der vorstehend beschriebene Schnittpunkt mehr als einer möglichen Meßdauer entspricht.
• Bei der vorgenannten Tabelle 16 wird diese Bestimmung ab dem Punkt P in Fig. 55 erfüllt. Wie aus diesem Ausführungs-beispiel hervorgeht, wird der einstellbare Bereich der Meßdauer in Abhängigkeit der Tabelle bestimmt. Ist eine relativ grobe Steuerung ausreichend und die Anzahl der Schaltpegel der Tabelle gering, so kann die Meßdauer kurz sein.
• Im einzelnen werden in der Tabelle 16 lediglich 10 Grad/s als Meßabweichung toleriert. Im Falle der Tabelle 17 werden 20 Grad/s toleriert, was größer ist.
• Wird ein Korrekturmechanismus bereitgestellt zum Korrigieren des Steuerniveaus entgegen der Verschiebung des Steuerniveaus vor dem Erreichen der Zieltemperatur oder vor dem Einführen des Blatts in die Heizvorrichtung selbst nach dem Erreichen der Zieltemperatur, so wird der einstellbare Bereich der Meßperiode breiter. Tabelle 17
• Bei den vorgenannten Beispielen wird die Zeitsteuerung der Temperaturanstiegsgeschwindigkeitsmessung in einfacher Weise auf Grundlage der Meßperiode bestimmt, sie kann jedoch auch durch den zu messenden Temperaturbereich definiert werden. In diesem Fall wird der Temperaturbereich so gewählt, daß die zum Erhöhen der Heizelementtemperatur zum Durchlaufen des Temperaturbereichs erforderliche Zeit nicht geringer als eine Meßperiode ist, bei der sich die Meßabweichungen innerhalb des tolerierbaren Bereich befinden.
• Im einzelnen ist der Temperaturbereich breiter, falls die maximale Temperaturanstiegsgeschwindigkeit höher ist, und umgekehrt.
• Die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit v beträgt:
• v = d(Tbase)/dt
• wobei Tbase den Temperaturbereich kennzeichnet und t die Durchlaufperiode durch Tbase.
• Bei diesem Beispiel beträgt der Meßtemperaturbereich 100 - 160ºC, wobei die vorstehend beschriebene Heizfixier-vorrichtung und Steuertabelle verwendet werden.
• Fig. 57 zeigt die Meßzeitsteuerung bei diesem Beispiel.
• Erhöht sich die Temperatur des Heizelements als Resultat des Beginns der elektrischen Energiezufuhr zu dem Heizelement, so wird die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit zwischen 100 - 160ºC der von dem Thermistor erfaßten Temperatur erfaßt.
• Im einzelnen wird die Zeitperiode ab dem Zeitpunkt erfaßt, in dem der Thermistor 100ºC erfaßt, bis zu dem Zeitpunkt, in dem er 160ºC erfaßt.
• Die Bedingungen entsprechen denen des vorhergehenden Beispiels, wobei aber die minimal erforderliche Periode für die Messung aufgrund des Unterschieds gegenüber dem Fall des Festlegens der Meßzeitpunkte auf Grundlage der Meßperiode länger ist, wenn sie durch den Temperaturbereich festgelegt wird. Fig. 58 erläutert dies.
• Wie in Fig. 58 dargestellt ist, wird die Meßperiode bei einer Bestimmung der Meßzeitpunkte anhand des Temperaturbereichs als die Zeitperiode von der letzten Erfassung der Meßstarttemperatur bis zur ersten Erfassung der Meßendtemperatur bestimmt. Es ist offensichtlich, daß der Meßendpunkt in den Bereich fällt, wenn die Heizelementaktivierung während der Grundwellenzahl abgeschaltet ist.
• In dem vorgenannten Beispiel beträgt die erforderliche Minimalperiode 716 ms inklusive der Heizelement-Aus-Periode. Bei diesem den Temperaturbereich verwendenden Beispiel beträgt jedoch die minimal erforderlichen Periode 800 ms, was ein ganzzahliges Vielfaches der Grundwellenzahlperiode ist und 716 ms überschreitet, unter der Bedingung, daß eine 20-Wellen-Steuerung ausgeführt wird mit 10 Wellen ein und 10 Wellen aus.
• Bei diesem Beispiel beträgt die erforderliche Zeitdauer zum Passieren durch den Temperaturbereich von 100ºC bis 160ºC gleich 830 ms. Sie enthält 4 Grundwellenzahlperioden. Die erforderliche Durchlaufperiode ist länger als die minimal erforderliche Periode von 800 ms, und daher befindet sich die Meßabweichung innerhalb des tolerierbaren Bereichs. Auf diese Weise kann die Abweichung durch Einstellen des Temperaturmeßbereichs in der Weise, daß die minimal erforderliche Meßperiode zu jedem Zeitpunkt bereitgestellt werden kann, innerhalb des tolerierbaren Bereich begrenzt werden.
• Wie vorstehend in den vorgenannten Beispielen beschrieben wurde, wird eine Heizvorrichtung bereitgestellt, in der das Heizelement mit einer durch eine Wellenanzahlsteuerung gesteuerten elektrischen Energiezufuhr bis zu einer vorbestimmten Temperatur gestartet wird. Die Temperatur-anstiegsgeschwindigkeit wird erfaßt, so daß die Pegel der nachfolgenden Steuerungen auf Grundlage der erfaßten Geschwindigkeit bestimmt werden, und bei der die Erfassungsperiode für die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit derart gewählt wird, daß sie zumindest der für eine Periode der Grundwellenzahl der Wellenanzahlsteuerung erforderlichen Zeit entspricht, wodurch der Erfassungsfehler reduziert und daher die Steuerung nach der Anlaufphase des Heizelements genau erfolgen kann.
• Während die Erfindung unter Bezugnahme auf die hierin offenbarten Aufbauten beschrieben wurde, ist sie nicht auf die vorgebrachten Einzelheiten beschränkt, und es ist bei dieser Anmeldung beabsichtigt, solche Abwandlungen oder Veränderungen abzudecken, die sich innerhalb des Schutzumfangs der nachstehenden Ansprüche bewegen.

Claims (22)

1. Bildheizvorrichtung mit:

a) einem Heizelement (3);

b) einer Temperaturerfassungseinrichtung (5) zum Erfassen einer Temperatur des Heizelements (3);

c) einer Elektroenergiezufuhr-Steuereinrichtung (10) zum Steuern einer dem Heizelement (3) während der Bilderwärmung zugeführten elektrischen Leistung in der Weise, daß die erfaßte Temperatur mit einer vorbestimmten Einstelltemperatur übereinstimmt,

gekennzeichnet durch

d) eine Einstelltemperatur-Bestimmungseinrichtung (10) zum Bestimmen der Einstelltemperatur auf Grundlage einer Veränderung der erfaßten Temperatur innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer bei abgeschalteter elektrischer Energiezufuhr zu dem Heizelement (3) und abwesendem Aufzeichnungsmaterial (P) in einem Heizabschnitt des Heizelements (3).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelltemperatur mit steigender Veränderung der erfaßten Temperatur bei für eine vorbestimmte Periode abgeschalteter elektrischer Energiezufuhr ansteigt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturveränderung nach einem Abschalten der elektrischen Energiezufuhr und vor einer Wiederaufnahme der elektrischen Energiezufuhr erfaßt wird.

4. Bildheizvorrichtung mit:

a) einem Heizelement (3);

b) einer Temperaturerfassungseinrichtung (5) zum Erfassen einer Temperatur des Heizelements (3);

c) einer Elektroenergiezufuhr-Steuereinrichtung (10) zum Steuern einer dem Heizelement (3) während der Bilderwärmung zugeführten elektrischen Leistung in der Weise, daß die erfaßte Temperatur mit einer vorbestimmten Einstelltemperatur übereinstimmt,

gekennzeichnet durch

d) eine Einstelltemperatur-Bestimmungseinrichtung (10) zum Bestimmen der Einstelltemperatur auf Grundlage einer Zeitdauer, die die erfaßte Temperatur benötigt, um sich von einer ersten vorbestimmten Temperatur zu einer zweiten vorbestimmten Temperatur zu ändern, wenn ein Aufzeichnungsmaterial (P) in einem Heizabschnitt des Heizelements (3) abwesend ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungseinrichtung (10) die Einstelltemperatur für jede Bildheizoperation bestimmt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte zweite Temperatur höher ist als die vorbestimmte erste Temperatur, und daß sich die Einstelltemperatur mit Verlängerung dieser Zeitperiode erhöht.

7. Bildheizvorrichtung mit:

a) einem Heizelement (3);

b) einer Temperaturerfassungseinrichtung (5) zum Erfassen einer Temperatur des Heizelements (3);

c) einer Elektroenergiezufuhr-Steuereinrichtung (10) zum Steuern einer dem Heizelement (3) während der Bilderwärmung zugeführten elektrischen Leistung in der Weise, daß die erfaßte Temperatur mit einer vorbestimmten Einstelltemperatur übereinstimmt,

gekennzeichnet durch

d) eine Einstelltemperatur-Bestimmungseinrichtung (10) zum Bestimmen der Einstelltemperatur auf Grundlage einer Veränderung der erfaßten Temperatur innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer während zumindest einem Intervall zwischen aufeinanderfolgenden Aufzeichnungsmaterialien (P) in einer Dauerbildheizoperation während einer Dauerbild-erzeugungsoperation.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturerfassungseinrichtung (10) die Einstell-temperatur auf Grundlage einer Veränderung bestimmt, während der das Heizelement (3) mit elektrischer Energie versorgt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturerfassungseinrichtung (10) die Einstell-temperatur auf Grundlage einer Veränderung bestimmt, nachdem die elektrische Energiezufuhr zu dem Heizelement (3) gestoppt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelltemperatur mit steigender Änderung der erfaßten Temperatur bei für eine vorbestimmte Periode abgeschalteter elektrischer Energiezufuhr ansteigt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zeitdauer während der Energiezufuhrsteueroperation vorgesehen ist, innerhalb der die Wärmeerzeugung durch das Heizelement (3) abgeschaltet oder verringert ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (10) zum Bestimmen der Zeitdauer.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungseinrichtung (10) die Zeitdauer in Abhängigkeit einer Anzahl aufeinanderfolgenden Bilderzeugungsoperationen bestimmt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungseinrichtung (10) die Zeitdauer auf Grundlage einer Veränderung der durch die Temperaturerfassungs-einrichtung (5) erfaßten Temperatur bei abgeschalteter oder verringerter Wärmeerzeugung des Heizelements (3) bestimmt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungseinrichtung (10) die Zeitdauer in Abhängigkeit der Höhe der zu dem Heizelement (3) zugeführten elektrischen Leistung bestimmt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der zugeführten elektrischen Leistung durch abwechselnde Ein- und Aus-Perioden bestimmt wird.

17. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungseinrichtung (10) die Zeitdauer in Abhängigkeit eines Formats des Aufzeichnungsmaterials (P) bestimmt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungseinrichtung (10) die Zeitdauer in Abhängigkeit einer Veränderung der erfaßten Temperatur bestimmt.

19. Bildheizvorrichtung mit:

a) einem Heizelement (3);

b) einer Temperaturerfassungseinrichtung (5) zum Erfassen einer Temperatur des Heizelements (3);

c) einer Elektroenergiezufuhr-Steuereinrichtung (10) zum Steuern einer dem Heizelement (3) während der Bilderwärmung zugeführten elektrischen Leistung in der Weise, daß die erfaßte Temperatur mit einer vorbestimmten Einstelltemperatur übereinstimmt,

dadurch gekennzeichnet, daß

d) die elektrische Leistung durch abwechselnde Ein- und Aus-Perioden zugeführt wird; und

e) eine Einstelltemperatur-Bestimmungseinrichtung (10) vorgesehen ist zum Bestimmen der Einstelltemperatur auf Grundlage einer Veränderung der erfaßten Temperatur innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer, in der die Temperatur des Heizelements (3) ansteigt, wobei die vorbestimmte Zeitdauer nicht kurzer ist als eine Ein- und Aus-Periode der elektrischen Leistung.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Zeitdauer ein ganzzahliges Vielfaches der Ein- und Aus-Periode ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Heizelement (3) zugeführte elektrische Leistung eine Wechselleistung ist, wobei die Steuereinrichtung (10) eine Anzahl von Wellen in der Ein- und Aus-Periode steuert.

22. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 4, 7 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (3) in seiner Verwendung stationär ist, und in der Vorrichtung ein Film (2) vorgesehen ist, der bezüglich dem Heizelement (3) verschiebbar ist, wobei ein Bild auf dem Aufzeichnungsmaterial (P) durch die Wärme des Heizelements (3) durch den Film (2) hindurch erhitzt wird.